【课件】3.2DNA的结构（课件）--2021-2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

1、1肺炎链球菌体内转化实验格里菲斯肺炎链球菌体外转化实验艾弗里噬菌体侵染大肠杆菌实验赫尔希、蔡斯2雅典奥运会开幕式中关村DNA雕塑感受螺旋美感受螺旋美DNA结构模型阅读阅读教材教材P48P48“思考思考. .讨论讨论”3沃森4沃森克里克我能帮你理解生物学内容我能帮你理解晶体学原理5一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基A( () )GG( () )C C( () )T T( () )注：腺苷=+脱氧核糖 1234含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸5A G C T模型建构模型建构1: 资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA

2、的基本单位是_，其化学组成包括_。脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸、碱基和脱氧核糖磷酸、碱基和脱氧核糖6OHP OOHO=OP OOHO=HHOH2OOHH磷酸二酯键H355C35T3A35模型建构模型建构2:2:一条一条脱氧核苷酸链 磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键ATGC535G37威尔金斯富兰克林DNA衍射图谱（X意味着DNA分子是螺旋的）8DNA是螺旋结构双螺旋？三螺旋？搭建的多种模型都被否定一.DNA双螺旋结构模型的构建9NPNPNPNPNPNPNPNPNPNP模型一沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋外部，磷酸位于内部的双螺旋结构，你觉得合理吗？为什么？亲水疏水（已知碱基疏水，磷酸基团亲水）推测：

3、推测：碱基碱基在在DNADNA螺旋结构螺旋结构的的内侧内侧，磷酸磷酸在在外侧外侧NPNPNPNPNP模型一亲水疏水NPNPNPNPNP碱基如何配对？10沃森克里克查哥夫我给你们带来一条重要信息DNA中，A的量总是等于T的量；G的量总是等于C的量。太感谢了，我想我知道DNA的结构了！11CTTGACAG模型：A与T配对C与G配对如何连接？氢键一个碱基上的H原子和与之配对的碱基上的电负性强的N原子或O原子间存在一定的吸引力，形成氢键。直径恒定A与T之间有几个氢键？C与G之间有几个氢键？2个氢键3个氢键12a.这是DNA的最终结构吗？不是，因为它还是平面结构b.它的立体结构是？双螺旋c.变成双螺旋结

4、构后会是怎样的？1314二.DNA的结构对DNA结构特点，我们从三个关键词来分析：两条单链反向平行双螺旋结构链数：方向：结构：OCH2OHH磷酸基团磷酸基团碱碱基基32HH145HH355315二.DNA的结构脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架碱基外侧：内侧：355316二.DNA的结构化学键：（2根氢键）3553氢键ATGC（3根氢键）碱基互补配对原则联系：核苷酸之间连接的化学键是？3,5-磷酸二酯键G与C越多，DNA的热稳定性越大17（1）DNA是由 条单链按_方式盘旋成_结构反向平行双螺旋25353二.DNA的结构磷酸 和 交替连接，构成基本骨架；(2) 外侧：碱基内侧:脱氧核糖(3)

5、碱基互补配对原则 两条链上的碱基通过 连接形成 ，且A只和 配对、G只和 配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作 。氢键氢键TC碱基互补配对原则碱基互补配对原则碱基对碱基对18三.DNA的结构特性5353两条链反向平行反向平行盘旋成规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构。外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接成内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对， 遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则。1、稳定性：、稳定性：嘌呤和嘧啶之间通过氢键氢键配对，形成碱基对碱基对， 且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系。G.C比例越高，DNA的热稳定性越高碱基对碱基对种类（种类（4种）：种）：A-T；T-A

6、；C-G；G-C195353三.DNA的结构特性脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化。或或4种脱氧核苷酸的排列顺序种脱氧核苷酸的排列顺序或碱基（对）的排列顺序或碱基（对）的排列顺序在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请计算DNA分子有多少种？44000数目数目（课本（课本P59）205353三.DNA的结构特性每个 DNA分子都有特定的碱基排序，储存储存了特定的遗传信息。DNA分子的多样性多样性和特异性特异性均体现在碱基（对）排序中。因此，多样性使得DNA能携带大量不同的遗传信息， 特异性确保了不同个体的性状具明显的差异(独特性), 稳定性以及严格的碱基互补配对原则确

