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(共37张PPT)
第3章 第2节
人教版 生物(高中)
肺炎链球菌体内转化实验
格里菲斯
肺炎链球菌体外转化实验
艾弗里
噬菌体侵染大肠杆菌实验
赫尔希、蔡斯
肺炎链球菌体内转化实验
格里菲斯
肺炎链球菌体外转化实验
艾弗里
噬菌体侵染大肠杆菌实验
赫尔希、蔡斯
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
我能帮你理解物理学内容
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
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？
搭建的多种模型都被否定
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
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
N
P
N
P
N
P
N
P
N
P
碱基如何配对？
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！
C
T
T
G
A
C
A
G
模型：
A与T配对
C与G配对
如何连接？
氢键
一个碱基上的H原子和与之配对的碱基上的电负性强的N原子或O原子间存在一定的吸引力，形成氢键。
直径恒定
C
T
T
G
A
C
A
G
模型：
A与T之间有几个氢键？
C与G之间有几个氢键？
2个氢键
3个氢键
直径恒定
C
T
T
G
A
C
A
G
模型：
a.这是DNA的最终结构吗？
不是，因为它还是平面结构
b.它的立体结构是？
双螺旋
c.变成双螺旋结构后会是怎样的？
平面结构：
C
T
T
G
A
C
A
G
DNA双螺旋结构：
二.DNA的结构
我们从三个关键词来分析DNA结构特点：
两条单链
反向平行
双螺旋结构
链数：
方向：
结构：
O
CH2
OH
H
磷酸基团
碱基
3′
2′
H
H
1′
4′
5′
H
H
3′
5′
5′
3′
二.DNA的结构
脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架
碱基
外侧：
内侧：
3′
5′
5′
3′
二.DNA的结构
化学键：
（2根氢键）
3′
5′
5′
3′
氢键
A
T
G
C
（3根氢键）
碱基互补配对原则
联系：核苷酸之间连接的化学键是？
3',5'-磷酸二酯键
G与C越多，DNA的热稳定性越大
3',5'-磷酸二酯键
（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’
二.DNA的结构
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
二.DNA的结构
1.A+T含量为40%的DNA分子和A+T含量为60%的DNA分子哪个结构更稳定，WHY？
G与C含量越多，氢键就越多，DNA结构就越稳定
2.一个脱氧核糖连接几个磷酸？
3.一个DNA分子有几个游离的磷酸？
1个或2个
2个游离的磷酸
4.一条链上相邻的两个碱基通过什么连接？
—脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖—
5.DNA遗传信息是什么？
碱基对的排列顺序就代表了遗传信息
三.DNA的结构特性
5’
3’
5’
3’
⑴两条链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。
⑵外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接成基本骨架；
⑶内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，
遵循碱基互补配对原则。
2.特异性：
每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
1.稳定性：
三.DNA的结构特性
5’
3’
5’
3’
脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化。
在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请计算DNA分子有多少种？
44000
种类
数目
3.多样性：
课堂巩固
1.DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸脱氧核糖磷酸连接（ ）
2.DNA分子一条链上的磷酸和脱氧核糖通过氢键连接（ ）
3.DNA分子结构的稳定性大小取决于_____________的含量
4.DNA分子中的磷酸和核糖交替连接，排列在外侧构成基本支架（ ）
5.分子大小相同碱基含量相同的核酸分子，所携带的遗传信息一定相同（ ）
6.沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了构建物理模型的方法
7.DNA分子的X光衍射照片属于物理模型（ ）
8.DNA分子初步水解的产物有4种，彻底水解的产物有6种（ ）
CG碱基对
×
×
×
×
√
×
√
课堂巩固
9.DNA分子彻底水解可产生_____种有机小分子
10.DNA分子的多样性和特异性主要与他的空间结构密切相关（ ）
11.DNA和RNA中嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数（ ）
12.不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值可能相同（ ）
13.DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因（ ）
14.某DNA片段中有100个脱氧核苷酸，则可能的排列顺序为4100种（ ）
15.同一生物体不同细胞中DNA分子的A+T/C+G的值不同（ ）
×
×
√
5
×
×
×
DNA的相关计算
设DNA一条链为1链，互补链为2链。
根据碱基互补配对原则:
可知：A1=T2 ， A2=T1，
G1 = C2 ， G2 =C1。
在DNA双链中： A = T ， G = C
推论1：任意两个不互补碱基之和相等且各占DNA总碱基数的50％
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
=1
=
A+G
T+C
T+G
A+C
A+C
T+G
T+C
A+G
=
=
A+G=T+C=A+C=T+G=碱基总数的50%
DNA的相关计算
例1：某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18%，那么鸟嘌呤的分子数占（ ）
A. 9 % B.18 % C. 32 % D. 64 %
C
例2：从某生物组织提取的DNA成分中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部
碱基含量的46%
则全部碱基中腺嘌呤占_____%
27
DNA的相关计算
设DNA一条链为1链，互补链为2链。
根据碱基互补配对原则:
可知：A1=T2 ， A2=T1，G1 = C2 ， G2 =C1。
在DNA双链中： A = T ， G = C
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
A2+T2
G2+C2
A1+T1
G1+C1
= m
=？
A+T
G+C
=？
推论2：互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同
不同生物比值不同，体现了不同DNA分子的特异性
m
m
DNA的相关计算
例3：某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量是多少？
24%
例5：若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是（ ）
A.0.4和0.6 B.2.5和1.0 C.0.4和0.4 D.0.6和1.0
C
DNA的相关计算
设DNA一条链为1链，互补链为2链。
根据碱基互补配对原则:
可知：A1=T2 ， A2=T1，G1 = C2 ， G2 =C1。
在DNA双链中： A = T ， G = C
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
推论3：非互补碱基之和比例在两条互补链中互为
倒数，在整个DNA分子中为1
A2+G2
T2+C2
A1+G1
T1+C1
= a
=？
A+G
T+C
=？
1/a
1
DNA的相关计算
例4：DNA分子中一条单链中，（A+G）/（T+C）=0.4，则互补链中和整个DNA分子中该比值分别是（ ）
A.0.4和0.6 B.2.5和1.0 C.0.4和0.4 D.0.6和1.0
B
DNA的相关计算
设DNA一条链为1链，互补链为2链。
根据碱基互补配对原则:
可知：A1=T2 ， A2=T1，G1 = C2 ， G2 =C1。
在DNA双链中： A = T ， G = C
推论4：双链中，互补碱基之和占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中互补碱基之和占该链碱基总数的百分比。
A1+T1
=？
A+T
A+T+G+C
= n
A1+T1+ G1+C1
A2+T2
=？
A2+T2+ G2+C2
n
n
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
DNA的相关计算
例4：某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。
解：已知
DNA：
A+T
A+T+G+C
=54%
DNA1：
A1 +T1 +G1 +C1
G1
=22%
求：
DNA2：
A2+T2+G2 +C2
G2
=？
C1
=？
G2
1－ G1－(A1+T1)
C1
=
=
= 1－ 22% － 54% = 24%

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