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(共37张PPT)
第2节 DNA的结构
5’
问题探讨
坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗？
DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一；
和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。
那么DNA分子结构具体是什么样子的呢？
1、DNA名称？组成元素？
2、基本组成单位（单体）？
3、脱氧核苷酸的种类(4种)
4、DNA初步水解的产物分别是什么？
5、DNA彻底水解的产物？
6.DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
7.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？
8.DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
1、DNA分子的结构
一、DNA分子的结构
阅读书本P50--51
1、 组成元素：
C、H、O、N、P
脱氧核糖
含氮碱基
P
核苷
核苷酸
AGCT
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
2、基本组成单位（单体）：
脱氧核糖核苷酸
1’
2’
3’
4’
5’
O
一、DNA分子的结构(DNA中文名称？)
脱氧核糖核酸
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
C
脱氧
核糖
磷酸
T
脱氧
核糖
磷酸
3、脱氧核苷酸的种类(4种)
这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA的？
4、DNA初步水解的产物分别是什么？
5、DNA彻底水解的产物？ DNA被氧化分解产物呢？
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
脱氧核苷酸
脱氧
核糖
含氮碱基
磷酸
、
1
4种
共6种
CO2、H2O、尿素
脱氧核苷酸
A、G、C、T
DNA衍射图谱
螺旋
A和T
G和C
双螺旋
书本P48-49
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1'
2'
3'
4'
5'
5'-端
3'-端
5'-端
3'-端
脱氧
核糖
含氮碱基
磷酸
（1）DNA由 条单链按_______方式盘旋成 结构
反向平行
双螺旋
两
二、DNA双螺旋结构
细胞质中的DNA是环状的！
（原核生物、叶绿体、线粒体）
1'-C
每个DNA的片段中，有游离的磷酸基团2个
二、DNA双螺旋结构3',5'-磷酸二酯键3',5'-磷酸二酯键连接单链中相邻2个脱氧核苷酸二、DNA双螺旋结构
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 ；
氢键
氢键
碱基对
碱基对
单链中相邻碱基：
通过—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—连接
磷酸
碱基配对遵循 。
碱基互补配对原则
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
氢键越多，结构越稳定，即含G、C碱基对比例越大，结构越稳定。
氢键关系:
A=T G≡C
二、DNA双螺旋结构
(4) 总结：
五种元素：
C、H、O、N、P
四种碱基：
A、T、C、G
三种物质：
两条长链：
一种螺旋：
规则的双螺旋结构
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
1.下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中1－10的名称。
1. 胞嘧啶（C）
2. 腺嘌呤（A）
3. 鸟嘌呤（G）
4. 胸腺嘧啶（T）
5. 脱氧核糖
6. 磷酸
7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
8. 碱基对
9. 氢键
10. 一条脱氧核苷酸链的片段
练习 书本P52 2 4
一、DNA结构发现者
1、１９５３年美国科学家_______（Ｊ．Ｄ．atson)和英国科学家_______ （Ｆ．Ｃrick)提出ＤＮＡ分子的______________ 模型。
2、证明DNA是双螺旋结构的实验____________。
3、证明DNA是双螺旋结构的科学方法____________
双螺旋结构
沃森
克里克
DNA的X光衍射实验
假说演绎法
阅读书本P47-48，思考下列问题：
1、“ ”中所对应含义最接近的是（ ）
① A--P～P～P ②
③ ④
A、①② B、②③ C、③④ D、①④
A
A C G T
T G C A
U G A C
D
巩固练习
P47 左上角
1.双链DNA中的一条链为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
则在双链DNA中：A=T，G=C
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
三、与DNA有关的碱基计算
A+G=
A+C=
双链DNA中任意两个不互补碱基之和相等
（A+G）/（A+T+G+C）=？
1/2
规律1：双链DNA中，任意两个不互补碱基之和相等，并为碱基总数的一半（1/2或50%）。
T+C
T+G
例题1：某双链DNA分子中，G占碱基总数23%，A占多少？
解：A与G不是互补配对关系，所以A+G＝50%
(嘌呤总数=嘧啶总数)
A=50%–23%=27%
若单链1中（A1+T1）/（G1+C1）=
则其互补链2中（A2+T2）/（G2+C2）=
2/3
2/3
规律2 双链DNA分子中：
若（A1+T1）%占该单链1碱基数= a%
则（A2+T2）%占该单链2碱基数=
　（A+T）%占双链碱基总数 =
a%
a%
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
双链中 （A+T）/（G+C）=
2/3
简记：配对同侧同
规律2：在双链DNA中，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。
规律2：在双链DNA分子的一条链中，A+T的和占该链的碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链的碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。
变式：
例题：从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46% ,又知DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是鸟嘌呤,请问与H链相对应的另一条链中鸟嘌呤占该链全部碱基数的 ( )
　Ａ、24%　Ｂ、26% Ｃ、28% Ｄ、18%　
D
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求:
(3)在另一互补链中这一比例是多少
1/m
(4) 这个比例关系在整个分子中又是多少
1
(1)在另一互补链中这一比例是多少
n
(2)这个比例在整个DNA分子中又是多少
n
当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)= n 时,求:
若单链1（A1+G1）/（T1+C1）=
b
1/b
则互补链2（A2+G2）/（T2+C2）=
双链DNA分子中：
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
（配对异侧为倒数）
规律3:
变式：若（A1+G1）%占该单链1碱基数= b%
则（A2+G2）%占该单链2碱基数=
（A+G）% 占双链碱基总数=
1- b%
50%
但是双链（A+G）/（T+C）=
1
规律1：不互补碱基之和为碱基总数的一半
规律3：在双链DNA分子，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
或记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基之和 的 比值 的乘积为1。”
练习2. 构成双链DNA分子的四种碱基之间的关系，下列哪项因物种而异（ ）
A、（A+C）/（T+G）
B、（A+G）/（T+C）
C、（A+T）/（G+C）
D、 A / T 或 G / C
C
　DNA的一条链中A+G/T+C=2，另一条链中相应的比是----------，整个DNA分子中相应的比是-----------。
对比：
DNA的一条链中A+T/C+G=2，另一条链中相应的比是——— ，整个DNA分子中相应的比是———。
0.5
1
2
2
简记为：配对异侧为倒数
简记为：配对同侧同
《金版》P87　10（3）
A+T
A+T+G+C
=
A2+T2+G2+C2
A2+T2
=
A1+T1+G1+C1
A1+T1
=
m%
m%
2.
