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(共24张PPT)
DNA的结构
第2节
1. 能够概述DNA结构的主要特点。
2. 能说明DNA的碱基互补配对原则。
北京 中关村
DNA雕塑
英国 生命中心
DNA雕塑
西班牙：彩色琉璃DNA
新加坡: 螺旋桥
沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔生理学或医学奖。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
若时光倒流到1951年，根据当时已有的研究成果，我们能否逐步摸索出DNA的结构？DNA的结构又是怎样的呢？
一、DNA结构模型的构建
1、当时科学界对DNA的认识
DNA是以4种 为单位连接而成的长链。4种脱氧核苷酸分别含有______________4种碱基
A、T、C、G
脱氧核苷酸
腺嘌呤
P
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶
P
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶
P
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
鸟嘌呤
P
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
OH
p
=
O
O
O
O
碱基
3′
2′
1′
4′
CH2
O
OH
H
H
H
H
H
5′
p
=
OH
O
OH
O
碱基
3′
2′
1′
4′
CH2
O
H
H
H
H
H
5′
H
3',5'-磷酸二酯键
小组任务1：利用脱氧核苷酸模型，构建一条脱氧核苷酸单链模型
DNA仅仅是由一条单链构成？
构建脱氧核苷酸长链模型
2、DNA的X射线的衍射图谱的发布
威尔金斯
富兰克林
表明DNA分子呈________
螺旋结构
3、沃森、克里克尝试建立模型双螺旋和三螺旋
配对违反了化学规律
失败
4、奥地利生物化学家查哥夫的研究
查哥夫
腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量即(A=T)
鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量即(G=C)
史料：威尔逊发现细胞中的DNA位于液体环境中， DNA分子中脱氧核糖与磷酸基团具有亲水性 ， 而碱基具有疏水性。
根据史料，DNA分子的组成成分在排布上有何特点？
①脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
②碱基排列在内侧。
讨论：
克里克 和 沃森
DNA双螺旋
结构模型
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
5'
3'
5'
3'
5、重建模型:
威尔金斯和富兰克林提供_______________
DNA的结构单位:4种脱氧核苷酸，分别含有___________4种碱基
沃森和克里克推算出DNA呈_______结构
构建模型
从查哥夫处得知________________
重新构建模型，让A与T，C与G配对，模型构建成功
双螺旋
三螺旋
DNA衍射图谱
A.G.C.T
螺旋
失败
A与T、G与C的量相等
二、DNA的结构
据图思考:
1、两条链的相对位置如何？
2、外侧由什么构成？内侧呢？
3、两条链如何连接？
。
平面结构
立体结构
5'-端
5'-端
3'-端
3'-端
(1)DNA由两条单链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
（2）脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对；并且A一定与T配对，C一定与G配对
碱基互补配对原则
1、DNA的结构特点
DNA结构的“五、四、三、二、一”记忆
五种元素：C、H、O、N、P；
四种碱基：A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸；
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链；
一种螺旋：双螺旋结构。
三、DNA中碱基互补配对的有关计算
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。
规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。即：A+G=T+C
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
例：已知一个含150个磷酸的双链DNA分子中有腺嘌呤25个，请问此DNA分子中有多少个胞嘧啶？
练一练：某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
因为DNA分子中，A+G=T+C。所以：
A=50%–23%=27%
规律二：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。
互为倒数
例：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？
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
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。
=
n
n
n
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1 2
例：若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
规律一：不互补两碱基之和等于碱基总数的＿＿。
规律二：一条单链的　　　值与其互补链的　　　值互为＿＿。
规律三：在DNA双链中一条链的　　　值与其互补链的 值＿＿，与整个ＤＮＡ分子的　　　值＿＿。
A + Ｇ
Ｔ + C
A + Ｇ
Ｔ + C
Ｇ＋Ｃ
Ａ＋Ｔ
Ｇ＋Ｃ
Ａ＋Ｔ
Ｇ＋Ｃ
Ａ＋Ｔ
一半
倒数
相等
相等
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.经测定,青蛙体细胞中一段DNA分子中A有600个,占全部碱基总数的24%。那么,该DNA片段中C所占比例和数量分别是 (　　)
A.24%,600个 B.24%,650个
C.26%,600个 D.26%,650个
D
四、制作DNA双螺旋结构模型
化学组成单位
基本单位——脱氧核苷酸
种类：
四种
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。
DNA的结构
DNA双螺旋结构的构建
(碱基互补配对原则)
DNA中碱基互补配对的有关计算
1．如图为DNA分子片段的平面结构模式图，1~4是组成DNA分子的物质，相关叙述错误的是（　　）
A．图中1是磷酸
B．图中2是核糖
C．图中3、4构成了碱基对
D．3、4含量高的DNA分子其稳定性较高
脱氧核糖
B
2．某小组在进行DNA模型搭建时，准备了代表碱基A、C、T、G、U的纸片15、12、11、13、14个，其它材料足量。已知1bp=1碱基对，该小组搭建的双链DNA模型最长为（ ）
A．23bp B．26bp C．46bp D．52bp
A
3．某同学在准备了足够的材料制作成DNA双螺旋结构模型，下列关于模型叙述正确的是（　　）
A．嘌呤碱基与嘧啶碱基之间都连接2个氢键 B．每个脱氧核糖上都应连接2个磷酸
C．应在脱氧核糖上连接磷酸和碱基 D．碱基和脱氧核糖交替连接位于主链的外侧
C
4．检测某双链DNA分子得知碱基A的数目为x，其所占比例为y，以下推断正确的是（ ）
A．鸟嘌呤的数目为x（0.5y-1） B．嘌呤数与嘧啶数之比为y/（1-y）
C．胸腺嘧啶的比例为 D．氢键的数目为3x/2y —x
D

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