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(共44张PPT)
3.2 DNA的结构
DNA的双螺旋结构的确立，标志着生物科学的发展进入了分子生物学阶段。在生物学发展中具有里程碑式的意义。
DNA的中文全称：_________________
DNA的组成元素：_________________
DNA的结构单位：_________________
脱氧核糖核酸
C、H、O、N、P
脱氧核糖核苷酸
1分子脱氧核苷酸： ___________ + _______________ +__________________
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
A
G
C
T
DNA是怎样储存遗传信息的，怎样决定生物性状的？
知识回顾
腺嘌呤
胸腺嘧啶
胞嘧啶
鸟嘌呤
3′
2′
1′
4′
5′
一、DNA双螺旋结构模型的构建
威尔金斯和富兰克林提供_______________
DNA的结构单位:4种脱氧核苷酸，分别含有___________4种碱基
沃森和克里克推算出DNA呈_______结构
构建模型
从查哥夫处得知________________
重新构建模型，让A与T，C与G配对，模型构建成功
双螺旋
三螺旋
A.G.C.T
DNA衍射图谱
螺旋
失败
A与T，G与C的量相等
1.根据课本p48-49内容，概述双螺旋结构模型的构建科学史：
形成DNA双螺旋结构
验证
（1）DNA具有恒定的 ，
（2）能解释 ，
（3）制作的模型与基于拍摄的X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符
直径
A、T、G、C的数量关系
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1953年沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构—脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文发表在英国《自然》杂志上。
1962年，沃森、克里克和威尔金斯获诺贝尔奖。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
一、DNA双螺旋结构模型的构建
2.探究DNA的两条单链之间的连接方式：
(1)DNA的两条单链由位于内侧的碱基连接而成还是由“脱氧核糖—磷酸”的基本骨架连接而成？请结合以下文字资料及生物膜的流动镶嵌模型，判断模型1、2中哪一个是科学的？
资料一　嘌呤和嘧啶碱基具有疏水
性，脱氧核糖和磷酸具有亲水性。
资料二　生物膜的流动镶嵌模型
一、DNA双螺旋结构模型的构建
2.探究DNA的两条单链之间的连接方式：
请判断：在科学的模型下画“√”，反之画“×”。
×
√
一、DNA双螺旋结构模型的构建
2.探究DNA的两条单链之间的连接方式：
(2)两条链中的碱基排列在内侧，是相同的碱基两两相连吗？
请结合以下资料进行分析：
资料三　DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。
资料四　嘌呤和嘧啶的分子结构图
结论： 。
不是相同的碱基两两相连，应是嘌呤与嘧啶相连
一、DNA双螺旋结构模型的构建
2.探究DNA的两条单链之间的连接方式：
(3)请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对？
来源 碱基的相对含量 腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T
人 30.9 19.9 19.8 29.4
牛 27.9 22.7 22.1 27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9
结合分支杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6
结论： 。
A与T配对，G与C配对
二、DNA的双螺旋结构
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
DNA平面结构模式图
1. 构建者：
沃森和克里克
2. 结构特点：
（2）内侧： ；
外侧： 交替连接
5′-端
3′-端
3′-端
5′-端
脱氧核糖和磷酸
碱基
构成DNA基本骨架
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成 碱基对，且遵循碱基互补配对原则
A=T、
G C
氢键
(1)两条单链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
二、DNA的双螺旋结构
知识拓展：
A=T
G C
思考：在1个DNA片段中，哪种碱基对所占比例高DNA稳定性强？
G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定
二、DNA的双螺旋结构
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
DNA平面结构模式图
5′端
3′端
3′端
5′端
3.准确辨析DNA结构中：
（1）数量关系：
（2）位置关系：
（3）连接方式：
单链的相邻碱基：
脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖
①1个DNA片段中，含游离的磷酸 个
2
②1个DNA片段中，
脱氧核糖=磷酸=碱基数
①互补的碱基间：
②单链的相邻脱氧核苷酸间：
氢键
磷酸二酯键
二、DNA的双螺旋结构
归纳：DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
五种元素：
四种碱基：
三种物质：
两条长链：
一种螺旋：
C、H、O、N、P
A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
规则的双螺旋结构
习题巩固
一、判断题
(1)DNA中A与T碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强(　　)
(2)一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连(　　)
(3)DNA两条链上的碱基通过氢键相连(　　)
(4)每个DNA分子中，脱氧核糖数＝磷酸数＝含氮碱基数(　　)
×
×
√
√
习题巩固
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（C）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
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、选择题
1. 在下列DNA结构的模式图中，正确的是(　　)
