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(共38張PPT)
生物學（新人教版）
第三章 基因的本質
第 2 節
DNA的結構
Biology
為什么DNA能夠作為北京中關村高科技園的標志性建筑？
01
問題探討
DNA是主要的遺傳物質
在確信DNA是遺傳物質之后，人們更迫切地想知道
DNA是怎樣儲存遺傳信息的？
DNA是怎樣決定生物性狀的？
①
②
結構→功能
答案就隱藏在DNA的結構中，徹底弄清DNA的結構成了當時科學研究的熱點
1.DNA中文名稱：
脫氧核糖核酸
2.組成元素：
C H O N P
3.基本組成單位：
脫氧核糖核苷酸
溫故知新
4.基本單位結構簡式：
脫氧
核糖
含氮堿基
磷酸
1’
2’
3’
4’
5’
A —腺嘌呤 G —鳥嘌呤
C —胞嘧啶 T —胸腺嘧啶
含氮堿基種類：
因此，脫氧核苷酸也有4種：
腺嘌呤脫氧核苷酸
A
胞嘧啶脫氧核苷酸
C
鳥嘌呤脫氧核苷酸
G
T
胸腺嘧啶脫氧核苷酸
一、DNA雙螺旋結構模型的構建
任務：閱讀教材“思考·討論”并回答討論題 5min
DNA分子是以4種 為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有 四種堿基
脫氧核苷酸
A、T、G、C
威爾金斯和富蘭克林
提供的
DNA衍射圖譜
沃森和克里克推算出
DNA呈 結構
螺旋
建構模型
雙螺旋模型
三螺旋模型
失敗
從查哥夫處得知 、
的量相等
A與T G與C
構建出DNA 結構模型
雙螺旋
將 堿基 安排在雙鏈螺旋內部， 脫氧核糖-磷酸 骨架安排在螺旋外部的模型。在這個模型中，A與 T 配對，G與 C 配對，DNA兩條鏈的方向是 相反的 。結果發現：A—T堿基對與G—C堿基對具有相同的形狀和 直徑 ，這樣組成的DNA分子具有恒定的直徑，能夠解釋A、T、G、C的數量關系。從而構建出DNA 雙螺旋 結構模型。
沃森與克里克構建的DNA雙螺旋模型：
二、DNA的結構
組成元素及基本組成單位
平面結構
立體結構
1、組成元素及基本組成單位
ATGC
腺嘌呤脫氧核苷酸
脫氧核苷酸的種類
鳥嘌呤脫氧核苷酸
胞嘧啶脫氧核苷酸
胸腺嘧啶脫氧核苷酸
2、平面結構
一條脫氧核苷酸鏈
3',5'-磷酸二酯鍵
1'
2'
3'
4'
5'
【模型建構2】 DNA雙鏈
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
【模型建構2】 DNA雙鏈
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
【模型建構2】 DNA雙鏈
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
【模型建構2】 DNA雙鏈
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
【模型建構2】 DNA雙鏈
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
【模型建構2】 DNA雙鏈
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
【模型建構2】 DNA雙鏈
兩條鏈之間的堿基對連接
據圖思考：
兩條鏈如何連接？
①堿基對之間的氫鍵（主要）
②堿基對之間的相互作用力
2、平面結構
3、立體結構
據圖思考問題：
1、兩條鏈的相對位置如何？
2、外側和內側各由什么構成？
3、堿基配對遵循何種原則？
結合DNA的平面結構和立體結構，總結DNA分子特點：
①由 條單鏈按
方式盤旋成_______結構
4.DNA的結構：
（1）DNA雙螺旋結構
2
連接單鏈中相鄰兩個脫氧核苷酸的化學鍵：
磷酸二酯鍵
5’-端：游離的磷酸基團
3’-端：羥基（-OH）
反向平行
雙螺旋
DNA的結構
4.DNA的結構：
（2）DNA雙螺旋結構
C
T
A
G
5’
3’
T
G
A
C
5’
3’
=
=
=
②外側
和 交替連接，構成基本骨架；
脫氧核糖
磷酸
③內側
堿基
03
DNA的結構
4.DNA的結構：
（3）堿基互補配對原則
C
T
A
G
5’
3’
T
G
A
C
5’
3’
=
=
=
氫鍵
堿基對
T
C
兩條鏈上的堿基通過 連接形成 ，且A只和 配對、G只和 配對，堿基之間的一一對應的關系，就叫作
堿基互補配對原則
規律：A=T G≡C
氫鍵
堿基對
注意：G.C比例越高，DNA結構越穩定，越耐高溫
DNA分子結構中的兩個“并不是”
①并不是每個磷酸都與兩個脫氧核糖相連，鏈的一端游離的磷酸只與一個脫氧核糖相連。
②并不是所有的DNA分子中，A＝T、G＝C，部分DNA分子是單鏈。
5.易錯提醒
DNA的結構
DNA的結構
6.DNA的組成和結構可用五四三二一表示
五種元素：C、H、O、N、P；
四種堿基：A、G、C、T；
三種物質：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基；
兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈；
