坐落于北京中關村高科技園區(qū)的DNA雕塑，以它簡潔而獨特的雙螺旋造型吸引著過往行人。你知道為什么將它作為高科技的標志嗎？DNA雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)，標志著生物學的研究進入分子水平，具有里程碑式的意義。DNA雕塑DNA雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)是20世紀最為重大的科學發(fā)現(xiàn)之一，和相對論、量子力學一起被譽為20世紀最重要三大科學發(fā)現(xiàn)。問題探討一、DNA雙螺旋結構模型的構建資料1：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。

（1）當時科學界對DNA的認識1.模型的構建過程…PAPTPGPCPGPC磷酸脫氧核糖含氮堿基AGCTDNA的中文全稱：_________________DNA的組成元素：_________________脫氧核糖核酸C、H、O、N、P一、DNA雙螺旋結構模型的構建資料2：1951年，英國生物物理學家威爾金斯和富蘭克林展示了DNA的X射線的衍射圖譜1951年威爾金斯在一場關于DNA演講上展示了兩張用X射線做的DNA衍射照片。威爾金斯現(xiàn)象：DNA呈現(xiàn)“X”形推斷：DNA分子式螺旋的一、DNA雙螺旋結構模型的構建資料2：1951年，英國生物物理學家威爾金斯和富蘭克林展示了DNA的X射線的衍射圖譜1951年富蘭克林發(fā)現(xiàn)提高空氣的濕度，發(fā)現(xiàn)DNA易吸收水分。所以她認為脫氧核糖核苷酸的親水磷酸基團應該位于DNA的外側(cè)，其余部分位于內(nèi)側(cè)。這是解開DNA結構的重要線索。富蘭克林內(nèi)側(cè)外側(cè)一、DNA雙螺旋結構模型的構建1951年沃森與克里克推算出三股螺旋的DNA結構（磷酸排在內(nèi)側(cè)，含氮堿基排在外側(cè)）。他們邀請威爾金斯和富蘭克林觀看，被兩人評價為“一無是處”，并告知他們含氮堿基應該排列在內(nèi)側(cè)。沃森和克里克默默地記錄下了這個關鍵信息。一、DNA雙螺旋結構模型的構建資料3：二戰(zhàn)后，科學家利用電子顯微鏡測定了DNA分子的直徑約為2nm。相鄰兩核苷酸間距相等，并得出DNA是雙鏈的結論。DNA由兩條鏈組成，且兩條鏈相互平行。一、DNA雙螺旋結構模型的構建1952年查加夫腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）資料4：1952年，奧地利生物化學家查加夫來到沃森和克里克的實驗室，兩人得到了一個關鍵信息：，在DNA分子中，腺嘌呤(A)的總量總是等于胸腺嘧啶(T)，鳥嘌呤(G)總是等于胞嘧啶（C）。一、DNA雙螺旋結構模型的構建1953年沃森和克里克撰寫的《核酸的分子結構—脫氧核糖核酸的一個結構模型》論文發(fā)表在英國《自然》雜志上。1962年，沃森、克里克和威爾金斯獲諾貝爾獎。左一：威爾金斯左三：克里克左五：沃森二、DNA的結構脫氧核苷酸一分子磷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基C、H、O、N、PA腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶DNA的基本單位：DNA元素組成：核苷酸的組成：含氮堿基脫氧核糖CCC脫氧核苷酸CC二、DNA的結構反向平行3'5'GAGGCCCTATCCTGGAG5'3'一個羥基(—OH)，稱作3′-端游離的磷酸基團，稱作5′-端二、DNA的結構對DNA結構特點，我們從三個關鍵詞來分析：兩條單鏈反向平行雙螺旋結構鏈數(shù)：方向：結構：OCH2OHH磷酸基團堿基3′2′HH1′4′5′HH3′5′5′3′二、DNA的結構脫氧核糖和磷酸交替連接，構成基本骨架堿基外側(cè)：內(nèi)側(cè)：3′5′5′3′二、DNA的結構化學鍵：（2根氫鍵）3′5′5′3′氫鍵ATGC（3根氫鍵）堿基互補配對原則聯(lián)系：核苷酸之間連接的化學鍵是？G與C越多，DNA的熱穩(wěn)定性越大二、DNA的結構核苷酸連接而成的長鏈3,5磷酸二酯鍵聯(lián)系：核苷酸之間連接的化學鍵是？3',5'-磷酸二酯鍵二、DNA的結構（1）DNA是由

