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第三章第2节 DNA的结构
思考：
DNA是怎样储存遗传信息，又是怎样决定生物性状的？
这肯定与DNA分子有其独特的_____有关。
结构
雅典奥运会开幕式经典场景
中关村 DNA 标志
自主阅读P48-51，回答以下问题：
1.在DNA双螺旋结构模型的探索历程中，哪些科学家做出了哪些贡献？
2.DNA双螺旋结构的主要特点有哪些？
3.DNA作为遗传物质具有哪些特性？
沃森（美）和克里克（英）
1. 建立者
一、DNA双螺旋结构模型的建构
脱氧核苷酸
2. 模型的构建过程
资料1：DNA是由4种 连接而成的长链。4种脱氧核苷酸分别含有______________4种碱基。
A、T、G、C
A
C
T
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
G
P
P
P
P
磷酸二酯键
3'
5'
资料2：1951年，英国物理学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱 。
威尔金斯
富兰克林
沃森与克里克共同分析：推算DNA分子呈______结构。
螺旋
2. 模型的构建过程
资料3：DNA外部为溶液环境，碱基具有疏水性，磷酸和脱氧核糖具有亲水性。
探究一：碱基分布在DNA分子的内部还是外部
可能性2
可能性1
可能性3
√
碱基分布在DNA分子的内部
2. 模型的构建过程
探究二：探究碱基是怎样配对的
资料4：奥地利生物化学家查哥夫对DNA分子进行了定量分析，发现在DNA分子中，腺嘌呤(A)的总量总是等于胸腺嘧啶(T)，鸟嘌呤(G)总是等于胞嘧啶（C）。
A与T、G与C配对
腺嘌呤（A）
胸腺嘧啶（T）
2. 模型的构建过程
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
探究三：两条脱氧核苷酸链是同向的还是反向的
资料5：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。
翻转180°
DNA的两条链是方向相反的
2. 模型的构建过程
中心对称
资料6：1953年，沃森和克里克，在《自然》杂志上发表了论文《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》，引起极大的轰动。
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和医学奖。
11
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
2. 模型的构建过程
1.DNA的立体结构
双螺旋解开放大
二、DNA的结构
双螺旋结构
G
A
A
A
C
C
G
A
G
T
T
T
C
G
G
T
C
DNA的立体结构
DNA的平面结构
(1)DNA是由 条链构成的，这两条链按 方式盘旋成 结构。
(3)两条链上的碱基通过 连接成碱基对，根据
配对， 与 、 与 配对。
2.DNA的结构特点
反向平行
(2)DNA分子中的 交替连接，排列在 ，构成 ； 排列在 。
磷酸和脱氧核糖
外侧
基本骨架
碱基
内侧
两
双螺旋
氢键
碱基互补配对原则
研究表明：DNA结构的稳定性
G、C碱基对越多，DNA越稳定。
现学现用
①
1. ①是左边链的_ _端，这一端末端的基团为_____；②是右边链的_ __端，这一端末端的基团为__ _____。
②
3’
5’
羟基
磷酸基团
2. 一个DNA分子有____个游离的磷酸基团，
位于两条链的_______；
一个脱氧核糖上连着________个磷酸基团；
一个磷酸基团上连着________个脱氧核糖；
一个脱氧核糖上连着_____个碱基；
3.DNA两条链之间相邻的碱基由_____连接，
一条链中相邻的碱基通过什么连接？
2
1或2
1或2
氢键
脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
1
5’端
G
A
A
A
C
C
G
A
G
T
T
T
C
G
G
T
C
总结：DNA的组成和结构可用五四三二一表示
五种元素：
C、H、O、N、P
四种碱基：
A、G、C、T，组成四种脱氧核苷酸
三种物质：
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条长链：
两条反向平行的脱氧核苷酸长链
一种螺旋：
规则的双螺旋结构
（若有n对碱基，则DNA储存的遗传信息可用______表示）
多样性
①碱基对的排列顺序千变万化。
4n
特异性
（2）每种DNA都有特定的碱基排列顺序
3.DNA的特性
（1）DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存足够量的遗传信息？
（3）DNA中，两条链上的什么结构是稳定不变的？
①脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变。
稳定性
②脱氧核苷酸的（种类和）数目。
②碱基互补配对的原则不变。
DNA双链中：①A与T配对 C与G配对 ②数量上A=T C=G
2.若DNA双链的其中一条链中（A+T）/（C+G）=a，
则在另一条链中 （A+T）/（C+G）=
在整个DNA双链中（A+T）/（C+G）=
三、DNA中碱基的计算
1.在DNA双链中，A+G T+C（填＞ = ＜），且A+G占碱基总数的：
=
1/2
3.若在DNA双链的其中一条链中（A+G）/（C+T）=a，
则在另一条链中（A+G）/（C+T）=
在整个DNA双链中（A+G）/（C+T）=
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
