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(共39张PPT)
3.1课前背诵
1.肺炎链球菌体内转化实验的研究者？得出的结论？
2.肺炎链球菌体外转化实验的研究者？运用的什么方法？得出的结论？
3.噬菌体侵染大肠杆菌的研究者？运用的什么方法？得出的结论？
4.搅拌和离心的目的？
5.32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液出现放射性原因？
为什么DNA能够作为北京中关村高科技园的标志性建筑？
问题探讨
DNA是主要的遗传物质
DNA雕塑是象征着“生命”的雕塑
在确信DNA是主要的遗传物质之后，人们更迫切地想知道
DNA是怎样储存遗传信息的？
DNA是怎样决定生物性状的？
①
②
结构→功能
答案就隐藏在DNA的结构中，彻底弄清DNA的结构成了当时科学研究的热点
1.DNA中文名称：
脱氧核糖核酸
2.组成元素：
C H O N P
3.基本组成单位：
脱氧核糖核苷酸
温故知新
4.基本单位结构简式：
脱氧
核糖
含氮碱基
磷酸
1’
2’
3’
4’
5’
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1、当时，科学家已经认识到：DNA是以四种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，并且分别含有A、G、C、T四种碱基。
但这四种脱氧核苷酸如何构成DNA的呢？
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
A
脱氧
核糖
磷酸
G
脱氧
核糖
磷酸
脱氧
核糖
C
磷酸
T
脱氧
核糖
磷酸
2、英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林应用X射线衍射技术获得高质量的DNA衍射图谱。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
现象：DNA呈现“X”形
富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图
威尔金斯
富兰克林
3、沃森和克里克主要以DNA衍射图谱相关数据为基础，推算DNA呈螺旋结构。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
沃森和克里克尝试搭建了很多种类的双螺旋和三螺旋结构模型，但都失败了。
4、富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。
内侧
外侧
一、DNA双螺旋结构模型的构建
所以她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团应该位于DNA的外侧，其余部分位于内侧，这是解开DNA结构的重要线索。
5、威尔金斯计算出DNA分子螺旋的直径与长度： ①DNA的直径是固定的，均为2nm。
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
一、DNA双螺旋结构模型的构建
②嘌呤和嘧啶的分子结构图
A
T
G
C
A
T
G
C
如果是嘌呤和嘌呤、嘧啶和嘧啶两两配对连接？
与“DNA直径是固定的，均为2nm”的事实不符
×
存在特殊的配对方式
嘧啶和嘌呤相互配对
DNA直径固定
6、沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫得到了一个关键信息：DNA中A与T的数量相等，C与G的数量相等。
查加夫
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
一、DNA双螺旋结构模型的构建
7、沃森和克里克构建了一个碱基在双链螺旋的内部，脱氧核糖-磷酸骨架在外部的模型。在这个模型中，A与T配对，C与G配对，DNA两条链的方向是相反的。
当他们把这个金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射图谱比较时，发现模型与基于照片推出的DNA双螺旋结构相符！
1953年，沃森和克里克在《自然》杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，更宣告了分子生物学的诞生。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。
13
总结：
1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。
（1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
两条链，按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
（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？
DNA的基本骨架是脱氧核糖和磷酸。位于外侧。
（3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对。碱基排列在内侧。
二、DNA的结构
磷酸二酯键
5’-端：游离的磷酸基团
3’-端：游离的羟基（-OH）
【模型建构】
一条脱氧核苷酸链
DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′－端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′－端
磷酸酯键
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
DNA模型建构
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
DNA模型建构
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
DNA模型建构
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
DNA模型建构
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
DNA模型建构
