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(共20张PPT)
第3章 基因的本质
第2节 DNA的结构
课堂导入
在确信DNA是生物体的遗传物质之后，人们更迫切的想知道：
什么样的结构可以满足这些功能？
结构
DNA是怎样储存遗传信息的？
又是怎样决定生物性状的？
功能
决定
①相对稳定
②携带信息
③复制传递
DNA相关知识回顾
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
1.DNA的基本单位：
脱氧核苷酸
3.核苷酸的组成
2.元素组成：
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
一分子含氮碱基
C、H、O、N、P
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
4.含氮碱基
DNA相关知识回顾
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
A
磷酸
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
C
磷酸
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
T
磷酸
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
G
磷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
一、DNA双螺旋结构模型的构建
资料1：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。
4种核苷酸分别含有_______________4种碱基，具
有稳定直径（2nm）
A、T、C、G
P
A
P
T
P
G
P
C
…
P
A
P
T
P
G
P
C
P
G
P
C
磷酸二酯键
一、DNA双螺旋结构模型的构建
资料2：1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）
和同事富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线衍射技术获得
了高质量的DNA衍射图谱。
威尔金斯（M.Wilkins）
富兰克林（R.E.Franklin）
“X”形意味着DNA分子是螺旋的
一、DNA双螺旋结构模型的构建
配对违反了化学规律
威尔金斯和富兰克林提供的
尝试建构模型： 、
资料3：沃森和克里克推算出DNA呈_____结构
失败
DNA衍射图谱
DNA的结构单位
四种脱氧核苷酸
螺旋
双螺旋
三螺旋
x
一、DNA双螺旋结构模型的构建
资料4：1952年，从奥地利生物化学家查哥夫处得知:
在DNA中，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）
的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量
A=T
G=C
据此，沃森和克里克重建模型：
让内部碱基A和T配对，C和G配对。
查哥夫
DNA的双螺旋结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA具有恒定的直径
能解释A、T、C、G的数量关系
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
资料5：碱基安排在双螺旋内部（A与T配对，C与G配对），
脱氧核糖—磷酸骨架安排在螺旋外部。DNA两条链方向相反。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
DNA 双螺旋结构示意图
A
T
G
C
A
T
G
C
氢键
DNA 分子平面结构示意图
螺旋一定角度
问题探讨
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？
（2）DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的
什么部位呢？
（3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
DNA是由两条链构成的。
这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
DNA的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧。
DNA中的碱基通过氢键连接成碱基对，它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定的规律：A与T配对；C与G配对。
二、DNA的结构
5’
A
T
G
C
T
A
C
G
3’
5’
3’
CH2
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
5’
4’
3’
2’
1’
磷酸二酯键
（1）由 条单链按_________方式盘旋成_______结构
反向平行
双螺旋
2
5’
3’
5’
3’
(1’-C)
(5’-C)
二、DNA的结构
磷酸
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
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
，且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
。
氢键
氢键
T
C
碱基互补配对原则
碱基对
碱基对
、DNA的结构
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
导学案:P66 活动2
三、DNA的结构特点
2、多样性：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
3、特异性：每种DNA有别于其他DNA，具有特定的碱基排列顺序。
1、稳定性：基本骨架：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。
内侧碱基：遵循碱基互补配对通过氢键连接形成碱基对。
四、有关DNA的计算
(1)一个双链DNA分子中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，即A+G=T+C。
注意：一个双链DNA分子中，A+T与C+G不一定相等，而且一般都不相等。
在双链DNA分子中：∵ A = T G = C
∴A+G =T + C
不同生物的DNA分子中，互补配对的碱基之和的比值不同，
即（A+T）/（G+C）的值不同。该比值体现了不同生物的
DNA分子的特异性。
四、有关DNA的计算
在双链DNA分子中：∵ A = T G = C
∴A+G =T+C
(2)在DNA双链中，任意两个非互补碱基和的比例_______，
并为碱基总数的_____。
恒等
50%
也可写成：
∴A+G/(A+G+C+T)=T+C/(A+G+C+T)
=
A+G
T+C
T+G
A+C
=1
A+C
T+G
T+C
A+G
=
=
=50%
非互补碱基：不配对的碱基
任意两个非互补碱基和的比例为1，则可能为双链
若为双链，则任意两个非互补碱基和的比例为1
四、有关DNA的计算
（3）双链DNA分子中，A+T或G+C占在全部碱基中所占的比例等于任何
一条单链中A+T或G+C所占的比例。
∵ A1 = T2、 T1 = A2 ,则A1+T1=A2+T2 ,
A+T=(A1+T1)+(A2+T2)
故
A+T
A+T+G+C
=
m
A1+T1+G1+C1
A1+T1
=
A2+T2+G2+C2
A2+T2
=
例如：
m
四、有关DNA的计算
(4)在双链DNA分子的两条互补链中，非互补碱基之和的比例__________。
互为倒数
A1+G1
T1+C1
在一条链中，
= m
A1+G1
T1+C1
则，
= m
=
T2+C2
A2+G2
A2+G2
T2+C2
在互补链中，
= 1/m
(5)双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。
A+T
G+C
G1+C1
A1 +T1
G2+C2
A2 +T2
=
=
补则等，不补则倒
(6)在双链DNA分子中，某碱基在双链中所占的比例，等于此种
碱基在两条链中比值的______。
一半
A
A+T+G+C
( )
1/2
A1
A1+T1+G1+C1
A2
A2+T2+G2+C2
=
+
导学案:P66 活动2
四、有关DNA的计算
（7）DNA分子的总氢键数=
2(A-T碱基对数)+3(G-C碱基对数)
例2 ：一条双链 DNA ， G 和C占全部碱基的 44% ，其中一条链的碱基
中，A占 26% ，C占 20% ，那么其互补链中的A和C分别占该链全
部碱基的( ) 。
A. 28% 和 22% B. 30% 和 24% C. 26% 和 20% D. 24% 和 30%
B

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