第三章

基因的本質(zhì)第二節(jié)

DNA的結(jié)構(gòu)DNA分子結(jié)構(gòu)層次元素組成C、H、O、N、P小分子磷酸脫氧核糖堿基單體3′HOH2′1′4′5′ATCG脫氧核苷酸（4種）脫氧核苷酸鏈DNA導(dǎo)基礎(chǔ)回顧DNA是以4種脫氧核苷酸為單位通過磷酸二酯鍵連接而成的長鏈，4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G四種堿基。兩條脫水縮合1、閱讀教材第48-49頁，闡明沃森和克里克揭示雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程2、閱讀教材P50，概述DNA結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)(重點(diǎn))。3、根據(jù)補(bǔ)充材料，學(xué)會按照堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行堿基計(jì)算(重難點(diǎn))。思3.2DNA的結(jié)構(gòu)人教版（2019）高中生物必修二課件(共28張PPT)3.2DNA的結(jié)構(gòu)人教版（2019）高中生物必修二課件(共28張PPT)討論：根據(jù)以上幾則資料，回答有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)方面的問題。（1）DNA由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？（2）DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于DNA的什

么部位？（3）DNA中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？（4）一個磷酸基團(tuán)與幾個脫氧核糖連接？議(1)DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？(2)DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成?它們分別位于DNA的什么部位呢？(3)DNA中的堿基是如何配對的？

它們位于DNA的什么部位？DNA是由兩條鏈構(gòu)成的。這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的基本骨架包括脫氧核糖和磷酸，它們排列在DNA的外側(cè)。DNA中的堿基通過氫鍵連接成堿基對，它們位于DNA的內(nèi)側(cè)。堿基配對有一定的規(guī)律：A與T配對；G與C配對。展(4)一個磷酸基團(tuán)與幾個脫氧核糖連接？1個（末端）或2個P501.合作克里克幫助理解生物學(xué)的內(nèi)容幫助理解晶體學(xué)原理沃森當(dāng)時科學(xué)家萊文已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了DNA的組成單位核苷酸，是磷酸上接上一個脫氧核糖，后者在接上四種含氮堿基（腺嘌呤A、鳥嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T之一），但不清楚是如何構(gòu)成DNA的。評一.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建P482.分享富蘭克林威爾金斯DNA的衍射圖譜呈X型X射線衍射技術(shù)沃森和克里克以該照片的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)1951年，富蘭克林和同事威爾金斯采用X射線衍射技術(shù)拍攝到DNA衍射圖譜。評一.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建但都被否定了，在三螺旋結(jié)構(gòu)模型中,

DNA含水量的理論值與實(shí)際測定數(shù)值不符，很快遭到其他科學(xué)家的質(zhì)疑根據(jù)所掌握的材料，沃森和克里克嘗試搭建了很多種不同模型,資料3：雙螺旋三螺旋三螺旋一.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建評一.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建沃森和克里克從查哥夫那里得知了一條重要信息,在DNA中:奧地利生物化學(xué)家查哥夫(E.Chargaff,1905-2002)資料4：腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）鳥嘌呤（G）=胞嘧啶（C）堿基組成堿基比例AGCTA/TG/C(A+G)/(T+C)(A+T)/(G+C)人30.919.919.829.41.051.011.031.52雞28.820.521.529.20.990.950.971.38海膽32.817.717.332.11.021.021.021.85酵母菌31.318.717.132.90.951.091.001.79大腸桿菌24.72625.723.61.051.011.030.93評一.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建調(diào)整后的DNA模型能夠解釋A、T、G、C的數(shù)量關(guān)系。這個模型與拍攝的X射線衍射照片比較時,發(fā)現(xiàn)模型與基于照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。①堿基安排在雙鏈螺旋內(nèi)部②脫氧核糖—磷酸安排外部③讓A與T配對,G與C配對④DNA兩條鏈的方向相反DNA是由兩條脫氧核苷酸鏈盤旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。資料5：A—T與G—C具有相同的形狀和直徑,組成的DNA分子有恒定的直徑調(diào)整后的DNA模型結(jié)論:評一.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建威爾金斯克里克沃森在對DNA結(jié)構(gòu)的探索中,于1953年摘取桂冠的是兩位年輕的科學(xué)家,美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克：《DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型》的論文1953年沃森和克里克于《自然》雜志上發(fā)布的關(guān)于:1962年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎評二.DNA的結(jié)構(gòu)1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)TACGGCATGCGCAT5′3′5′3′特點(diǎn)1：DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。H堿基HHHOHHCH2磷酸基團(tuán)1′2′3′4′5′DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團(tuán)，這一端稱作5′-端，另一端有一個羥基，稱作3′-端。DNA的兩條單鏈走向相反，從雙鏈的一端起始，一條鏈?zhǔn)菑?′-端到3′-端的，另一條單鏈則是從3′-端到5′-端的。反向平行游離游離一個雙鏈DNA分子(非環(huán)狀)有2個游離的磷酸基團(tuán)。評二.DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2：DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；TACGGCATGCGCAT1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)磷酸二酯鍵堿基排列在內(nèi)側(cè)。核苷酸之間連接的化學(xué)鍵：3',5'-磷酸二酯鍵評二.DNA的結(jié)構(gòu)1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特點(diǎn)3：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對具有一定的規(guī)律：TACGGCATGCGCAT腺嘌呤(A)一定與胸腺嘧啶(T)配對鳥嘌呤(G)一定與胞嘧啶(C)配對氫鍵堿基互補(bǔ)配對原則G與C含量越多，氫鍵就越多，DNA結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。2個氫鍵3個氫鍵（A=T）（G≡C）評穩(wěn)定性堿基對AAATTTGGGGCCCATC你注意到了嗎？DNA中脫氧核糖與磷酸交替連接的方式不變。兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對的方式不變