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
DNA模型建构
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
DNA模型建构
（1）由 条单链按 方式盘旋成__________结构
立体结构
平面结构
C
T
A
G
5’
3’
T
G
A
C
5’
3’
2
反向平行
双螺旋
右链：3’→5’
左链：5’→3’
5’-端：游离的磷酸基团
3’-端：羟基（-OH）
DNA的结构特点一
C
T
A
G
5’
3’
T
G
A
C
5’
3’
=
=
=
（2）外侧：
和 交替连接，构成基本骨架；
脱氧核糖
磷酸
碱基排列在内侧
03
DNA的结构特点二
（3）两条链上的碱基通过______连接形成________，且碱基配对有一定的规律：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__________________
C
T
A
G
5’
3’
T
G
A
C
5’
3’
=
=
=
氢键
碱基对
T
C
碱基互补配对原则。
规律：A=T G≡C
氢键
碱基对
注意：G-C比例越高，DNA结构越稳定，越耐高温。
DNA的结构特点三
DNA分子的结构：
双螺旋结构
1、DNA分子结构中的两个“并不是”
2、DNA分子结构的记忆方法
易错提醒
①并不是每个磷酸都与两个脱氧核糖相连，链的一端游离的磷酸只与一个脱氧核糖相连。
②并不是所有的DNA分子中，A＝T、G＝C，部分DNA分子是单链。
三、DNA的结构特性
(2)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？
碱基对的排列顺序千变万化,蕴含了生物的遗传信息
多样性
DNA排列方式：4n （n个碱基对）
(1) DNA分子中，两条长链上的什么结构是稳定不变的？
稳定性
分子组成
外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变
内侧：碱基互补配对的方式稳定不变
化学性质：
热稳定性
三、DNA的结构特性
(3)每个DNA分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？
每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
特异性
回答有关碱基互补配对原则应用的问题：
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，
例：如果一条链上的A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链上
该比值为
2:1:4:3
四、DNA碱基数量的计算
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＝ ＝ ＝ ＝ (A＋G＋T＋C)。
规律一：双链DNA分子中嘌呤总数等于嘧啶总数，任意两个非互补碱基之和为碱基总数的一半。
T1＋T2
C1＋C2
T
C
T＋C
A＋C
T＋G
A +G
T+C
=
1
四、DNA碱基数量的计算
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_____
20%
60个
规律二：双链DNA分子中，两个互补碱基之和在单、双链中所占的比例相等。
(2)A1＋T1＝ ；
G1＋C1＝ 。
A2＋T2
G2＋C2
四、DNA碱基数量的计算
(2)A1＋T1＝ ；
G1＋C1＝ 。
A2＋T2
G2＋C2
A+T
G+C
A 2 +T 2
G 2 +C 2
A 1+T1
G 1+C1
=
=
不同生物 比值不同，显示特异性。
A+T
G+C
四、DNA碱基数量的计算
【例1】DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G占多少？
29%
【例2】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分子中分别是多少？
0.4；0.4
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。
互为倒数
【例1】在DNA的一条单链中，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、DNA碱基数量的计算
规律四：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。
例：在DNA分子中，一条链上的鸟嘌呤占该链碱基数的24%，互补链上的鸟嘌呤占互补链碱基数的22%，则该DNA分子中腺嘌呤所占比例为
A.81% B.54% C.27% D.23%
C
四、DNA碱基数量的计算
总 结
规律一：双链DNA分子中嘌呤总数等于嘧啶总数，任意两个非互补碱基之和为碱基总数的一半。
规律二：双链DNA分子中，两个互补碱基之和在单、双链中所占的比例相等。
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。
规律四：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。
例题：在现代刑侦领域中，DNA指纹技术正在发挥着越来越重要的作用。刑侦人员只需要一滴血迹、一块精斑或是一根头发等样品就可以进行DNA指纹鉴定。此外DNA指纹技术还可以用亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
(1) 利用指纹技术进行DNA指纹鉴定的原理是：
(2) 现有从受害者体内取出的精液样品，请利用DNA指纹技术来确认怀疑对象。
鉴定步骤：
①用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段
②用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成如图所示的DNA指纹图。
请从上图的DNA指纹图中判断出怀疑对象中 号是犯罪嫌疑人，原因是
原理：DNA分子的特异性
1号DNA指纹图与受害者体内分离的精液样品的DNA指纹图相同
DNA分子的特异性
五、应用-DNA指纹技术

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