高中生物人教版（2019）必修2-3.2DNA分子的结构(课件共26张PPT)

(共26张PPT)
DNA
RNA
肺炎双球菌转化实验
DNA
蛋白质
DNA
RNA
复习：
3.2 DNA分子的结构
1’
2’
3’
4’
含Ｎ碱基
脱氧
核糖
磷酸
5’
A
G
C
T
一、DNA模型建构
资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是 。
脱氧核苷酸
1分子脱氧核苷酸= + + .
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
【模型建构1】脱氧核苷酸（4种）
记住每个碳原子的标号位置
资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。
【模型建构2】
一条脱氧核苷酸链
…
一、DNA模型建构
3’，5’—磷酸二酯键
资料3：1951年，女物理学家富兰克林和生物物理学家威尔金斯用X射线衍射技术对DNA结构进行研究。
三螺旋？
双螺旋？
沃森和克里克主要以该照片的有关数据为基础，推算DNA是一种螺旋结构。
英国物理化学家富兰克林
生物物理学家威尔金斯
资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。
嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；嘧啶碱是单环化合物，占有空间小
资料5：DNA分子的两条链间的距离是固定的
嘌呤跟嘧啶组合
①碱基安排在双链螺旋内部，脱氧核糖-磷酸骨架安置在了螺旋的外部的模型。
②在这个模型中，A与T配对，C和G配对。
③DNA两条链的方向相反。
DNA双螺旋模型结构
A
P
4
1
3
5
2
o
G
P
4
1
3
5
2
0
C
P
T
P
A
P
4
1
3
5
2
o
G
P
4
1
3
5
2
0
C
P
T
P
沃森和克里克搭建的DNA双螺旋结构模型
DNA衍射图谱
DNA双螺旋模型结构
1953年4月25日，沃森和克里克在英国《自然》发表题为《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》
沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。
左一：
威尔金斯
左三：
克里克
左五：
沃森
早凋的“科学玫瑰” －－富兰克林（ R.E.Franklin）
她和同事威尔金斯在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到DＮＡ晶体照片，为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。
但“科学玫瑰”没等到分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。
(1920－1958）
二、DNA的分子结构
A
P
4
1
3
5
2
o
G
P
4
1
3
5
2
0
C
P
T
P
A
P
4
1
3
5
2
o
G
P
4
1
3
5
2
0
C
P
T
P
（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。
3
3
A
P
4
1
3
5
2
o
G
P
4
1
3
5
2
0
C
P
T
P
A
P
4
1
3
5
2
o
G
P
4
1
3
5
2
0
C
P
T
P
（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。
（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。
A
P
4
1
3
5
2
o
G
P
4
1
3
5
2
0
C
P
T
P
A
P
4
1
3
5
2
o
G
P
4
1
3
5
2
0
C
P
T
P
（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。
（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。
注意：A+T=C+G
碱基互补配对原则
1.在DNA分子中形成碱基对时，A与 配对，G与 配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。
2.碱基对之间的氢键具有固定的数目，A与T有 氢键，C与G有 氢键
3.在双链DNA分子中有A= ，C= ，所以A+G= ，即嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数
T
C
两个
三个
T
G
C+T
G,C比例越高，DNA结构越稳定？
三、DNA的分子特性
（1）稳定性
外侧恒定：
内侧配对稳定:
稳定的空间结构：
磷酸、脱氧核糖交替连接固定不变——构成基本骨架
碱基对之间严格遵循碱基互补配对的原则，碱基之间通过氢键连接，维持双螺旋的稳定
每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构
外侧恒定，内侧配对稳定，形成稳定的空间结构
(2）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
以1，2，3，4四个数字排列成四位数，有多少种组合方式？
44种
44000种
如排列成4000位数？
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（4种）：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子上的碱基对有多少种排列方式？
44000种
(3）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。
遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。
小结：DNA分子结构主要特点
DNA分子是有 条链组成， _____ 盘旋成 ___ ____ 结构。
交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。
碱基通过 连接成碱基对，并遵循___ 原则。
反向平行
双螺旋
脱氧核糖和磷酸
碱基对
氢键
碱基互补配对
2
A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键，因此G-C碱基对越多，DNA分子越稳定
即A与T配对，G与C配对
请据图回答：
(1)图甲是DNA片段的________结构，图乙是DNA片段的___________结构。
(2)填出图中部分结构的名称： [2]________、
[3]________、[5]________。
(3)从图中可以看出DNA分子中的两条链是由________________和________________交替连接构成的。
(4)连接碱基对的[7]是________，碱基配对的方式如下：即________与________配对；________与________配对。
(5)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是________的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成________结构。
平面
空间
一条脱氧核糖核酸链
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
脱氧核糖
磷酸
氢键
A
T
G
C
反向平行
双螺旋
三、DNA分子中的碱基的计算规律
（1）整个DNA分子中（任何双链DNA）
① A = ____ ; G = ______
② A+G = _____ + ______
③（A+G）/（T+C）=（A+__）/（T+__)=_____
两种互补碱基相等，两种不互补的碱基之和相等，且嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
T
C
T C
C G 1
1链
2链
例：某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%
①1链中(A+G)/(T+C)=m，则2链中（A+G)/(T+C）=____
②1链中(A+T)/(G+C)=m，则2链中（A+T)/(G+C）=____
（2）在DNA两条互补链之间
两链间非互补碱基和之比互为倒数
m
1/m
1链
2链
例：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？
1
2.5
（3）DNA双链和单链中碱基数量关系
①若双链DNA分子中的一条链上A+T占该链的比例为n%，则整个DNA分子中A+T所占的比例为_____
②若1链中A占该链比例为X，2链中A占该链比例为Y，则整个DNA分子中A占比例为___________
在同一DNA分子中，单链中某互补碱基之和所占的比例与双链中该互补碱基之和所占的比例相等
某碱基占双链DNA碱基总数的比例等于相应碱基占相应单链比值和的一半
n%
(X+Y)/2
1链
2链
例：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
技巧：“两法”双链法和设定系数法
①用两条直线表示DNA分子的双链结构
②设定系数法即设定一个系数来表示碱基总数或碱基的数目
某一DNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤共占碱基总数的46%，其中一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的28%，则另一条链上腺嘌呤占此链碱基总数的百分比为（ ）
A.46% B.26% C.54% D.24%
B
化学组成单位
双螺旋结构
基本单位——脱氧核苷酸
种类
腺嘌呤脱氧核苷酸 含A
鸟嘌呤脱氧核苷酸 含G
胞嘧啶脱氧核苷酸 含C
胸腺嘧啶脱氧核苷酸 含T
主要特点
碱基互补配对原则
DNA分子的特性
①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 ，内侧由碱基对组成。③碱基对由氢键相连接
多样性、特异性、稳定性（碱基4种、排列顺序=4n ， n为碱基对数）
DNA结构
：A = T G = C A+G / T+C=1
小结