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第三章 基因的本质
第2节 DNA的结构
人教版（2019）生物必修2
教学目标
1.通过模型分析加深对DNA分子结构特点的认识和理解
2.提高合作意识，动手能力及发现问题并解决问题的能力
知识回顾
1.DNA的组成元素有哪些？
2.组成DNA的小分子有哪些？
3.DNA分子的基本单位是什么？
4.DNA分子是单链还是双链的？
沃森
克里克
威尔金斯
资料1：DNA分子是以四种脱氧核苷酸为单位连接成的长链，含有ATGC四种碱基
资料3：沃森和克里克从化学家（查哥夫）那得知：A的量总是等于T的量，G等于C的量。
资料2：克里克和沃森根据物理学家（威尔金斯和富兰克林）的衍射图谱构建了一个脱氧核酸和磷酸在螺旋外部，碱基在内部的双螺旋结构。
阅读教材P47—48课前完成DNA结构模型建构
DNA分子的结构特点
（2） DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
（1）DNA分子的两条脱氧核苷酸长链反向平行
1、DNA基本组成单位：
脱氧核苷酸
脱氧核苷酸
2、脱氧核苷酸基本组成：
知识背景
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
H
H
H
碱基
磷酸
碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？
　　这是由于嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；嘧啶碱是单环化合物，占有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的。
9
【资料1】20 世纪 30 年代，科学家已经发现，DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。
活动1：构建脱氧核苷酸分子
脱氧
核糖
P
含氮碱基
O
1'
2'
3'
4'
5'
H
OH
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
10
【资料1】20 世纪 30 年代，科学家已经发现，DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。
活动2：构建脱氧核苷酸单链
磷酸二酯键
为什么只能是A配T，G配C，不能是A配C，G配T？
(1)A的量总是等于T的量,G的量总是等于C的量.
(2)A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，使DNA的结构更加稳定.
G
C
T
A
DNA分子的结构特点
（2） DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
（1）DNA分子的两条脱氧核苷酸长链反向平行
盘旋成双螺旋结构
DNA分子的特性：
②多样性：
一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。
③特异性：
不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。
①稳定性：
ＤＮＡ中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性）
DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
4n(n表示碱基对数)
1.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
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
有关DNA中的碱基计算
A+G=
A+C=
两条链不互补的碱基之和相等
（A+G）/（A+T+G+C）=
1/2
规律一：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和相等，并为碱基总数的50%（1/2）
T+C
T+G
例题1：某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
A=50%–23%=27%
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
规律二：两条链中互补碱基和与两条链碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。
例题2：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%
例题3：从某生物组织提取的DNA成分中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%，已知1号链的碱基中28%是腺嘌呤，22%是胞嘧啶。
（1）全部碱基中腺嘌呤占_____%
（2）与1号链相对应的2号链中，腺嘌呤占该链全部碱基的_____%
27
26
例题4：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？
若（A1+G1）/（T1+C1）=a，
规律三：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
2.5，1
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
a b
3.
则（A2+G2）/（T2+C2）=
则（A+G）/（T+C）=
1
A+T
G+C
A2+T2
G2+C2
A1+T1
G1+C1
=
=
规律四：双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。
A1
T2
T1
A2
G1
C
C1
G2
DNA双链
=
4.
n
n
n
课堂小结
主要特点
①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
D
N
A的结构
DNA双螺旋结构模型的构建
(碱基互补配对原则)
1. 下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。
G
A
T
C
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
①_____________；
② _____________；
③_____________；
④ _____________；
⑤_____________；
⑥ _____________；
⑦_____________；
⑧ _____________；
⑨_____________；
⑩ ___________________________；
胞嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤
胸腺嘧啶
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
练习与应用
练 习 题
25
某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的
分子数占18%，则鸟嘌呤的分子数占
32%
或者：A+G=T+C=50%
结论：两个非互补配对碱基之和占DNA碱基总数的50%
因为A=T=18%，
所以G+C=
答：
又因为G=C，
A=18%，所以G=50%-18%=32%
所以A+T=36%；
100%-36%=64%
因此G=C=32%

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