DNA的結構高一下學期生物人教版必修2

第三章

基因的本質第二節(jié)

DNA的結構DNA分子結構層次元素組成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導基礎回顧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構的過程2、閱讀教材P50，概述DNA結構的主要特點(重點)。3、根據補充材料，學會按照堿基互補配對原則進行堿基計算(重難點)。思3.2DNA的結構人教版（2019）高中生物必修二課件(共28張PPT)3.2DNA的結構人教版（2019）高中生物必修二課件(共28張PPT)討論：根據以上幾則資料，回答有關DNA結構方面的問題。（1）DNA由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立體結構？（2）DNA的基本骨架是由哪些物質組成的？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）一個磷酸基團與幾個脫氧核糖連接？議(1)DNA是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立體結構？(2)DNA的基本骨架是由哪些物質組成?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是由兩條鏈構成的。這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。DNA的基本骨架包括脫氧核糖和磷酸，它們排列在DNA的外側。DNA中的堿基通過氫鍵連接成堿基對，它們位于DNA的內側。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的內容幫助理解晶體學原理沃森當時科學家萊文已經發(fā)現了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），但不清楚是如何構成DNA的。評一.DNA雙螺旋結構模型的構建P482.分享富蘭克林威爾金斯DNA的衍射圖譜呈X型X射線衍射技術沃森和克里克以該照片的有關數據為基礎，推算出DNA呈螺旋結構1951年，富蘭克林和同事威爾金斯采用X射線衍射技術拍攝到DNA衍射圖譜。評一.DNA雙螺旋結構模型的構建但都被否定了，在三螺旋結構模型中,

DNA含水量的理論值與實際測定數值不符，很快遭到其他科學家的質疑根據所掌握的材料，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雙螺旋結構模型的構建評一.DNA雙螺旋結構模型的構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雙螺旋結構模型的構建調整后的DNA模型能夠解釋A、T、G、C的數量關系。這個模型與拍攝的X射線衍射照片比較時,發(fā)現模型與基于照片推算出的DNA雙螺旋結構相符。①堿基安排在雙鏈螺旋內部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構。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整后的DNA模型結論:評一.DNA雙螺旋結構模型的構建威爾金斯克里克沃森在對DNA結構的探索中,于1953年摘取桂冠的是兩位年輕的科學家,美國生物學家沃森和英國物理學家克里克：《DNA雙螺旋結構模型》的論文1953年沃森和克里克于《自然》雜志上發(fā)布的關于:1962年諾貝爾生理學與醫(yī)學獎評二.DNA的結構1.DNA雙螺旋結構特點TACGGCATGCGCAT5′3′5′3′特點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構。H堿基HHHOHHCH2磷酸基團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，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，一條鏈是從5′-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。評二.DNA的結構特點2：DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；TACGGCATGCGCAT1.DNA雙螺旋結構特點磷酸二酯鍵堿基排列在內側。核苷酸之間連接的化學鍵：3',5'-磷酸二酯鍵評二.DNA的結構1.DNA雙螺旋結構特點特點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)配對氫鍵堿基互補配對原則G與C含量越多，氫鍵就越多，DNA結構就越穩(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。兩條鏈間堿基互補配對的方式不變

。DNA分子結構具有穩(wěn)定性評G與C含量越多，氫鍵就越多，DNA結構就越穩(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萬化的。評DNA分子的特異性就體現在特定的堿基（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萬化，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？因為DNA的穩(wěn)定性與氫鍵的數量有關，而G—C堿基對之間含有的氫鍵多。穩(wěn)定性困惑點二：DNA的結構及模型制作評歸納：DNA分子結構的“五、四、三、二、一”五種元素：四種堿基：三種物質：兩條長鏈：一種螺旋：C、H、O、N、PA、G、C、T，相應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)則的雙螺旋結構評二.DNA的結構三.DNA分子中堿基的數量關系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=堿基總數的50%③若在一條鏈中A1+T1=n%，則在互補鏈中A2+T2=n%,在DNA分子中A+T=n%（判斷是否是雙鏈）“補則等”⑤若在一條鏈中A1+G1T1+C1=a,則在互補鏈中A2+G2T2+C2=1/a,“不補則倒”評④即若在一條鏈中A1+T1G1+C1=m,則在互補鏈及整個DNA分子中A2+T2G2+C2=m。③單鏈與整個DNA之間，堿基之間數量關系若在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補則等三.DNA分子中堿基的數量關系即兩者的關系是_____________。⑤若,則

=T1+G1=m

A1+C1T2+G2

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

2鏈規(guī)律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數，簡記為“不補則倒”。評三.DNA分子中堿基的數量關系⑥單鏈與整個DNA之間，堿基之間數量關系若在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單鏈所占比例和的一半評三.DNA分子中堿基的數量關系有關DNA中的堿基計算1、某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？解析：因為DNA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

為n，則氫鍵數為2n～3n，若已知G有m個，則氫鍵數為

；

若已知A有m個，則氫鍵數為

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

)(2)在DNA的雙鏈結構中，堿基的比例總是(A+G)/(T+C)=1。(

)

第二節(jié)√√練習與應用檢下面是DNA的結構模式圖，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