。DNA分子結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性評G與C含量越多，氫鍵就越多，DNA結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。AAATTTGGGGCCCATC你注意到了嗎？兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。評DNA分子的特異性就體現(xiàn)在特定的堿基（對）排列順序中。3．為什么可以利用DNA指紋來識別身份？兩個隨機(jī)個體具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此可以利用DNA指紋來識別身份。特異性2．DNA只含有4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲存足夠量的遺傳信息？堿基排列順序的千變?nèi)f化，使DNA儲存了大量的遺傳信息。多樣性1.

為什么G—C堿基對含量越多DNA越穩(wěn)定？因?yàn)镈NA的穩(wěn)定性與氫鍵的數(shù)量有關(guān)，而G—C堿基對之間含有的氫鍵多。穩(wěn)定性困惑點(diǎn)二：DNA的結(jié)構(gòu)及模型制作評歸納：DNA分子結(jié)構(gòu)的“五、四、三、二、一”五種元素：四種堿基：三種物質(zhì)：兩條長鏈：一種螺旋：C、H、O、N、PA、G、C、T，相應(yīng)的有四種脫氧核苷酸磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)評二.DNA的結(jié)構(gòu)三.DNA分子中堿基的數(shù)量關(guān)系1鏈2鏈A1T1C1G1T2A2G2C2A1=T2T1=A2C1=G2G1=C2①在雙鏈DNA中,②在雙鏈DNA中,A+GT+C=1.A=T，G=CA+G=T+C=A+C=T+G=堿基總數(shù)的50%③若在一條鏈中A1+T1=n%，則在互補(bǔ)鏈中A2+T2=n%,在DNA分子中A+T=n%（判斷是否是雙鏈）“補(bǔ)則等”⑤若在一條鏈中A1+G1T1+C1=a,則在互補(bǔ)鏈中A2+G2T2+C2=1/a,“不補(bǔ)則倒”評④即若在一條鏈中A1+T1G1+C1=m,則在互補(bǔ)鏈及整個DNA分子中A2+T2G2+C2=m。③單鏈與整個DNA之間，堿基之間數(shù)量關(guān)系若在1鏈中A1+T1A1+T1+C1+G1=w,則在2鏈中A2+T2A2+T2+C2+G2=

.整個DNA分子中A+TA+T+C+G=

.ww互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等評已知A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。A2＋T2G2＋C2補(bǔ)則等三.DNA分子中堿基的數(shù)量關(guān)系即兩者的關(guān)系是_____________。⑤若,則

=T1+G1=m

A1+C1T2+G2

A2+C2m1互為倒數(shù)根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。請據(jù)此完成以下推論：N1N2NA1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈1鏈

2鏈規(guī)律三：非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)，簡記為“不補(bǔ)則倒”。評三.DNA分子中堿基的數(shù)量關(guān)系⑥單鏈與整個DNA之間，堿基之間數(shù)量關(guān)系若在1鏈中A1A1+T1+C1+G1=a,則在2鏈中A2A2+T2+C2+G2=b整個DNA分子中AA+T+C+G=

.a+b2某堿基在雙鏈中所占的比例等于其在對應(yīng)單鏈所占比例和的一半評三.DNA分子中堿基的數(shù)量關(guān)系有關(guān)DNA中的堿基計(jì)算1、某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？解析：因?yàn)镈NA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%2、在DNA的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNA分子中分別是多少？3、若DNA的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNA分子中分別是多少？2.51;

0.40.4思維升級檢例：A與T之間有

個氫鍵，G與C之間有

個氫鍵。若堿基對數(shù)

為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n，若已知G有m個，則氫鍵數(shù)為

；

若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為

。3n-m2n+m23DNA分子的總氫鍵數(shù)=2(A-T堿基對數(shù))+3(G-C堿基對數(shù))檢三.DNA分子中堿基的數(shù)量關(guān)系1.DNA兩條單鏈的堿基數(shù)量關(guān)系是構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)DNA兩條單鏈不僅堿基數(shù)量相等，而且都有A、T、G、C四種堿基。(

)(2)在DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)中，堿基的比例總是(A+G)/(T+C)=1。(

)

第二節(jié)√√練習(xí)與應(yīng)用檢下面是DNA的結(jié)構(gòu)模式圖，請寫出圖中①~⑩的名稱。12345678910胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖磷酸胸腺嘧啶