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(共33张PPT)
第2节
DNA的结构
第3章　基因的本质
2
1
3
概述DNA结构的主要特点
通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用
学会按照碱基互补配对原则进行碱基计算
DNA是肺炎链球菌、T2噬菌体的遗传物质
RNA是TMV的遗传物质
DNA是细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质
RNA是RNA病毒的遗传物质
更多实验证据
更多实验证据
DNA是主要的遗传物质
加热杀死的S型细菌中含有转化因子
肺炎链球菌的转化实验
T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
格里菲斯的体内转化实验
艾弗里的体外转化实验
转化因子是什么
问题1:DNA是怎样储存遗传信息的呢？如何决定性状的？
DNA是主要的遗传物质
DNA的结构
DNA双螺旋结构模型的构建
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
制作DNA双螺旋结构模型
资料一：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、C4种碱基。
1951年，英国化学家托德提出核苷酸分子间的化学连接方式。他认为核苷酸与核苷酸之间通过磷酸二酯键(脱氧核糖的3位碳原子与相邻核苷酸的磷酸发生化学反应形成的化学键)连接。
活动一：请根据上述信息，用四种脱氧核苷酸构建一条脱氧核苷酸长链
…
P
A
P
T
P
G
P
C
P
G
P
C
脱氧核苷酸长链
资料二：富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张Ｘ射线衍射图谱，他们发现DNA翻转
180°后的图谱与未翻转的一模一样。据此推断DNA是由几条链构成？
DNA呈现“X”形
DNA呈螺旋结构
推断
威尔金斯
富兰克林
翻转180°
三螺旋
双螺旋
资料三：组成DNA分子的脱氧核糖和磷酸基团具有亲水性，而碱基具有疏水性，细胞中的DNA分子总是处于一个液体环境中，据此分析脱氧核糖和磷酸基团与碱基的位置排布？
脱氧核糖和磷酸基团排列在双链DNA分子的外侧，碱基排列在内侧。
富兰克林
1951年，富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。
资料四：嘌呤碱基是双环化合物，嘧啶碱基是单环化合物（如图所示），而DNA分子两条链之间的距离是固定的，直径约为2nm，据此推测位于DNA内部的碱基如何配对？并作出假说。
嘌呤与嘧啶配对。
假说一：A与T配对，G与C配对；假说二：A与C配对，G与T配对。
资料五：20世纪50年代初，查哥夫应用紫外分光光度法和纸层析等技术，对多种生物的 DNA 做碱基定量分析，发现了DNA中碱基的规律，请根据碱基数据表推测，上述哪种假说是正确的？
假说一
查哥夫
2个氢键
3个氢键
活动二：小组成员一只手模拟磷酸搭在另一个人的肩膀上连接成单链，另一只手侧平举掌心向前模拟碱基，尝试两条链上的碱基进行牵手配对，探究两条链相连的方向。
反向平行相连
威尔金斯和富兰克林提供____________
DNA是以4种__________为单位连接而成的长链，分别含有_____________4种碱基
沃森和克里克推算出DNA分子呈_____结构
脱氧核苷酸
A、T、G、C
DNA衍射图谱
螺旋
尝试建立多种不同的模型：双螺旋、三螺旋
被否定
查哥夫提出DNA分子中A的量等于 ,C的量等于 。
修正、重建
构建DNA 模型
验证
DNA具有恒定的直径；能解释4种碱基的数量关系；制作的模型与DNA的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符。
沃森和克里克
双螺旋结构
T
G
1.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA结构模型构建方面的突出贡献的说法，正确的是
A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像
B.沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型
C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系
D.富兰克林和查哥夫发现DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量
√
2.1953年，沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，其重要意义在于
①证明DNA是遗传物质　②确定DNA是染色体的组成成分　③发现DNA如何储存遗传信息　④为DNA复制机制的阐明奠定基础
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
√
DNA的结构
DNA双螺旋结构模型的构建
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
制作DNA双螺旋结构模型
为什么可以用DNA来鉴定遇难者的身份？DNA怎样的结构特点使其具有如此重要的功能特性？
1
结构特点
活动三、结合DNA的平面结构和立体结构总结DNA分子特点
①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
5’
5’
3’
3’
②外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架；
磷酸二酯键
A
C
C
A
碱基互补配对原则：A=T G≡C
T
T
G
G
③内侧:碱基通过氢键连接成碱基对
活动四、小组思考讨论并回答下列问题
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
尝试说出图中1～10的名称。
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　
一条脱氧核苷酸链的片段
碱基对
氢键
2
DNA碱基数目的相关计算规律
根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
1. A1＋A2＝________________；G1＋G2＝________________。
即：双链中A＝___，G＝___，
A＋G＝______＝______＝______＝__________________。
T1＋T2
C1＋C2
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
T
C
T＋C
A＋C
T＋G
1/2(A＋G＋T＋C)
规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
2
DNA碱基数目的相关计算规律
2. A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。
A2＋T2
G2＋C2
规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。
=
A1+T1
N1
A2+T2
=
N2
A+T
N
=
C1+G1
N1
C2+G2
=
N2
C+G
N
N1
N2
N
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
即两者的关系是_____________。
3.若 ，则 =
T1+G1
= m
A1+C1
T2+G2
A2+C2
m
1
互为倒数
根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。
请据此完成以下推论：
N1
N2
N
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
2
DNA碱基数目的相关计算规律
A+T
A+T+G+C
=
A2+T2+G2+C2
A2+T2
=
A1+T1+G1+C1
A1+T1
=
m%
m%
m%
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
（A1+T1）%= (A2+T2）%=(A+T)%
2
DNA碱基数目的相关计算规律
规律四：双链DNA中互补碱基和与碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。
3.(2023·湖北黄石高一联考)如图为DNA分子部分片段的示意图，下列有关叙述正确的是
A.①为3′－端，⑥为5′－端
B.DNA的基本骨架中所含化学元素包括C、
H、O、N、P
C.一条链中相邻的两个脱氧核苷酸之间通
过氢键相连
D.若该分子中G —C碱基对比例高，则热稳定性较高
√
4.已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的40%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的40%和15%。下列有关叙述正确的是
A.在它的互补链中，T与C之和占该链碱基总数的55%
B.在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的20%和25%
C.若该DNA分子含有1 000个碱基对，则碱基之间的氢键数为2 600个
√
DNA的结构
DNA双螺旋结构模型的构建
目标一
目标二
目标三
目
录
CONTENTS
制作DNA双螺旋结构模型
含氮碱基
脱氧核糖
磷酸基团
核苷酸的结构：磷酸基团、脱氧核糖和含氮碱基如何连接？
请注意示意图上脱氧核糖碳原子的位置
O
1’
2’
3’
4’
5’
模型搭建需要注意的问题
沃森和克里克的模型
学生作品
5.(2023·河南许昌高一期末)下列学生小组制作的DNA结构模型片段中，正确的是
√
6.用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如表所示，下列说法正确的是
卡片类型 脱氧核糖 磷酸 碱基 A T G C
卡片数量 10 10 2 3 3 2
A.最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对
B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C.搭建的DNA模型中有4个游离的磷酸基团
D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA片段
√

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