一種螺旋：規則的雙螺旋結構。
小結：DNA五四三二一
五種元素：C、H、O、N、P
四種堿基：A、T、G、C
三種物質：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基
兩條長鏈：反向平行的脫氧核苷酸鏈
一種結構：規則的雙螺旋結構
三、DNA的結構特性
1. DNA分子中，兩條長鏈上的什么結構是穩定不變的？
脫氧核糖和磷酸交替連接排列在外側恒定，內側堿基配對穩定，空間結構穩定。
2. DNA分子只含有4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲存足夠量的遺傳信息？
堿基對的數目和排列順序千變萬化
3. 每個生物個體的DNA分子各自的堿基排列順序是特定的嗎？
是特定的
思考：已知一個最短的DNA分子含有4000個堿基對，它的排列方式有多少種？
44000
DNA雙螺旋結構模型的構建
DNA的結構特點
（3）內側的堿基通過氫鍵連接成堿基對，遵循堿基互補配對原則，即：A＝T G≡C
（2）外側由脫氧核糖和磷酸構成基本骨架；
（1）是由兩條反向平行的單鏈組成的雙螺旋結構；
DNA的結構特性
穩定性
多樣性
特異性
四、制作DNA雙螺旋結構模型
周末作業：
每組交一個DNA雙螺旋結構模型，下周一第6節課展示并解說
設DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。
根據堿基互補配對原則可知：
A1 = T2
A2 = T1
G1 = C2
G2 = C1
且在DNA雙鏈中： A = T ， G = C
堿基互補配對原則應用
1鏈
2鏈
DNA中堿基的計算規律：
①（A+G）/（T+C）=
（A+C）/（T+G）=
1
1
DNA中非互補堿基之和相等。
②（A+G）/（A+T+G+C）=
1 / 2
兩鏈中非互補堿基之和占兩鏈堿基總數的50%（1/2）。
即:
A+C=T+G=A+G=T+C=50%
1鏈
2鏈
DNA中堿基的計算規律：
③（A1+G1）/（T1+C1）= a ，
則（A2+G2）/（T2+C2）=
1 / a
兩鏈間非互補堿基的和之比互為倒數。
④（A+T）/（A+T+G+C）= b，
則（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=
b
DNA中某互補堿基和占堿基總數的比值，與任意一條鏈的這種比值相等。
1鏈
2鏈
下面是DNA分子結構模式圖，請用文字寫出圖中1-10的名稱。
1. 胞嘧啶
2. 腺嘌呤
3. 鳥嘌呤
4. 胸腺嘧啶
5. 脫氧核糖
6. 磷酸
7. 胸腺嘧啶脫氧核苷酸
8. 堿基對
9. 氫鍵
10.一條脫氧核苷酸鏈的片段
2.一條DNA單鏈的序列式5'-GATACC-3'，那么它的互補鏈的序列是（ ）
A.5'-CTATGG-3'
B.5'-GATACC-3'
C.5'-GGTATC-3'
D.5'-CCATAG-3'
1.在含有四種堿基的DNA區段中，有腺嘌呤a個，占該區段全部堿基的比例為b，則 （ )
A.b≤0.5 B. b≥0.5
C.胞嘧啶為a(1/2b－1) D.胞嘧啶為b(1/2a－1)
C
C
3.構成雙鏈DNA分子的四種堿基之間的關系，下列哪項因物種而異（ ）
A、（A+C）/（T+G） B、（A+G）/（T+C）
C、（A+T）/（G+C） D、A/T或G/C
4.有兩對通過氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結構有1個腺嘌呤，1個胞嘧啶，則它的其它組成應是 ( )
A、3個磷酸、3個脫氧核糖、1個胸腺嘧啶、1個鳥嘌呤
B、2個磷酸、2個脫氧核糖、1個胞嘧啶、1個鳥嘌呤
C、4個磷酸、4個脫氧核糖、1個胸腺嘧啶、1個鳥嘌呤
D、4個磷酸、4個脫氧核糖、1個尿嘧啶、1個鳥嘌呤
C
C
5.若在一雙鏈DNA分子中鳥嘌呤和胞嘧啶之和占堿基總和的44％，在其中的一條鏈中A和C分別占該鏈堿基數的22％和30％，那么在另一條鏈中腺嘌呤和胞嘧啶分別占該鏈堿基數的比值為 ( )
A、34％、14％ B、22％、30％
C、14％、34％ D、20％、28％
6.從某生物組織中提取DNA進行分析,其四種堿基數的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的46% ，又知DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤，問與H鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數的( )
A、26%　　　 B、24% 　C、14% D、11%　
A
A
5.某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個DNA堿基總數的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數的百分含量。
謝謝觀看

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