3.2 DNA的结构（讲义）-【讲义+分层练】2021-2022学年高一生物下学期同步备课优质资源（人教版2019必修2）

《第3章 基因的本质》教学讲义[高中生物学 必修2] 第2节 DNA的结构 必会知识 考点梳理拓展延伸易错警示 必会知识一 DNA双螺旋结构模型的构建 1．模型构建者：1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。 2．构建依据 (1)DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。 (2)威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱表明DNA分子呈螺旋结构。 (3)奥地利生物化学家查哥夫测定DNA的分子组成，发现在不同物种中四种碱基的含量不同，但是A和T的含量总是相等的，G和G的含量也相等。 3．模型构建历程 4．模型的意义：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。 必会知识二 DNA分子的结构 1．DNA的结构层次 ①就像氨基酸脱水缩合形成肽链一样，脱氧核苷酸通过形成磷酸二脂键聚合连成长链时，也要产生水，即n个脱氧核苷酸形成双链DNA时，脱去(n-2)个H2O ②在脱氧核苷酸链中，并不是每个磷酸都与两个脱氧核糖相连，如链的一端游离的磷酸只与一个脱氧核糖相连 ③每个DNA片段中，游离约磷酸基团有2个，它们代表每条链的5’端 ④并不是所下的DNA分子中都有A=T，G=C，有的DNA分子是单链结构。 2．DNA空间结构特点 (1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 (2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。 3．DNA的特性：DNA分子的碱基排列顺序中储存着遗传信息，DNA分子的碱基排列顺序不同，携带的遗传信息就不同，特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序，也就携带着特定的遗传信息。 (1)稳定性：DNA分子有独特而稳定的双螺旋结构。具体来说，DNA分子由两条脱氧核苷酸长链组成，两条长链互相盘旋，构成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构；DNA分子双螺旋结构的中间是碱基对，碱基与碱基之间形成氢键。氢键的作用力是微弱的，但由于DNA分子是高分子化合物，分子内部含有许许多多的碱基对，故DNA分子内部存在着大量的氢键，从而使DNA分子的双螺旋结构非常稳定。 (2)多样性碱基对的排列顺序多种多样。碱基数目、碱基排列顺序的不同是其具有多样性的原因，由n个碱基对构成的DNA最多有4”种。 (3)特异性每一个DNA分子都具有特定的碱基序列，不同的DNA分子，其碱基排列顺序是不同的，即特定的碱基排列顺序体现其特异性。 必会知识三 碱基互补原则及其推论 1．碱基互补配对原则 2．碱基间的数量关系 项目 双链DNA 1链 2链 规律 A、T、G、C 关系 A＝T G＝C A1＝T2 G1＝C2 T1＝A2 C1＝G2 双链DNA中，A总等于T，G总等于C。且1链上的A等于2链上的T，1链上的G等于2链上的C 非互补碱基和之比，即或 1 m DNA双链中非互补碱基之和总相等，两链间非互补碱基和之比互为倒数 互补碱基和之比，即或 n n n 在同一DNA中，双链和单链中互补碱基和之比相等 某种碱基的比例(x为A、T、G、C中某种碱基的百分含量) (x1＋x2) x1 x2 某碱基占双链DNA碱基总数的百分数等于相应碱基占相应单链的比值的和的一半 3．碱基比例与DNA分子的共性和特异性 (1)共性： ①＝＝1；②＝＝1；③＝＝1 (2)特异性：的比值是多样的，是DNA分子多样性和特异性的主要表现。 必会知识四 制作DNA双螺旋结构模型 1．制作原理 DNA分子双螺旋结构的主要特点：对应碱基的互补关系为A—T、C—G (T—A、G—C) ，碱基对位于双螺旋结构的内侧，两个相邻碱基对之间平面的垂直距离为0.34nm，螺旋直径为2 nm，螺距为3.4 nm，每个螺距有10对碱基。 2．制作模型的方法步骤 (1)首先挑选三种不同的模型零件分别代表磷酸、脱氧核糖、碱基，组装出若干个脱氧核苷酸。 (2)然后制作多核苷酸长链模型。自己设计一定的碱基排列顺序，将若干个脱氧核昔酸依次穿起来，组成一条多核苷酸长链。在组装另一条多核昔酸长链时，操作方法相同，但要注意两点：一是两条长链的脱氧核苷酸数目必须相同；二是两条长链并排时，必须保证方向相反，而且碱基之间能够相互配对，不能随意组装。 (3)制作DNA分子平面结构模型。按照碱基互补配对的原则，将对应位置的互补碱基用订书钉或者连接线连接起来(代表氢键的连接)。 (4)制作DNA分子的立体结构(双螺旋结构)。把DNA分子平面结构“旋转扭曲”，即可得到一个