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真凶的密码是什么？
第3章 第2节
人教版 高中生物必修2
12DNA双螺旋结构模型的构建DNA的结构碱基互补配对原则的应用31953年摘取桂冠的是两位年轻的科学家——美国生物学家沃森（J. D. Watson，1928—）和英国物理学家克里克（F. Crick，1916—2004），DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。DNA双螺旋结构模型的构建
DNA双螺旋结构模型的构建
【合作探究一】阅读课本P48-49，思考与讨论下列问题：
归纳出对DNA双螺旋结构做出贡献的科学家？
DNA是由几条链构成的，它的立体结构是什么？
DNA的基本骨架是有哪些物质组成，位于DNA的什么部位？
DNA中的碱基是怎么配对，它们位于DNA中的哪个部位？
卡文迪什实验室
沃森
沃森
克里克
我能帮你理解生物学内容
我能帮你理解晶体学原理
当时，科学家认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
1′
2′
4′
5′
3′
如何
构成
DNA的？
威尔金斯
富兰克林
DNA衍射图谱
（X意味着DNA分子是螺旋的）
DNA是螺旋结构
双螺旋？
三螺旋？
一.DNA双螺旋结构模型的构建
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
模型一
沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋外部，磷酸位于内部的双螺旋结构，你觉得合理吗？为什么？
亲水
疏水
（已知碱基疏水，磷酸基团亲水）
推测：碱基在DNA螺旋结构的内侧，磷酸在外侧
A
P
T
P
C
P
G
P
T
P
模型二
沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋内部，磷酸位于外部的双螺旋结构，但是他们让A与A、T与T、C与C、G与G配对。但是这个结构又被否定了，为什么？
我们先来分析下这四种碱基的化学结构
T
P
G
P
C
P
T
P
A
P
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
碱基（N）
嘌呤
嘧啶
一.DNA双螺旋结构模型的构建
两个环（更长）
一个环（更短）
模型二
a.这种结构会导致什么结果？
DNA的结构不稳定
A
P
T
P
C
P
G
P
T
P
T
P
G
P
C
P
T
P
A
P
A
P
T
P
C
P
G
P
T
P
T
P
G
P
C
P
T
P
A
P
发生改变：
b.那应该怎样配对呢？
沃森
克里克
查哥夫
我给你们带来一条重要信息
DNA中，A的量总是等于T的量；G的量总是等于C的量。
太感谢了，我想我知道DNA的结构了！
腺嘌呤（A）的量 = 胸腺嘧啶（T）的量
鸟嘌呤（G）的量 = 胞嘧啶（C）的量
查哥夫理论：
查哥夫 E.chargaff
A与T配对，C与G配对
推 测
一.DNA双螺旋结构模型的构建
C
T
T
G
A
C
A
G
结果发现：
A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系。当他们把这个用金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较时，发现模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。
模型三
配对的碱基之间通过什么链接在一起呢？
C
T
T
G
A
C
A
G
模型：
C与G之间有几个氢键？
2个氢键
3个氢键
A与T之间有几个氢键？
平面结构：
C
T
T
G
A
C
A
G
DNA双螺旋结构：
请阅读课本P50页，总结DNA的双螺旋结构
O
OH
H
H2O
磷酸二酯键
DNA链是由脱氧核苷酸脱水缩合连接而成的长链。
2、DNA链的形成
二、DNA的结构
1、DNA的基本单位是：
脱氧核苷酸
磷酸基团
脱氧核糖
含氮碱基
一个羟基(—OH)，称作3′－端
二、DNA的结构——
立体结构
平面结构
5’
A
T
G
C
T
A
C
G
3’
5’
3’
DNA双螺旋结构
DNA是由 条单链按_ ________方式盘旋成___ ____结构
反向平行
双螺旋
2
游离的磷酸基团，称作5′－端
5’
3’
5’
3’
（1）DNA是由 条单链按_________方式盘旋成_______结构
反向平行
双螺旋
2
5’
3’
5’
3’
磷酸
和 交替连接，构成基本骨架；
(2) 外侧：
碱基
内侧:
脱氧核糖
(3)碱基互补配对原则
两条链上的碱基通过 连接形成
，且A只和 配对、G只和 配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作
。
氢键
T
C
碱基互补配对原则
碱基对
归纳总结-DNA的双螺旋结构
(1)研究表明：DNA结构的稳定性与四种碱基的含量有关：G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。这是为什么呢？脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT脱氧核糖PTC脱氧核糖PG脱氧核糖PA脱氧核糖PG和C形成三个氢键，A和T只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强，DNA的结构越稳定。体现DNA分子的稳定性。三.DNA的结构的特性(2)DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息呢？在生物体内，一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有4种：A-T、T-A、G-C、C-G。请同学们计算DNA分子有多少种？脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT脱氧核糖PTC脱氧核糖PG脱氧核糖PA脱氧核糖PDNA中的遗传信息蕴藏在哪里呢？碱基的排列顺序千变万化。体现DNA分子的多样性。三.DNA的结构的特性(3)为什么每个DNA结构模型都与众不同？不同生物的DNA是否也不同？DNA指纹技术在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。你能从下面的DNA指纹图判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。体现DNA分子的特异性。三.DNA的结构的特性
　
　
√
√
×
×
×
A= , C= 。
T
G
DNA双链有关的计算
碱基互补配对原则的应用
A=
A1+A2
T=
T1+T2
C=
C1+C2
G=
G1+G2
①两条链不互补的碱基之和相等。
（A+G）/（T+C）=
（A+C）/（T+G）=
1
1
②两条链中不互补的碱基和与两条链碱基总数之比等于（1/2）。
（A+G）/（A+T+G+C）=
1/2
DNA单链有关的计算
A1= , T1= , C1= , G1= 。
T2
A2
G2
C2
碱基互补配对原则的应用
③一条链中互补碱基的和等于另一条链中互补碱基的和。
（A1+T1）/（A2+T2）=
（G1+C1）/（G2+C2）=
1
1
B　[根据碱基互补配对原则，该DNA分子另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3；则A＋T 占该链碱基总数比例为30%，G＋C占70%，即DNA分子中A＋T占30%，G＋C占70%，共有A＝T＝400×(30%÷2)＝60个，G＝C＝400×(70%÷2)＝140个；该DNA分子一条链中(A＋T)/(G＋C)＝3/7，则另一条链中(A＋T)/(G＋C)＝3/7。]
即时练习
1、一条双链DNA,G和C占全部碱基的44%,其中一条链的碱基中,A占26%,C占20%,那么其互补链中的A和C分别占该链全部碱基的百分比是(　　)。
A.28%和22%　　　　　
B.30%和24%
C.26%和20%
D.24%和30%
B
即时练习
3.某双链DNA分子中(A+T)占整个DNA分子碱基总数的38%，其中一条链(a链)中的G占该链碱基总数的21%。那么，对应的另一条互补链(b链)中的G占该链碱基总数的比例是（ ）
A.41%　　 B.38% C.28%　 D.21%
随堂练习
In-class practice
A
4.某核酸片段中，C为30％，G为30％，A为25％，T为15％，则此片段为（ ）
A.双链DNA B.单链DNA C.双链RNA D.单链RNA
B

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