7、保了遗传的精确和稳定21某同学想制作一段具有10对碱基对的DNA片段模型，他在准备材料时至少需要：(1)代表磷酸的球形塑料片几个？(2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？(3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？ (4)可组装出几种该DNA片段模型？ 202020410探究实践：制作DNA双螺旋结构模型22NoImageNoImage探究实践：制作DNA双螺旋结构模型23碱基互补配对原则 A A T T G G C C T T A A C C G GNoImage探究实践：制作DNA双螺旋结构模型24NoImage探究实践：制作DNA双螺旋结构模型25例1.用卡片构建DNA平面结构模型,所提供的卡片

8、类型和数量如表所示,下列说法正确的是()A.最多可构建4种脱氧核苷酸,5个脱氧核苷酸对B.构成的双链DNA片段最多有10个氢键C.DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连D.最多可构建44种不同碱基序列的DNA卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332B探究实践：制作DNA双螺旋结构模型26四.DNA分子中有关碱基数量的计算27设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则则在则在DNADNA双链双链中：中： ( (双链中双链中) )：A = T A = T ， G = CG = C公式变形：公式变形：规律规律1

9、 1：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数（双链）（双链）A AG=TG=TC AC AC=TC=TGG双链中（双链中（A AGG）（）（T TC C） 1由此可以得出：由此可以得出：四.DNA分子中有关碱基数量的计算28规律规律2 2：在：在DNADNA双链中，任意两个双链中，任意两个不互补不互补碱基之和碱基之和 ， 并为碱基总数并为碱基总数 。A=T G=CA=T G=CA+G=T+CA+G=T+C 也可以写成以下形式：也可以写成以下形式：A+T+G+CA+T+G+CA+CT+GT+GA+C相等相等一半一半A A T T T T A AG G C C C C G G

10、DNADNA双链双链四.DNA分子中有关碱基数量的计算29在DNA的两条单链之间一条链中互补碱基的和等于另一条链中相同碱基的和。（A1+T1）=（G1+C1）=（A2+T2）（G2+C2）规律规律3 3：一条链中两组互补碱基的和之比为：一条链中两组互补碱基的和之比为a a，则：在另一条链中该比值，则：在另一条链中该比值 也为也为a a，在双链中该比值也为，在双链中该比值也为a a 规律4：一条链中两组非互补碱基的和之比为b，则： 在另一条链中该比值为1/b若（A1+G1）/（T1+C1）=b则（A2+G2） （T2+C2）=1/b根据碱基比例对核酸样品进行判定是否含有U是否则含有RNA为DNA

11、A+CT+G是否=1是否可能是双链DNA可能是单链DNA 则为单链DNA30DNA中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，AT含2个氢键，GC含3个氢键。DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个脱氧核糖连着一个磷酸基团。双链DNA中A与T分子数相等，G与C分子数相等，但AT的量不一定等于GC的量。DNA中，当(AG)/(TC)1时，可能是双链DNA，也可能是单链DNA。特别提醒：有关有关DNADNA结构的结构的7 7点提醒点提醒31并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。DNA的特异性是由碱基的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有四种：AT、

12、CG、TA、GC。并非所有DNA片段都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分隔开。特别提醒：有关有关DNADNA结构的结构的7 7点提醒点提醒32例1：据DNA的结构特点，DNA中的碱基数量之间有哪些是相等的呢？A=T G=C 嘌呤=嘧啶 （2）从某生物组织提取DNA进行分析,鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,又知该DNA的一条链(H链)中,腺嘌呤占该链全部碱基的28%,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 。ATGC TACG10010046%100=28个H28%？28个200=92个100-28-46=26100=

13、26%26%4633例2：在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤碱基数为n，则下列有关叙述正确的是( ) 脱氧核苷酸数磷酸数碱基总数m 碱基之间的氢键数为 (3m2n)/2 一个链中AT的数量为n G的数量为mn A B C D 思路点拨：A AAT TT TGC CATGCDA TT AG CC GA=T=nG=C=（m-2n）/2n氢键数23碱基对数G、C对数越多，热稳定性强碱基个数34例3：某双链DNA分子中AT占整个DNA分子碱基总数的38%，其中一条a链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链b上的G占该链碱基总数的比例是()A41% B38%C28% D21%A

14、ATGC TACG10010038%200=76个a100=21个21%？21100-21-38=41个 100=41%38个35变式：某双链DNA分子一条链上(AT)/(GC)的值为0.3，则在整个DNA分子中A:T:G:C为() A1:1:1:1 B2:2:3:3 C3:3:10:10 D10:10:3:3CATGC TACG3010030100整个DNA中：A=T=30个 G=C=100个36练习与应用一、概念检测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。 （ ）372.下面是DNA的结构模式图，请写出图中的名称。1 23 45 67 89 10胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