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第2节 DNA的结构
第3章 基因的本质
一、DNA双螺旋结构模型的建构
DNA的组成：
①中文名称： 。
②组成元素： 。
③基本单位： 。
= + + 。
脱氧核苷酸
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
脱氧核糖核酸
C、H、O、N、P
B
下列各图中，图形 分别代表磷酸、脱氧核糖和碱基，在制作脱氧核苷酸模型时，各部件之间需要连接。下列连接中正确的是（　　）
腺嘌呤脱氧核苷酸
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
脱氧核苷酸有4种：
C
脱氧
核糖
磷酸
T
脱氧
核糖
磷酸
一、DNA双螺旋结构模型的建构
A
脱氧
核糖
磷酸
G
脱氧
核糖
磷酸
当时，科学界已经认识到：
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、G、C 4种碱基。
脱氧核苷酸如何形成DNA分子？
【资料1】英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰
克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。
一、DNA双螺旋结构模型的建构
“X”形意味着DNA分子是螺旋的。
威尔金斯
富兰克林
一、DNA双螺旋结构模型的建构
类比蛋白质，DNA由几条链组成呢？
（1条？2条？3条？……）
沃森和克里克尝试搭建了很多种不同的
双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定了。
直到查哥夫的到来！
物种 腺嘌呤 胸腺嘧啶 鸟嘌呤 胞嘧啶
人（肝脏） 30.3 30.3 19.5 19.9
结核杆菌 15.1 14.6 34.9 35.4
果蝇 27.3 27.6 22.5 22.5
玉米 25.6 25.3 24.5 24.6
海胆 32.8 32.1 17.7 18.4
不同生物来源DNA中碱基的含量（%）
一、DNA双螺旋结构模型的建构
查哥夫：A=T；G=C
一、DNA双螺旋结构模型的建构
查哥夫的发现（A=T；G=C）给了你什么
启示？
沃森和克里克认为：
A与T配对，G与C配对；
DNA是双螺旋结构！
氢键：氢原子与电负性大、半径小的原子X（氟、氧、氮等）以共价键结合
腺嘌呤
（A）
鸟嘌呤
（G）
胸腺嘧啶
（T）
胞嘧啶（C）
一、DNA双螺旋结构模型的建构
【资料2】脱氧核糖和磷酸具有亲水性，碱基具有疏水
性。细胞中的DNA处于液体环境中，据此推测碱基应
该排布在哪里呢？
问题：两条链中的碱基排在外侧，还是内侧？你觉得它的排布可能与碱基的什么特性有关？
内侧
克里克认为这显示DNA拥有方向相反的两股螺旋。（反向平行）
一、DNA双螺旋结构模型的建构
【资料6】1952年11月，富兰克林提出了一份报告，
其中说明DNA的对称性，意思是DNA的结构即使翻转180°之后看起来还是一样。
一、DNA双螺旋结构模型的建构
1953年美国科学家沃森和英国科学家
克里克提出DNA的双螺旋结构模型。
一、DNA双螺旋结构模型的建构
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
平面结构 立体结构 空间结构
一、概念检测
2.下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。
① ；
② ；
③ ；
④ ；
⑤ ；
⑥ ；
⑦ ；
⑧ ；
⑨ ；
⑩ 。
胞嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤
胸腺嘧啶
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
二、DNA的结构
1.DNA是由几条链构成的？
它具有怎样的立体结构？
2条链。
立体结构：由两条单链组成，两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
二、DNA的结构
2.DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位？
由脱氧核糖和磷酸组成，排列在DNA的外侧。
二、DNA的结构
3.DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
通过氢键连接成碱基对，位于DNA的内侧。
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
O
磷酸基团
碱基
5
5
3
3
（1）单链中的核苷酸通过 连接。
（2）2条链通过 连接。
（3）每个DNA片段中有
个游离的磷酸基团，位于每条链的其中一端。
磷酸二酯键
氢键
2
磷
酸
二
酯
键
三、DNA分子的特性
DNA分子中，两条长链上的什么
结构是稳定不变的？
两条链的磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对的配对方式不变。
——稳定性
三、DNA分子的特性
DNA分子只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传
信息？
遗传信息储存在核苷酸（或碱基）的（数量和）排列顺序中。
如n个碱基对构成的DNA具有 种碱基排列顺序。
——多样性
4n
三、DNA分子的特性
每个DNA分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？
——特异性
是。
科学·社会·技术
DNA分子特异性的应用：
DNA指纹技术
流程：
用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成如下图所示的DNA指纹图。
科学·社会·技术
DNA分子特异性的应用：DNA指纹技术
具体应用：
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。
此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
例：某家庭关于一种单基因遗传病遗传系谱图如图所示，对Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅱ-4、Ⅱ-5的相关基因进行电泳，结果如图所示（已知该致病基因与正常基因电泳条带不同）。下列说法错误的是（ ）（多选）
A. 编号C为Ⅱ-5
B. 电泳条带1代表致病基因
C. 人群中该病女患者多于男患者
D. Ⅲ-6患该病的概率为1/2
BC
四、DNA分子中碱基的相关计算
1.整个双链DNA中，A = ；G = 。
2.DNA的1链和2链上碱基互补配对，即
A1 = ；T1 = ；
G1 = ；C1 = 。
T
C
T2
A2
C2
G2
DNA：1链： A1 T1 G1 C1
2链：
T2 A2 C2 G2
单双链信息如何转化？
四、DNA分子中碱基的相关计算
A+T = = ；
A+T+G+C A1+T1+G1+C1 A2+T2+G2+C2
G+C = = 。
A+T+G+C A1+T1+G1+C1 A2+T2+G2+C2
A1+T1
A2+T2
G1+C1
G2+C2
一、概念检测
1.DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。
（1）DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基。 （ ）
（2）在DNA的双链结构中，碱基的比例总是（A+G）/（T+C）=1。 （ ）
√
√
一、概念检测
3.在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（ ）
A.b≤0.5
B.b≥0.5
C.胞嘧啶为a（1/2b-1）个
D.胞嘧啶为b（1/2a-1）个
4.一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3'，那么它的互补链的序列是（ ）
A.5'-CTATGG-3' B.5'-GATACC-3'
C.5'-GGTATC-3' D.5'-CCATAG-3'
C
C
二、拓展应用
碱基互补配对原则对遗传信息的传递具有什么意义？
根据碱基互补配对原则，DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，保证了遗传信息传递的准确性。

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