條單鏈按_________方式盤旋成_______結構反向平行雙螺旋25’3’5’3’磷酸

和

交替連接，構成基本骨架；(2)外側(cè)：堿基內(nèi)側(cè):脫氧核糖(3)堿基互補配對原則

兩條鏈上的堿基通過

連接形成

，且A只和

配對、G只和

配對，堿基之間的一一對應的關系，就叫作

。氫鍵TC堿基互補配對原則堿基對三、DNA的結構特性5’3’5’3’⑴兩條鏈反向平行盤旋成規(guī)則的雙螺旋結構。⑵外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替連接成基本骨架；⑶內(nèi)側(cè)：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，遵循堿基互補配對原則。2.特異性：每個DNA分子中堿基對的特定排列順序，構成了DNA分子的特異性。1.穩(wěn)定性：三、DNA的結構特性5’3’5’3’脫氧核苷酸數(shù)量不同，堿基的排列順序千變?nèi)f化。在生物體內(nèi)，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，請計算DNA分子有多少種？44000種類數(shù)目3.多樣性：四、DNA分子中有關堿基數(shù)量的計算DNA中堿基數(shù)量的計算問題：關鍵在于正確理解并表示題中所給的信息DNA雙鏈信息：A=TG=CDNA1：A1T1G1C1DNA2：A2T2G2C2單雙鏈信息如何轉(zhuǎn)化：漢水丑生侯偉作品A+TA+T+G+CA1+T1A1+T1+G1+C1A2+T2A2+T2+G2+C2==G+CA+T+G+CG1+C1A1+T1+G1+C1G2+C2A2+T2+G2+C2==A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈1鏈2鏈其他公式能推即可四、DNA分子中有關堿基數(shù)量的計算(1)在DNA雙鏈中，任意兩個不互補堿基和的比例_______，并為堿基總數(shù)的_____（教材P52概念檢測(2)）。恒等50%在雙鏈DNA分子中：∵A=TG=C即A+G=T+C=A+C=T+G∴A+G=?+?

=A+C=?+?

T+C

T+GA+GA+G+T+C=50%=T+CA+G+T+C

1.某生物細胞DNA的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占22%，那么,胞嘧啶的分子數(shù)占（）

A.11%

B.22%

C.28%

D.44%【針對性練習1】2.某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？C27%四、DNA分子中有關堿基數(shù)量的計算(2)在雙鏈DNA中，互補的兩個堿基之和占全部堿基的比等于在任何一條單鏈中，這兩個堿基之和占單鏈全部堿基數(shù)的比。

某DNA中A+T占整個DNA堿基總數(shù)的44%，其中一條鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的21%，那么，對應的另一條互補鏈上的G占該鏈堿基總數(shù)的比例是（）

A.35%B.29%C.28%D.21%【針對性練習2】A2+C2+G2+T2=A+C+G+TT1T2G2A2C2A1C1G12鏈1鏈A1+T1A1+C1+G1+T1T2+A2=A1+T1+T2+A2A1+C1+G1+T1+A2+C2+G2+T2=T+A

雙鏈堿基數(shù)單鏈堿基數(shù)單鏈堿基數(shù)雙鏈堿基數(shù)A四、DNA分子中有關堿基數(shù)量的計算(3)雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C?！踞槍π跃毩?】簡記為:補則等C2+G2=C+GT1T2G2A2C2A1C1G12鏈1鏈T1A1+T1C1+G1T2+A2=T+A0.4若DNA的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是多少？0.4四、DNA分子中有關堿基數(shù)量的計算(4)雙鏈DNA中，兩條鏈間的非互補堿基和之比互為倒數(shù)。且在整個DNA分子中，該比值為1?！踞槍π跃毩?】簡記為:補則等T2G2A2C2A1C1G12鏈1鏈T1A1+G1T1+C1在一條鏈中，=mA1+G1T1+C1則，=m=T2+C2A2+G2A2+G2T2+C2在互補鏈中，=1/m某DNA雙鏈中，一條鏈中

，則互補鏈中的比值是

一條鏈中

，則互補鏈中的比值是=A+T

C+G0.4=A+C

T+G0.40.42.5四、DNA分子中有關堿基數(shù)量的計算【鞏固練習】1.某雙鏈DNA分子的堿基中，鳥嘌呤占30%，則胸腺嘧啶為_____2.一個DNA分子的堿基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100個堿基