互补碱基和之比，在两条单链中和在整个DNA分子中相等。
不互补碱基和之比，在两条单链中互为倒数，在整个DNA分子中为1。
在双链DNA中，根据碱基互补配对原则：
三、碱基互补配对原则相关计算(DNA双链)
①A=T，G=C
（A+G）或（A+C)或(T+G)或（T+C)/（A+T+G+C）=
1/2
规律一：在双链DNA中，任意两个不互补碱基之和相等，并为碱基总数的50%（1/2）
②A+G=T+C
③A+C=T+G
T+C
=
1
A+G
④
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
例1：某双链DNA的分子中，鸟嘌呤的分子数占碱基总数的22%，那么胸腺嘧啶的分子数占碱基总数的( )
A、22% B、28% C、78% D、50%
B
A+T
A+T+G+C
=
A2+T2+G2+C2
A2+T2
=
A1+T1+G1+C1
A1+T1
=
m%
m%
m%
规律二：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。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
⑤（A1+T1）%= (A2+T2）%=(A+T)%
A+T
G+C
A2+T2
G2+C2
A1+T1
G1+C1
=
=
规律三：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
a
a
21
⑥若 ，则 ，
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
例2：在双链DNA分子中，G和C之和占全部碱基的48%，其中一条链的A占该链碱基总数的24%，则另一条链中的A占该链碱基总数的百分比为（ ）
A、24% B、26%
C、28% D、76%
C
规律四：两互补链之间（A+G）/（T+C）互为倒数，注意：整个DNA分子中该比值为1。
⑦若 b ，则 。
T1+C1
=
A1+G1
T2+C2
=
A2+G2
T+C
=
1
A+G
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
例3：DNA的一个单链中（A+G）/（T+C）=0.4,上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是（ ）
A、0.4和0.5 B、2.5和0.4
C、2.5 和1.0 D、0.4和1.0
C
1/b
规律五：DNA分子的总氢键数=2(A-T碱基对数)+3(G-C碱基对数)
例4：在某双链DNA中，碱基总数为1000个，其中腺嘌呤200个，则该DNA分子中有______个氢键；
1300
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
易错提醒：
(1)看清单双链：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例；
(2)看清“个”或“对”：题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基。
若在一个生物体内嘌呤≠嘧啶是什么原因？
A
T
G
C
单链DNA
A
U
G
C
RNA
例5：某生物鸟嘌呤：胞嘧啶=3:1，则该生物不可能是（ ）
A.大肠杆菌 B.流感病毒
C.T2噬菌体 D.人体细胞
C
含有单链，嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？
存在单链结构时，可能是嘌呤=嘧啶
也可能是嘌呤≠嘧啶，关系不确定；
若嘌呤≠嘧啶，则必然有单链结构存在；
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
１、
２、
３、
４、
５、
６、
７、
８、
９、
１０、
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
练习与应用
1、下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。
2、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则
胸腺嘧啶为_____
3、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_____
4、 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%
5、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
6、已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求:
(1)在另一互补链中这一比例是多少
1/m
(2)这个比例关系在整个分子中又是多少
1
(3)在另一互补链中这一比例是多少
n
(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少
n
7、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%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 ( )
Ａ、26%　　　Ｂ、24% 　Ｃ、14% Ｄ、11%　
A
当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)= n 时,求:

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