m%
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
规律２：DNA双链中两个互补碱基之和与两条链碱基总数之比，与任意一条链中的这种比值相等。
若（A1+G1）/（T1+C1）=a，
规律３：在已知链与互补链之间（A+G）/（T+C）互为倒数，在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）比值为1
1/a
3.
则（A2+G2）/（T2+C2）=
则（A+G）/（T+C）=
1
简记为：
配对同侧同
配对异侧为倒数
规律４:
若一条链中的T占碱基总数的a％，另一条链中的T占碱基总数的b％，则双链DNA分子中，Ｔ占碱基总数的 。
变式:
若一条链中的A1占该链碱基总数为a％，则A1占双链DNA碱基总数为 。
逆向思维:
若一条链中的A1占DNA双链碱基总数为a％，则A1占该单链碱基数为 。
a％／２
a％ x２
（ a％＋ b％）
5、在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（ ）
b≤0.5 B.胞嘧啶为 a(1/2b－1)
C.b≥0.5 D.胞嘧啶为 b(1/2a － 1)
B
6、分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有A，由此可知，该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少？
40%
例题：双链DNA分子中，G占碱基总数的38％，其中一条链中的T占碱基总数的5％，那么另一条链中的T占碱基总数的 。
7%
提示：A+C=1/2总数 （总数= a /b） C=
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、（2000上海）由120个碱基组成的DNA分子片段，
可因其碱基对组成和序列的不同而携 带不同
的遗传信息，其种类数最多可达 （ ）
A、4120 B、1204 C、460 D、604
C
练习：
双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。
A+T
A+T+G+C
A 1 +T 1 +G 1 +C 1
A 1 +T 1
=
=
A 2 +T 2 +G 2 +C 2
A 2 +T 2
=
A 1 +T 1
（A+T）
1
2
=
=
A 2 +T 2
规律2、双链DNA分子，互补两碱基之和在单双链中所占比值相等
练习：P99 4
7、DNA的一条链中A+G/T+C=2，另一条链中相应的比是----------，整个DNA分子中相应的比是-----------。
0.5
1
简记为：配对同侧同
配对异侧为倒数
物理模型
数学模型
概念模型
构建模型
必1P54
DNA的双螺旋结构模型
细胞膜的流动镶嵌模型
细菌的种群数量增长曲线
对真核细胞结构共同特征的文字描述、光合作用过程中物质和能量的变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等；
假说—演绎法
孟德尔豌豆杂交实验（分离、自由组合定律）
DNA的双螺旋结构模型构建
DNA半保留形式复制
摩尔根的果蝇杂交实验（证明基因在染色体上）
二、DNA分子的结构特性
碱基数量的不同，碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种？
44000种
每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。
（DNA指纹技术）
主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。
碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。
书P59
DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
1.稳定性：
2.多样性：
3.特异性：
基因通常是有遗传效应的DNA片段，是DNA的结构单位和功能单位。一个DNA上有许多个基因
1、基因化学本质：
2、基因结构：
基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列
基因中脱氧核苷酸（碱基对）的排列顺序代表遗传信息
基因是决定生物性状的基本单位
3、基因功能：
3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段
有些病毒的遗传物质是RNA,如人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)、流感病毒等 对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
注意：DNA分子中含有没有遗传效应的片段，这些没有遗传效应的片段
不叫基因。
基因通常是有遗传
效应的DNA片断
基因中的脱氧核
苷酸排列顺序代表着遗传信息
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA
的主要载体
每个DNA分子
上有许多基因
每个基因由许多脱氧核苷酸组成
DNA是主要的
遗传物质
每条染色体上有一个或2个DNA分子
4、基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间的关系

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