3.1 DNA是主要的遗传物质-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

元素：C、H、O、N、P ↓ 化学组成：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基A、G、C、T ↓ 基本单位：4种脱氧核苷酸: 腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、 胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸 ↓ 单链：脱氧核苷酸链（脱氧核苷酸之间脱水缩合形成磷酸二酯键） ↓ 平面结构：反向平行 ↓ 空间结构：规则的双螺旋结构 DNA分子的结构特点（课本P50） 1.DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构 2.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.碱基之间通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则 课前记忆 基因的本质 ——构建DNA的结构和复制模型，揭示古人类基因组测序的原理 【学习目标】1.比较遗传物质探索实验的过程、现象及结论，归纳研究思路和方法的异同点，认同DNA是主要遗传物质。2.制作DNA的结构和复制模型，总结DNA的结构特点和复制过程，阐明DNA作为遗传物质所具有的特征。3.运用DNA指纹技术、DNA分子杂交技术判断不同人类的亲缘关系，解释其中的生物学原理。 探究学习 活动二、DNA的结构 ①绘制DNA片段平面结构图（以8个脱氧核糖核苷酸为例） ②简述DNA双螺旋的特点 活动一、DNA双螺旋结构模型的构建 ①梳理DNA模型构建的过程 ②明确DNA的双螺旋结构 活动二、DN中碱基互补配对原则的有关计算 ①嘌呤数与嘧啶数？ ②其他的各项比值关系 【1】当时，科学界已经认识到：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。 A P 脱氧 核糖 G C T P 脱氧 核糖 P 脱氧 核糖 P 脱氧 核糖 腺嘌呤脱氧(核糖)核苷酸 鸟嘌呤脱氧(核糖)核苷酸 胞嘧啶脱氧(核糖)核苷酸 胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸 如何构成DNA的? 活动一、DNA双螺旋结构模型的构建 【2】1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M. Wilkins，1916—2004）和他的同事富兰克林（R. E. Franklin，1920—1958）应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 富兰克林 威尔金斯 DNA衍射图谱 活动一、DNA双螺旋结构模型的构建 沃森和克里克以该照片的有关数据为基础，推算出DNA呈螺旋结构。 DNA呈现“X”形 DNA呈螺旋结构 推断 活动一、DNA双螺旋结构模型的构建 7 【3】1950年，奥地利生物化学家查哥夫报道了他对来自人、猪、牛、羊、细菌和酵母菌等不同生物的DNA分析结果：无论在哪种生物的DNA中，腺嘌呤（A）的量=胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量=胞嘧啶（C）的量。 推测：A与T配对，G与C配对 1952年春天，查哥夫访问了剑桥大学，沃森和克里克从他那里得知了这一条重要信息。 活动一、DNA双螺旋结构模型的构建 平面结构 DNA双螺旋结构 A P G P C P T P T P C P G P A P 8 脱氧核糖核苷酸结构： 一分子磷酸 一分子脱氧核糖 一分子含氮碱基 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 活动二、DNA的结构 中文全称： 组成元素： 基本单位： 脱氧核糖核酸 C、H、O、N、P 脱氧核糖核苷酸 G A G G C C C T A T C C T G G A G （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； 1.DNA结构的主要特点 5' 3' 5' 3' 活动二、DNA的结构 5' 3' 5' 3' 磷酸二酯键 G A G G C C C T A T C C T G G A G 1.DNA结构的主要特点 （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 5' 3' 5' 3' A G C C T A T C T G G A 氢键 1. DNA结构的主要特点 （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一定与T配对；G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。 碱基对 （1）DNA是由 条单链按 方式盘旋成_______结构 反向平行 双螺旋 2 5’ 3’ 5’ 3’ 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）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 T C 碱基互补配对原则 碱基对 1.DNA结构的主要特点 13 你能说出图中1～10的名称。 胞嘧啶 腺嘌呤 鸟嘌呤 胸腺嘧啶 脱氧核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸　 一条脱氧核苷酸链的片段 碱基对 氢键 ①稳定性：DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，两条链之间碱基互补配对的方式不变。 2.DNA的特性 注意：G、C碱基对比例越大，结构越稳定 ②多样性：脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化，从而能够储存了大量的遗传信息。 思考：一个含n个碱基对的DNA分子，排列顺序有多少种？ 4n种 ③特异性：每个DNA分子中的碱基对都有特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性。 根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2 1. A1＋A2＝________________；G1＋G2＝________________。 即：双链中A＝___，G＝___， A＋G＝______＝______＝______＝__________________。 T1＋T2 C1＋C2 T C T＋C A＋C T＋G 1/2(A＋G＋T＋C) 规律一：双链中嘌呤数=嘧啶数； 非互补碱基之和相等且为碱基总数的一半。 活动三、DNA分子中碱基数量计算 N1 N2 N A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 2. A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。 A2＋T2 G2＋C2 根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2 N1 N2 N A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 A+T G+C A2+T2 G2+C2 A1+T1 G1+C1 = = = a a a （1）若1链 则2链 双链 活动三、DNA分子中碱基数量计算 2. A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。 A2＋T2 G2＋C2 规律二：互补碱基和之比，在单双链中相等，且互补碱基之和，在单双链中占比相等，简记为“补则等”。 = A1+T1 N1 A2+T2 = N2 A+T N = C1+G1 N1 C2+G2 = N2 C+G N 根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2 N1 N2 N A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 （2） 活动三、DNA分子中碱基数量计算 T1+G1 = m A1+C1 m 1 规律三：非互补碱基和之比，双链互为倒数， 简记为“不补则倒”。 根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2 N1 N2 N A1 T2 T1 A2 G1 C2 C1 G2 DNA双链 1链 2链 3. 若1链 1 T2+G2 A2+C2 = 则2链 双链 T+G A+C = 活动三、DNA分子中碱基数量计算 2. 一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_____ 1. 某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____ 20% 60个 3. 若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？ 0.4 0.4 4. 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 练习 20 $$