生物人教版（2019）必修2 3.2 DNA的结构（共23张ppt）

(共23张PPT)
第3章 基因的本质
第2节 DNA的结构
DNA作为主要遗传物质的特点：
相对稳定
携带信息
复制传递
怎样的结构能够适应这些特点？
美国生物学家沃森（J.D.Watson）与英国物理学家克里克（F.Crick）
1953年4月25日“核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的结构” 在Nature周刊上发表。
一、DNA结构的探索历程
P
含氮碱基
A —腺嘌呤
T —胸腺嘧啶
G —鸟嘌呤
C —胞嘧啶
OH
1 - C
5
3
O
脱氧(核糖)核苷酸
模型建构1：DNA的基本组成单位
组成元素：
C、H、O、N、P
DNA的中文全称：
脱氧核糖核酸
基本单位：
2
4
脱氧核糖
H
模型建构2：脱氧核苷酸链
DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链
3
5
1
2
4
5
1
2
3
4
3 ,5 磷酸二酯键
模型建构3：DNA平面结构
1951年物理学家威尔金斯和富兰克林设法制成了高度定向的DNA结晶纤维，
并由富兰克林拍摄出了非常清晰的DNA衍射图谱。
DNA的X射线晶体衍射图
（“照片51号”）
罗莎琳德·富兰克林
（Rosalind Franklin，
1920年 - 1958年）
DNA呈双链螺旋结构
生物理解
数理分析
A
T
G
C
A
T
G
C
模型建构3：DNA平面结构
被化学家否定
碱基具有疏水性，而磷酸基团亲水性
碱基排列在内侧，磷酸排列在外侧
G
C
A
T
A
T
G
C
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
如果相同碱基配对，
那么DNA的直径不固定
推测：嘌呤同嘧啶配对
G
C
A
T
A
T
G
C
不同生物来源DNA中碱基的含量（%） 物种 腺嘌呤 胸腺嘧啶 鸟嘌呤 胞嘧啶
人（肝脏） 30.3 30.3 19.5 19.9
结核杆菌 15.1 14.6 34.9 35.4
果蝇 27.3 27.6 22.5 22.5
玉米 25.6 25.3 24.5 24.6
脉孢霉菌 23.0 23.3 27.1 26.6
大肠杆菌 24.6 24.3 25.5 25.6
海胆 32.8 32.1 17.7 18.4
生物化学家 査哥夫（E.Chargaff）
DNA中，鸟嘌呤（G）的量=胞嘧啶（C）的量，
腺嘌呤（A）的量=胸腺嘧啶（T）的量
模型建构3：DNA平面结构
1952年沃森和克里克得知査哥夫理论
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
2个氢键连接
3个氢键连接
碱基互补配对原则
腺嘌呤（A）= 胸腺嘧啶（T）
鸟嘌呤（G）≡ 胞嘧啶（C）
为什么G和C的含量越多，
DNA的结构就越稳定？
配对碱基之间形成氢键
模型建构4：DNA立体结构
反向平行
碱基互补配对
以氢键相连
反向平行的双螺旋
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
5
5
3
3
4. 一条DNA单链的序列是5 -GATACC-3 ，
那么它的互补链的序列是
A. 5 -CTATGG-3
B. 5 -GATACC-3
C. 5 -GGTATC-3
D. 5 -CCATAG-3
P52 练习与应用
四种脱氧核苷酸
脱氧核苷酸长链
两条脱氧核苷酸长链反向平行，
碱基互补配对，
以氢键相连
DNA双螺旋结构
1962年诺贝尔生理学和医学奖被授予沃森、克里克和威尔金斯三人，
以表彰他们在DNA双螺旋结构研究中所作出的突出贡献
具有稳定的直径
能解释A=T、G=C的数量关系
能解释DNA的精确复制
金属材料制作的物理模型与
X射线衍射照片比较时完全相同
双螺旋结构模型
（1）DNA由_______单链组成，这两条链按___________方式盘旋成________结构
二、DNA的结构特点
反向平行
双螺旋
两条
（2）DNA中___________和________交替连接，排列在______，构成__________；碱基排列在_______
（3）两条链上的碱基通过_______连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A一定和T配对，G一定和C配对，碱基之间一一对应的关系称为_____________________。
二、DNA的结构特点
脱氧核糖
磷酸
外侧
基本骨架
内侧
碱基互补配对原则
氢键
P52 练习与应用
一、2.下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称
①胞嘧啶
②腺嘌呤
③鸟嘌呤
④胸腺嘧啶
⑤脱氧核糖
⑥磷酸
⑦脱氧核苷酸
⑧碱基对
⑨氢键
⑩一条脱氧核苷酸链的片段
C
A
G
T
二、DNA的结构特点
稳定性
DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，
两条链间碱基互补配对的原则不变。
氢键有利于维持双螺旋结构的稳定构象
______碱基比例大，DNA相对更稳定
G、C
思考：一个含4对碱基的DNA片段，有多少种排列组合的方式？
44 种
二、DNA的结构特点
稳定性
DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，
两条链间碱基互补配对的原则不变。
多样性
DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
特异性
特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。
含n个碱基的DNA，可有_______种排列方式
储存了大量的遗传信息
氢键有利于维持双螺旋结构的稳定构象
G、C碱基比例大，DNA相对更稳定
4n
DNA指纹技术
原理是？
DNA的特异性
两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
（2）某双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链的24%，问另一条链中的C占多少？
（1）在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，
占该区段全部碱基的比例为b，则 （ )
A.b≤0.5 B.b≥0.5
C.胞嘧啶为a(1/2b－1) D.胞嘧啶为b(1/2a － 1)
画图、脚标区分、等量代换、
把已知和未知转化到一条链上、
百分比具体化
三、DNA分子中碱基数量的计算
计算依据：碱基互补配对原则
A=T、C=G
A+C=T+G=1/2全部碱基
A1=T2、T1=A2、G1=C2、C1=G2
注意：
A1和T1无数量关系
15%
（3）在DNA双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是（ ）
A.含腺嘌呤7%的样品
B.含鸟嘌呤30%的样品
C.含胸腺嘧啶18%的样品
D.含胞嘧啶25%的样品
A