3.2DNA的结构课件高一下学期生物人教版必修22

第3章基因的本质第2节DNA的结构问题探讨坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗？上网查阅有关DNA的信息，收集你感兴趣的资料与同学交流共享。DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。弄清楚DNA结构，以及测定DNA序列等应用了很多高科技技术，DNA双螺旋结构的揭示也说明科学和技术是相互支持，密不可分的。沃森克里克我能帮你理解生物学内容我能帮你理解物理学原理一、DNA双螺旋结构模型的构建1、建立者：沃森和克里克2、构建过程①已知DNA的组成不清楚这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA的科学界认识到：DNA是以4种___________为单位连接而成的长链。脱氧核苷酸这4种脱氧核苷酸分别含有________________4种碱基。A、T、G、C威尔金斯富兰克林威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。2、构建过程②推测DNA为螺旋结构沃森

1951年，威尔金斯在一场关于DNA演讲上展示了两张用X射线做的DNA衍射照片。二十出头的沃森便是观众之一。2、构建过程②推测DNA为螺旋结构沃森和克里克尝试搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型,但都被否定了。英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。沃森和克里克主要以该照片的有关数据为基础,推算出DNA呈螺旋结构。“X”形意味着DNA分子是螺旋的×在DNA中，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2、构建过程③查哥夫法则查哥夫法则给了沃森和克里克什么启示？A与T配对,G与C配对a.碱基安排在双链螺旋______。b.脱氧核糖-磷酸骨架安排在螺旋______。c.A与T配对,G与C配对(碱基互补配对原则)d.DNA两条链的方向_____。2、构建过程④DNA双螺旋模型搭建成功内部外部相反A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径DNA分子具有恒定的直径解释A=T、G=C的数量关系成功的证据12、构建过程④DNA双螺旋模型搭建成功成功的证据2金属材料制作的模型X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符一、DNA双螺旋结构模型的构建1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。1962年诺贝尔生理学与医学奖富兰克林于1958年因病去世，无缘诺贝尔奖威尔金斯克里克沃森科学启示沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？提示：要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。1.DNA分子的结构层次①元素组成：C、H、O、N、P②3种小分子磷酸含氮碱基O③基本单位1′2′4′5′3′O脱氧核糖核苷酸二、DNA的结构脱氧核糖脱氧核糖上与碱基相连的碳叫1’—C，与磷酸基团相连的碳叫5’—C④脱氧核苷酸长链5′3′O1′2′4′5′3′AO1′2′4′5′3′CO1′2′4′5′3′GO1′2′4′5′3′T磷酸二酯键1.DNA分子的结构层次DNA的一条单链有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称为5’

端，另一端有一个羟基（—OH），称为3’

端CH2

HOHHHHH碱基

磷酸

⑤两条反向平行的脱氧核苷酸长链5′3′3′5′O1′2′4′5′3′O1′2′4′5′3′O1′2′4′5′3′O1′2′4′5′3′ACGTO1＇2＇3＇4＇5＇O1＇2＇3＇4＇5＇O1＇2＇3＇4＇5＇O1＇2＇3＇4＇5＇TGCA1.DNA分子的结构层次反向平行⑥两条链的相邻碱基之间形成氢键氢键1.DNA分子的结构层次碱基互补配对原则：A=T（2个氢键）；G≡C（3个氢键）氢键越多，结构越稳定。即G与C含量越多，氢键越多，结构越稳定碱基对⑦形成双螺旋结构平面结构双螺旋结构1.DNA分子的结构层次二、DNA的结构⑴DNA分子一般是由

条单链组成的，这两条链按

方式盘旋成

结构。⑵DNA分子中的

交替连接排列在外侧，构成

；

排列在内侧。两反向平行双螺旋脱氧核糖和磷酸基本骨架碱基⑶两条链上的碱基通过

连接起来，形成

，且遵循

。氢键碱基对碱基互补配对原则2.DNA双螺旋结构的主要特点二、DNA的结构思考下列问题①一个链状DNA分子含有几个游离的磷酸基团？②一个脱氧核糖连接几个磷酸？③两条链的相邻碱基之间通过什么相连？④一条链上相邻的两个碱基通过什么连接？氢键1个或2个2个游离的磷酸基团脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖TACGGCATGCGCAT5´3´5´3´课堂检测1、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-3'5'-GGTATC-3'D.5'-CCATAG-3’2．下列有关DNA分子结构的叙述，正确的是()A．DNA分子彻底水解后可获得4种不同的小分子物质B．细胞内的DNA均是由两条脱氧核苷酸链构成的链状分子C．一个双链DNA分子中的嘌呤数和嘧啶数均占碱基总数的50%D．从DNA分子双链的一端起始，一条单链是从5′-端到3′-端，则另一条链也是从5′-端到3′-端

CC3、有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其他组成是（）A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶

B．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶

C．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶

D．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶C课堂检测3.DNA分子结构特性①多样性②特异性③稳定性n个碱基对构成的DNA具有4n种碱基排列顺序。每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序。(储存遗传信息)两条链的磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对的配对方式不变。二、DNA的结构三、DNA碱基数目的相关计算A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。请据此完成以下推论（其中N1=N2）：

A＋G＝

＝

＝

＝

。T＋CA＋CT＋G1/2(A＋G＋T＋C)规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数＝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。=A+GT+CT+GA+C=1A+CT+GT+CA+G==N1N2N三、DNA碱基数目的相关计算例1：某生物细胞DNA的碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，那么，胞嘧啶的分子数占（）A.11%

B.22%

C.28%

D.44%C例2：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≤0.5B．b≥0.5C．胞嘧啶为a(1/2b-1)个D．胞嘧啶为b(1/2a-1)个CA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链2、A1＋T1＝

；G1＋C1＝

。T2＋A2C2＋G2规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。N1N2N三、DNA碱基数目的相关计算根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。请据此完成以下推论（其中N1=N2）：A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1==nnn

若1链则2链双链=

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（

）

例3：某DNA中A+T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是（）A.35%B.29%C.28%D.21%A例4：三、DNA碱基数目的相关计算A．32.9％和17.l％

B．31.3％和18.7％C．18.7％和31.3％

D．17.1％和32.9％BA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链1链2链N1N2N规律三：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”。三、DNA碱基数目的相关计算根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。请据此完成以下推论（其中N1=N2）：T1+G1=m

A1+C1m1

若1链

1T2+G2

A2+C2=则2链

双链

T+G

A+C=例5：某DNA双链中，若一条链中=0.4，则其互补链中的比值为

；一条链中=0.4，则其互补链中的比值为

。0.4A+TC+GA+CT+G2.5三、DNA碱基数目的相关计算例6：在一个双链DNA分子中，其中一条链上的(A＋T)/(G＋C)＝a，则另一条链上以及整个双链DNA中上述比例分别是(

)A．a和a B．1/a和1C．a和1 D．a和1－aA7.一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占该链碱基总数的24%，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数的（）A.44%B.24%C.14%D.28%C8.某DNA分子的一条链上，腺嘌呤占比是胞嘧啶占比的1.4倍，二者在该链的数量之和占整个DNA分子碱基总数的24%，则此DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占其链碱基总数的()A．10% B．14%C．20% D．28%课堂小测D四、探究-实践：制