A
习题巩固
2. 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'
2.下列关于DNA化学组成的说法正确的有（ ）
①基本组成单位是脱氧核苷酸　②基本组成单位是核糖核苷酸　③五碳糖是核糖　④五碳糖是脱氧核糖　⑤含氮碱基有A、T、G、C四种　⑥含氮碱基有A、U、G、C四种
A.①④⑥　　B.②③⑤　　C.②③⑥　　D.①④⑤
二、选择题
C
习题巩固
D
三、DNA的特性
T
C
G
A
A
G
C
T
1.多样性：
的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
碱基对排列顺序
【资料】生物体内，一个最短DNA分子也有4000个碱基对，这种最短的DNA分子也有 种排列顺序。
44000
碱基对的排列顺序代表遗传信息
三、DNA的特性
T
C
G
A
A
G
C
T
3.稳定性
分子组成
基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变
碱基互补配对的方式稳定不变
化学性质：
热稳定性
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。
人的遗传信息主要分布于染色体的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。
DNA指纹技术
三、DNA的特性
实践应用：
二、选择题
习题巩固
5.如图表示DNA分子结构的片段，下列叙述错误的是(　　)
A.②③交替连接构成DNA分子的基本骨架，使其具有较强的特异性
B.正常情况下，该DNA分子中的嘌呤数与嘧啶数相等
C.该图中显示了8个脱氧核苷酸，4种碱基
D.若该DNA分子中G、C碱基对的比例较高，则热稳定性较高
A
A.代表氢键的连接物有24个 B.代表胞嘧啶的卡片有4个
C.脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个
D.理论上能搭建出410种不同的DNA分子模型
二、选择题
习题巩固
11.某研究小组用如图所示的6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱氧核糖和碱基之间的连接物、代表氢键的连接物若干，成功搭建了一个完整的DNA分子模型，模型中有4个T和6个G。下列有关说法正确的是(　 　)
C
习题巩固
5.如图是制作DNA双螺旋结构模型的过程图，请回答下列问题：
(1)在制作模型前进行的设计中，甲处应考虑具备__种材料，它们分别是____________________________；其中
五边形材料表示____________。
(2)乙表示的物质是_____________，a位
置的元素是______。制作一个乙用到了_____种材料。
磷酸、脱氧核糖、四种碱基
脱氧核糖
脱氧核苷酸
氧
3
6
四、碱基互补配对原则的应用
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。
则在DNA双链中： A = T ， G = C
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
规律：
（1）双链DNA分子：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
A+G=T+C=1/2（A+T+G+C）
【例1】某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
A=27%
【例2】若DNA分子中含有碱基1200个，其中腺嘌呤有280个，那么胞嘧啶的数量有 。
320
B组　综合强化练
11.(2019·陕西西安长安一中高二期末)某同学要制作一个DNA片段模型，现准备了15个碱基A塑料片、8个碱基T塑料片、40个脱氧核糖塑料片和40个磷酸塑料片，已有碱基数不再增加，为了充分利用现有材料，还需准备碱基C塑料片
A.8个　　B.24个　　C.16个　　D.12个
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
13
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16
17
18
12.某生物的碱基组成是嘌呤碱基占碱基总数的60%，嘧啶碱基占碱基总数的40%，则它不可能是
A.棉花　　B.绵羊　　C.T2噬菌体　　D.烟草花叶病毒
√
解析　棉花和绵羊体内有DNA和RNA，其嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一定相等；烟草花叶病毒只含单链RNA，嘌呤碱基数和嘧啶碱基数不一定相等；而T2噬菌体只含双链DNA，其嘌呤碱基数和嘧啶碱基数一定相等。
1
2
3
4
5
6
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四、碱基互补配对原则的应用
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。
则在DNA双链中： A = T ， G = C
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
规律：
（2）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”。
A+T
N
A1+T1
N1
A2 +T2
N2
=
=
【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。
24%
【例4】如果一个DNA分子的一条链中C的含量为22%，G的含量为16%，那么整个DNA分子中A占多少？
31%
四、碱基互补配对原则的应用
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。
则在DNA双链中： A = T ， G = C
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
规律：
（3）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”。
A1+G1
T1+C1
=a
T2+C2
A2+G2
=1/a
A1+C1
T1+G1
T2+G2
A2+C2
=
【例5】在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
2.5；1
四、碱基互补配对原则的应用
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
规律：
（4）某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
A1
N1
=a
A2
N2
=b
A
N
=
则：
1/2（a+b）
