3.2DNA的结构课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第3章 基因的本质 第2节 DNA 的结构 1 01 引入 2004年雅典奥运会开幕式激光绘DNA图 ？DNA是怎样储存遗传信息，又是怎样决定生物性状的 ？ 这肯定与DNA分子有其独特的 有关。 结构 北京中关村高科技园区的DNA雕塑 02 DNA双螺旋结构模型的构建 沃森（美）和克里克（英） 1. 建立者 02 DNA双螺旋结构模型的构建 A 4种脱氧核苷酸 T C G 长链 【资料1】科学家认识到DNA是由 脱水缩合组成的 ，含有 、 、 、 四种碱基。 A 腺嘌呤脱氧核苷酸 C 胞嘧啶脱氧核苷酸 T 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 G 02 DNA双螺旋结构模型的构建 X射线衍射 【资料2】物理学家 和 利用 技术获得了DNA衍射图谱。 威尔金斯 富兰克林 威尔金斯 富兰克林 02 DNA双螺旋结构模型的构建 【资料3】 和 主要以DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA呈 结构。 螺旋 沃森 克里克 02 DNA双螺旋结构模型的构建 可能性2 可能性1 可能性3 √ 碱基分布在DNA分子的内部 ？碱基分布在DNA分子的内部还是外部 ？ DNA外部为溶液环境，碱基具有疏水性，磷酸和脱氧核糖具有亲水性 ？碱基是怎样配对的？ 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 腺嘌呤（A） 胸腺嘧啶（T） 02 DNA双螺旋结构模型的构建 【资料4】奥地利生物化学家查哥夫发现： 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 查哥夫 A与T、G与C配对 02 DNA双螺旋结构模型的构建 ？两条脱氧核苷酸链是同向的还是反向的 ？ 【资料2】物理学家威尔金斯和富兰克林利用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱。他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。 中心对称 翻转180° DNA的两条链是方向相反的 02 DNA双螺旋结构模型的构建 结果发现： A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径。 能够解释A、T、G、C的数量关系。 与X射线衍射照片比较时，发现两者完全相符。 ① 在内部， 骨架在外部 ②A与 配对，G与 配对 ③两条链的方向 。 T 相反 沃森和克里克重新构建DNA分子结构模型： C 碱基 脱氧核糖——磷酸 03 DNA的结构 脱氧（核糖）核苷酸 脱氧核糖核酸 O CH2 H P 1′ 2′ 3′ 4′ 5′ 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 脱氧核糖 磷酸基团 含N碱基 1.DNA的中文名称： ， 2.基本单位： ， 3.组成元素： ， C、H、O、N、P 03 DNA的结构 3.单链DNA内部：脱氧核苷酸之间通过 连接； 磷酸二酯键 T G C A G 4.双链DNA的结构特点： DNA是由 组成的，这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构。 外侧： 和 交替连接，构成基本骨架； 排列在内侧。 两条链上的碱基通过 连接，形成 。 脱氧核糖 磷酸 碱基 T G A C C 碱基互补配对原则 氢键 A T G C 碱基对 两条单链 反向平行 拓展：为什么是嘌呤和嘧啶形成碱基对？ 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 胞嘧啶（C） 嘌呤碱基是双环化合物，占有空间大；嘧啶碱基是单环化合物，占有空间小。嘌呤和嘧啶配对，使得DNA分子的两条链的距离是固定的。 03 DNA的结构 磷酸基团 碱基 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，称作5'端， 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。 03 DNA的结构 ① 1. ①是左边链的 端，这一端末端的基团为 ； ②是右边链的 端，这一端末端的基团为 。 ② 3’ 5’ 羟基 磷酸基团 2. 一个DNA分子有 个游离的磷酸基团， 位于两条链的_______； 一个脱氧核糖上连着 个磷酸基团； 一个磷酸基团上连着 个脱氧核糖； 一个脱氧核糖上连着_____个碱基； 3.DNA两条链之间相邻的碱基由_____连接， 一条链中相邻的碱基通过 连接 2 1或2 1或2 氢键 脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖 1 5’端 G A A A C C G A G T T T C G G T C 04 DNA的结构特性 1．DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存足够量的遗传信息？ 脱氧核苷酸/碱基对的数量、排列顺序千变万化 2．为什么可以利用DNA指纹来识别身份？ 每个DNA分子中碱基对的排列顺序是特定的。 3．DNA是如何维系它的稳定性的？ 脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧恒定， 内侧碱基通过氢键相连，遵循互补配对原则； 规则的双螺旋结构—空间结构稳定。 DNA具多样性 DNA具特异性 DNA具多样性 （若有n对碱基，则DNA储存的遗传信息可用______表示） 4n 05 DNA中碱基数目的有关计算 根据碱基互补配对原则， A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2 规律1：双链DNA中，A= 、G= ； A+G= = 则 A1＋A2＝ ；G1＋G2＝ T1＋T2 C1＋C2 T C T＋C 1/2×碱基总数 即：任意两个不互补碱基之和相等，比值为1。 A+G T+C ＝1 例1：某双链DNA的分子中，鸟嘌呤的分子数占碱基总数的22%，那么胸腺嘧啶的分子数占碱基总数的( ) A、22% B、28% C、78% D、50% B 05 DNA中碱基数目的有关计算 已知 A1＋T1＝A2＋T2 A2 +T2 +G2 +C2 A2 +T2 A+T A+T+G+C = 规律2：互补碱基之和在单链及双链DNA分子中的比值相等（“补则等”） 例2：某DNA中A+T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是 。 35% A1 +T1+G1+C1 A1 +T1 = 2链 C2 +G2 C+G 双链 = 1链 C1 +G1 = 同理： 05 DNA中碱基数目的有关计算 A+T G+C A2+T2 G2+C2 A1+T1 G1+C1 = = = a a a 若 ，则 ， 规律3：双链DNA分子中，某种碱基的含量等于两条互补链中该碱基含量和的一半，即：，（其它碱基同理）。 A＝（A1＋A2）/2 例3：在双链DNA分子中，G和C之和占全部碱基的48%，其中一条链的A占该链碱基总数的24%，则另一条链中的A占该链碱基总数的百分比为（ ） A、24% B、26% C、28% D、76% C 05 DNA中碱基数目的有关计算 m 1 T2+G2 A2+C2 = 若 ， 则 T1+G1 = m A1+C1 规律4：非互补碱基之和的比值在两条链中互为倒数（“不补则倒”） 例4：DNA的一个单链中（A+G）/（T+C）=0.4,上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是（ ） A、0.4和0.5 B、2.5和0.4 C、2.5 和1.0 D、0.4和1.0 C 05 DNA中碱基数目的有关计算 规律5：DNA分子的总氢键数=2(A-T碱基对数)+3(G-C碱基对数) 例5：在某双链DNA中，碱基总数为1000个，其中腺嘌呤200个，则该DNA分子中有______个氢键； 1300 易错提醒： (1)看清单双链：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的比例； (2)看清“个”或“对”：题干中给出的数量是多少“对”碱基还是多少“个”碱基。 若在一个生物体内嘌呤≠嘧啶是什么原因？ A T G C 单链DNA A U G C RNA 例6：某生物鸟嘌呤：胞嘧啶=3:1，则该生物不可能是（ ） A.大肠杆菌 B.流感病毒 C.T2噬菌体 D.人体细胞 C 含有单链，嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？ 存在单链结构时，可能是嘌呤=嘧啶； 也可能是嘌呤≠嘧啶，关系不确定； 若嘌呤≠嘧啶，则必然有单链结构存在； THANK YOU 本节课就上到这里，谢谢大家！ $