3.2 DNA的结构-2024-2025学年高一生物下学期同步授课课件（人教版2019必修2）

第三章 基因的本质 第2节 DNA的结构 1 20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，其化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖 2 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。 一、DNA双螺旋结构模型的构建史 含Ｎ碱基 脱氧 核糖 磷酸 3 1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和同事富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 一、DNA双螺旋结构模型的构建史 M.Wilkins R.E.Franklin “X”形意味着DNA分子是螺旋的 4 1952年查哥夫法则：在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。 一、DNA双螺旋结构模型的构建史 奥地利生物化学家查哥夫 5 1953年美国生物学家沃森和英国物理学家克里克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。 1953年，沃森和克里克撰写的论文«核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型»在英国杂志《自然》上发表，引起极大的轰动。 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。 一、DNA双螺旋结构模型的构建史 DNA 双螺旋结构示意图 一DNA双螺旋结构模型的构建史 结合DNA双螺旋结构模型的构建史思考以下问题 （1）DNA由几条链组成？具有怎样的立体结构？ 2条链；双螺旋空间结构 脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1'-C,与磷酸基团相连的碳叫作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，这一端称作5'-端，另一端有一个羟基（-OH),称作3'-端。DNA的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条单链是从5'-端到3'-端的，另一条单链则是从3'-端到5'-端的。 部分DNA片段 磷酸二酯键 3',5'-磷酸二酯键 一、DNA双螺旋结构模型的构建史 DNA单链如何连接形成DNA双链？ （2）DNA基本骨架由哪些物质构成？ 它们分别位于DNA什么部位？ 双链外侧 结合DNA双螺旋结构模型的构建史思考以下问题 一、DNA双螺旋结构模型的构建史 5’ A T G C T A C G 3’ 5’ 3’ 磷酸二酯键 磷酸和脱氧核糖 结合DNA双螺旋结构模型的构建史思考以下问题 一、DNA双螺旋结构模型的构建史 （3）DNA中碱基如何配对？它们位于DNA什么部位？ 立体结构 平面结构 右链：3’→5’ 左链：5’→3’ 5’ A T G C T A C G 3’ 5’ 3’ 氢键 碱基对 内侧 两条链上的碱基通过 连接 形成 ，且A只和 配对、G只和 配对 氢键 T C 碱基对 碱基互补配对原则 氢键越多，结构越稳定。 G≡C比例越高，DNA结构越稳定，越耐高温 A=T G≡C （4）沃森和克里克默契配合，建构了DNA双螺旋结构模型，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。这给予你哪些启示？ ①善于学习和借鉴他人的研究成果和经验； ②善于与他人交流、沟通和合作； ③大胆设想，科学推理，百折不挠，锲而不舍的精神。 结合DNA双螺旋结构模型的构建史思考以下问题 一、DNA双螺旋结构模型的构建史 1.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。 （2）DNA分子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。 即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。 二、DNA分子的结构与特点 5’ A T G C T A C G 3’ 5’ 3’ 2.特点 两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的（稳定性） 长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的（多样性） 每种DNA分子都有区别于其他DNA的特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息（特异性） 5’ A T G C T A C G 3’ 5’ 3’ 二、DNA分子的结构与特点 三、碱基互补配对原则的应用 1.碱基互补配对原则：，，， ， ， ,如图所示： 三、碱基互补配对原则的应用 2.双链中， 碱基互补配对原则的有关计算： 规律1：互补的两个碱基数量相等，即 。 规律2：任意两个不互补的碱基之和占总碱基数的 。 规律3：一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。 规律4：若一条链中， ，则另一条链中 。即在双链 分子中，两个互补的碱基之和所占比例在两条链中和整个 分子中相等。 规律5：若一条链中，则另一条链中， 。即在双链 分子中，不互补的碱基之和的比值在两条链中互为倒数，在整个 分子中为1。 规律4和规律5可巧记为“补则等，不补则倒”。 例1 [2024·福建泉州月考] 下列关于 分子结构的叙述，错误的是 ( ) √ A.组成 分子的两条单链是反向平行的 B.磷酸与核糖交替连接构成 分子的基本骨架 C. 分子两条链上的碱基，总是嘌呤与嘧啶配对 D. 分子中含氮碱基与磷酸基团的数目相等 四、反馈评价 例2 某 片段含有100个碱基对，其中一条链上 ，则该 片段( ) A.含有100个脱氧核糖 B.含有30个 C.含有4种核糖核苷酸 D.嘌呤数不等于嘧啶数 √ 四、反馈评价 例3 某同学在学习 分子的结构时，查到了以下三个资料： 资料1 外部为水溶液环境，碱基具有疏水性，磷酸和脱氧核糖 具有亲水性。 资料2：奥地利生物化学家查哥夫对 分子进行了定量分析，发现 在 分子中，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。 资料3：富兰克林和威尔金斯给拍了多张 射线衍射图谱，他们 发现翻转 后的图谱与未翻转时的一模一样。 四、反馈评价 √ 下列叙述不是由资料 得出的是( ) A. 由两条单链组成，脱氧核糖和磷酸交替连接 B.脱氧核糖和磷酸排列在外侧，碱基排列在内侧 C.碱基配对规律：A一定与配对； 一定与C配对 D. 分子呈螺旋结构 四、反馈评价 Lavf58.20.100 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.52 $$