16.分析某生物的双链DNA分子，发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%，又知一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30%，则另一条链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是
A.17%　　B.32%　　C.34%　　D.50%
√
解析　腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64%，则二者之和在一条链中的比例也是64%，又知一条链中腺嘌呤占该链全部碱基的30%，所以这一条链中胸腺嘧啶占该链全部碱基的64%－30%＝34%，另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基的34%，占整个DNA分子碱基的17%。
1
2
3
4
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6
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17
18
习题巩固
17.某研究小组测定了多个不同双链DNA的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA中碱基数目比值的关系图。下列表示正确的是（ ）
C
习题巩固
14.在一个双链DNA中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，G与C之间形成3个氢键，A与T之间形成2个氢键。则下列有关叙述正确的是（ ）
①脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基数＝m
②碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2
③一条链中A＋T的数量为n
④G的数量为m－n
A.①②③④　　B.②③④　　C.③④　　D.①②③
D
1.已知在甲DNA分子中的一条单链的(A＋G)/(T＋C)＝m，乙DNA分子中一条单链的(A＋T)/(G＋C)＝n，甲DNA分子的另一条链中对应的碱基比例、乙DNA分子中对应的碱基比例分别为(　　)
A.m、1/n B.m、1 C.1/m、n D.1、n
2.在一个双链DNA分子中，含有20%的胸腺嘧啶。已知一条链中的胞嘧啶占该链的20%，则另一条链中的胞嘧啶占该链的多少 ？
习题巩固
40%
C
3．已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的45．8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32．9%和17．1%，则在它的互补链中，T和 C分别占该链碱基总数的（ ）
A．32．9%和17．1% B．31．3%和18．7%
C．18．7%和28．7% D．21．3%和28．7%
习题巩固
D
二、选择题
习题巩固
16.如图为不同生物或生物不同器官(细胞)的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的比值情况，据图回答下列问题：
(1)猪的不同组织细胞的DNA分子碱基比例大致相同，原因是________________________________________________
(2)上述三种生物中的DNA分子，热稳定性最强的是________。
(3)假设小麦DNA分子中(A＋T)/(G＋C)＝1.2，那么(A＋G)/(T＋C)＝________。
不同的组织细胞来源于同一个受精卵的有丝分裂
小麦
1
二、选择题
习题巩固
(4)假如猪的某一DNA分子中有腺嘌呤30%，则该分子一条链上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的________。
(5)小麦的DNA分子中，(G＋C)之和占全部碱基的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的_______________________。
16.如图为不同生物或生物不同器官(细胞)的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的比值情况，据图回答下列问题：
T=31.3%、C18.7%
40%
1.某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____
2.一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_____
3.DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G= _____
20%
60个
29%
4.经测定,青蛙体细胞中一段DNA分子中A有600个,占全部碱基总数的24%。那么,该DNA片段中C所占比例和数量分别是 (　　)
A.24%,600个 B.24%,650个
C.26%,600个 D.26%,650个
D
【DNA相关计算规律总结】
规律1：
DNA双链中不互补配对的两个碱基之和占全部碱基总数的50% 。
规律2：
DNA分子中一条链中的两个不互补碱基之和的比值是另一个互补链的这一比值的倒数。
规律3：
DNA分子中互补碱基之和的比值和每一个单链中的这一比值相等。
规律4：
在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总量的百分数等于它在每条链中的平均数。
二、DNA的双螺旋结构
思考与讨论：
1.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？
DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基的排列顺序却是千变万化的，使DNA储存了大量的遗传信息。
⑴碱基对之间的氢键维系DNA的双链结构，保持结构的稳定性。
⑵在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间互相靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力。
2.DNA是如何维系它的遗传稳定性的？
某同学想制作一段具有10对碱基对的DNA片段模型，他在准备材料时至少需要：
(1)代表磷酸的球形塑料片几个？
(2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？
(3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？
(4)可组装出几种该DNA片段模型？
三、制作DNA双螺旋结构模型
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