3.2 DNA的结构课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第二节 DNA的结构 DNA全称是　　　　　　　；DNA的基本组成元素是　　　　　　；组成DNA的基本单位是　　　　　　　　。　 1、DNA的化学组成 脱氧核糖核酸 C、H、O、N、P 脱氧核苷酸 复习提问 2、脱氧核苷酸的组成成分及种类 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 （2）1951年威尔金斯和富兰克林获得了DNAX射线的衍射图谱； （3）1952年查哥夫发现在DNA中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量； （1）20世纪30年代，科学家认识到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。 3.研究DNA结构常用的方法： X射线晶体衍射法 威尔金斯和富兰克林获得DNA衍射图谱。 威尔金斯 富兰克林 DNA衍射图谱 沃森和克里克据此推算出DNA呈螺旋结构。 DNA呈现“X”形 DNA分子是螺旋的 双螺旋？三螺旋？ 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 4 查哥夫法则的发现 奥地利生物化学家查哥夫 查哥夫通过测定多种生物DNA中碱基的含量，提出了查哥夫法则： 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。 （A=T , G=C） 将碱基安排在双螺旋内部，将磷酸-脱氧核糖骨架排在螺旋外部，A与T配对，G与C配对，DNA的两条链的方向是相反的。 根据查哥夫的发现沃森和克里克重新构建模型： 3.把这个金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较，模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。 结果发现： 1.A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的性状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径。 2.能够解释A、T、G、C的数量关系。 一、DNA的双螺旋结构模型的探索历程 沃森和克里克 资料3： 1953年，美国的沃森和英国的克里克 ，在《自然》杂志上发表了论文《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》，引起极大的轰动。 1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。 （1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？ （2)DNA 的基本骨架是由那些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？ （3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？ 两条链构成，按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 DNA 的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧 DNA 中的碱基通过氢键连接成碱基对。它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。 二、DNA的结构 （1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 二、DNA的结构 （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结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。 DNA的结构特点 A T G A T A C T 5’ 3’ 5’ 3’ 含氮碱基 O CH2 H H OH H H H 磷酸基团 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 脱氧核糖上与碱基相连的的碳叫做____，与磷酸基团相连的碳叫做______； 1’-C 5’-C DNA 的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称为____，另一端有一个羟基（-OH），称作_____； ...... 5’-端 3’-端 DNA的两条单链的走向_____，从双链的一端起始，一条单链是从5’-端到3’-端的，另一条则是从______________； 相反 3’-端到5’-端的 -OH -OH A一定与_____配对； G一定与_____配对； A T C G A T A G C T 5’ 3’ 5’ 3’ 1.DNA是由___条单链组成的，这两条链按________的方式盘旋成双螺旋结构； 两 反向平行 DNA的结构特点 2.DNA中的__________ 和_____交替连接，排列在_____侧，构成_________； 碱基排列在_____侧； 脱氧核糖 磷酸 外 基本骨架 内 3.两条链上的碱基通过_____连接成______，并且碱基配对具有一定的规律： 氢键 碱基对 T C 小规律：“五四三二一” 五种元素： C、H、O、N、P 四种碱基： A、G、C、T 三种物质： 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两条长链： 两条反向平行的脱氧核苷酸链 一种螺旋： 规则的双螺旋结构 13 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1.下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。 胞嘧啶（C） 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 碱基对 氢键 一条脱氧核苷酸链的片段 5 6 随堂检测 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 G T C A 2．(不定项）有关DNA分子结构的叙述，错误的是(　　) A.双链DNA分子中含有两个游离的磷酸基团 B.DNA的一条单链上相邻的碱基之间通过氢键连接 C.嘌呤碱基与嘧啶碱基的结合保证了DNA分子空间结构的相对稳定 D.DNA分子两条链同向平行 BD 15 随堂检测 碱基对的排列顺序的千变万化。 在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种？ 4 种 4000 2.特异性： 碱基对的特定排列顺序。 3.稳定性： 具有规则的双螺旋结构。 1.多样性： 三、DNA的结构特性 分子组成 脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变 碱基互补配对的方式稳定不变 化学性质： 热稳定性 四、碱基互补配对原则的应用 例题1、A与T之间有 个氢键，G与C之间有 个氢键。若碱基对数为n，则氢键数为2n～3n，若已知A有m个，则氢键数为 ；若已知G有m个，则氢键数为 。 2 3 3n－m 2n+m 设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则 可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。 则在DNA双链中： A = T ， G = C 可引申为： ①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C 即A+G/T+C=1 ②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。 A+T G+C A1+T1 G1+C1 A2 +T2 G2 +C2 = = 例题2、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ A=50%–23%=27% 四、碱基互补配对原则的应用 A 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA双链 ③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。 A1+G1 T1+C1 =a T2+C2 A2+G2 =1/a A1+C1 T1+G1 T2+G2 A2+C2 = 例题3、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？ 2.5 , 1 四、碱基互补配对原则的应用 A 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA双链 ④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。 A+T A+T+G+C A1 +T1 +G1 +C1 A1 +T1 = = A2 +T2 +G2 +C2 A2 +T2 = A1 +T1 （A+T） 1 2 = = A2 +T2 例题4、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。 24% （G+C） 1 2 G1 +C1 G2 +C2 = = 四、碱基互补配对原则的应用 1.若一个DNA分子鸟嘌呤占18%，那么这个DNA分子的腺嘌呤比例是 。 2. 若DNA分子中含有碱基1200个，其中腺嘌呤有280个，那么胞嘧啶的数量有 。 32% 320 随堂检测 3.在一个双链DNA分子中，含有20%的胸腺嘧啶。已知一条链中的胞嘧啶占该链的20%，则另一条链中的胞嘧啶占该链的多少？ 4. 如果一个DNA分子的一条链中C的含量为22%，G的含量为16%，那么整个DNA分子中A占多少？ 40% 31% 随堂检测 $$