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第三章第2节
DNA的结构
DNA双螺旋结构模型的构建-科学史
事件1：1951年，沃森与克里克开始合作从事DNA结构的研究，当时人们对DNA的了解大致如下：
①DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸（1含氮碱基+1脱氧核糖+1磷酸）②DNA是线状聚合物（多个核苷酸连接成链）
③DNA中有较多的氢键
威尔金斯和富兰克林
拍摄的DNA衍射图谱
DNA双螺旋结构模型的构建-科学史
事件2：沃森和克里克据此搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，将碱基排列在螺旋的外侧，磷酸排列在内侧，这些模型均被否定了。 富兰克林发现提高空气的湿度可以让DNA衍射图谱从A型转变为B型，显然DNA易吸收水分，亲水的磷酸基团应该位于DNA的外侧。
DNA双螺旋结构模型的构建-科学史
事件3：奥地利生物化学家查哥夫提供了关于DNA中碱基数量的重要线索。
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。
DNA双螺旋结构模型的构建-科学史
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
DNA双螺旋结构模型的构建-科学史
据此，沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型。
T
C
G
A
A
G
C
T
01
03
02
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
DNA双螺旋结构模型的构建-科学史
1953年4月25日，英国《自然》杂志同时刊登了三篇论文，一篇是沃森和克里克的、一篇是威尔金斯的、一篇是富兰克林的。1962年，沃森、克里克、威尔金斯同时获得了诺贝尔生理学或医学奖。
沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型
DNA的结构
C
①
C
C
C
C
②
③
④
A 腺嘌呤
T 胸腺嘧啶
G 鸟嘌呤
C 胞嘧啶
脱氧核糖
脱氧核糖核苷酸
脱水缩合形成共价键
水解则断开
=1磷酸+1脱氧核糖+1含氮碱基A/T/C/G
⑤
DNA的结构
C
①
C
C
C
C
②
③
④
A 腺嘌呤
U 尿嘧啶
G 鸟嘌呤
C 胞嘧啶
核糖
核糖核苷酸
=1磷酸+1核糖+1含氮碱基A/U/C/G
⑤
DNA的结构
脱氧核糖核苷酸
（脱氧核苷酸）
核糖核苷酸
磷酸 五碳糖
碱基 共有 特殊
都有
脱氧核糖
核糖
A 腺嘌呤
G 鸟嘌呤
C 胞嘧啶
T 胸腺嘧啶
U 尿嘧啶
组成元素：
C H O
N P
DNA的结构
磷酸单酯键
磷酸单酯键
磷酸二酯键
脱水聚合
脱氧核糖核苷酸
（脱氧核苷酸）
DNA的结构
T
T
G
C
A
G
C
A
特点①：两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构
5’-端
3’-端
5’-端
3’-端
C配G越多越稳定
DNA的结构
特点①：两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构
特点②：基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧；碱基排列在内侧
特点③：碱基互补配对原则：A配T，C配G
DNA的结构
Q1：DNA双链中，连接两个配对的碱基的是什么？
DNA的一条链中，连接两个相邻碱基的是什么？
DNA中连接相邻两个脱氧核苷酸的的是什么？
氢键；
脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖；
磷酸二酯键
Q2：DNA具有多样性/可以作为遗传物质的原因是什么？特异性？稳定性？
碱基的排列顺序（脱氧核苷酸的排列顺序）+数目具有多样性；
特异性：碱基特定的排列顺序；
稳定性：①外部稳定的基本骨架；
②内部碱基严格按照碱基互补配对原则配对，形成氢键连接
③形成稳定的双螺旋空间结构；
Q3：DNA中有多少种碱基对？
在碱基充足的情况下，有n个碱基对的DNA有多少种排列的可能？
碱基的相关计算
A1
T1
G1
C1
T2
A2
C2
G2
1链
2链
DNA双链数据：A、T、C、G
DNA 1链数据：A1、T1、C1、G1
DNA 2链数据：A2、T2、C2、G2
A=A1+A2（其余同理）
A=T，A1=T2 （其余同理）
Q：判断以下是否一定成立？
A+G=C+T（ ）
A+T=C+G（ ）
(A+T)/(C+G)= (A1+T1)/(C1+G1)
= (A2+T2)/(C2+G2)（ ）
√ =50%(A+T+C+G)
×
√
(A+T)/(A+T+C+G) =
(A1+T1)/(A1+T1+C1+G1)（ ）
(A2+T2)/(A2+T2+C2+G2)
√
碱基的相关计算
1、已知某双链DNA中，A与T占碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%，求另一条链上G占其所在链的碱基总数的百分比。
2、在一个双链DNA分子中A占22%，则A在其中一条单链中的数值范围是？
0%≤A1≤44%
3、已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的（ ）
A.32.9%，17.1%　　　 B.31.3%，18.7%
C.18.7%，31.3%　　　 D.17.1%，32.9%
B
24%
2.(2024·哈尔滨模拟)在一个DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部碱基的42%，若其中一条链的胞嘧啶占该链碱基总数的24%，胸腺嘧啶占30%，则在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占(　 )
A.12%和34% B.21%和24%
C.34%和12% D.58%和30%
1
C
习题巩固
1
3.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ）
C
习题巩固
1
4.酵母菌的DNA中碱基A约占32%，关于酵母菌核酸的叙述错误的是（ ）
A.DNA复制后A约占32%
B.DNA中C约占18%
C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1
D.RNA中U约占32%
D
习题巩固
1.DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。
（1）DNA两条单链不仅碱基数量相等，
而且都有A、T、G、C四种碱基。 （ ）
（2）在DNA的双链结构中，
碱基的比例总是(A+G )/( T+C )=1。 （ ）
习题检测


习题检测
T
G
2
A
4
C
T
3
A
A
T
1
5’
3’
9
11
5
6
7
10
8
2.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 2. 腺嘌呤
3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶
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
11.磷酸二酯键
习题检测
3.在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则 （ ）
A.B≤0.5
B.b≥0.5
C.胞嘧啶为a( 1/2b-1)个
D.胞嘧啶为b( 1/2a-1)个
C
习题检测
4.一条DNA单链的序列是5-GATACC-3‘，那么它的互补链的序列是（ ）
A. 5’- CTATGG -3'
B. 5’- GATACC-3'
C.5’-GGTATC-3'
D.5’-CCATAG-3'
C
习题检测
5.碱基互补配对原则对遗传信息的传递具有什么意义
根据碱基互补配对原则，DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，保证了遗传信息传递的准确性。
理解减数分裂的目的
事实2：人和高等动物由一个细胞（受精卵）增殖分化而来，受精卵是由精子和卵细胞结合形成的。
Q1：精子和卵细胞是通过有丝分裂产生的吗？
不是，否则后代染色体数目会逐代加倍。
减一“分同源”，减二“分姐妹”
减数分裂I前期
同源染色体联会，形成四分体，发生互换
受精作用
卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

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