3.2 DNA的结构课件 (共16张PPT)2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共16张PPT)
第3章 基因的本质
3.2 DNA的结构
坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑
DNA雕塑
问题探讨
回顾：DNA分子结构层次
基本组成元素
基本组成物质
磷酸、 、 。
脱氧核糖
碱基
（ A、G、T、C 4种 ）
C、 H、 O、 N、 P
基本组成单位
脱氧核糖核苷酸（四种）
A(腺嘌呤）
T(胸腺嘧啶)
C(胞嘧啶)
G(鸟嘌呤)
1’
2’
3’
4’
5’
DNA分子结构层次：
基本组成元素
基本组成物质
磷酸、 、 。
脱氧核糖
碱基
（ A、G、T、C ）
基本组成单位
脱氧核糖核苷酸（四种）
DNA单链
聚合
脱氧核糖核苷酸长链
两条
DNA双链
规则的DNA双螺旋结构
C、 H、 O、 N、 P
…
磷酸二酯键
5`
3`
DNA双螺旋结构是谁发现的？它的发现又经历了那些过程？
一、DNA双螺旋结构模型的建构
1、20世纪30年代，科学家对DNA的认识：
DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位链接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。
2、1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱 。
DNA分子呈螺旋结构
将磷酸——脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。其中相同碱基进行配对
这种配对方式违反了化学规律
3、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)。
一、DNA双螺旋结构模型的建构
沃森
克里克
沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现DNA的双螺旋而荣获1962年诺贝尔生理学或医学奖。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
（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。
DNA分子的结构特点
（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；碱基排列在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：遵循碱基互补配对原则（A一定与T配对，G一定与C配对）
5`端
5`端
3`端
3`端
5'
3'
5'
3'
P
P
P
P
P
P
P
P
A
G
T
C
A
T
G
C
A与T之间有2个氢键
氢键越多，DNA结构越稳定
氢键
C与G之间有3个氢键
思考：在深海热泉生活的生物的DNA分子中，碱基对哪种比较多？为什么？
C-G。因为C-G间有3个氢键，而A-T间只有2个氢键，所以C-G碱基对更稳定，从而使DNA更不易被破坏。
1.下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。
1
2
3
4
P
P
P
P
G
T
A
C
5
6
7
8
10
9
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
胞嘧啶（C）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸
链的片段
思考：这个DNA片段有多少个游离的磷酸基团（没有形成磷酸二酯键的磷酸基团）？
2个
课堂检测（P52）
2、如图正确的图是 （ ）
D
D
A
B
C
思考延伸拓展 强化素养
碱基互补配对原则应用
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则
可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。
则在DNA双链中： A = T ， G = C
可引申为：
①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
A+G=T+C 即A+G/T+C=1
②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
A+T
G+C
A1+T1
G1+C1
A2 +T2
G2 +C2
=
=
例题1：某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
解析：
因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，
A=50%–23%=27%
③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。
A1+G1
T1+C1
=a
T2+C2
A2+G2
=1/a
A1+C1
T1+G1
T2+G2
A2+C2
=
例题2: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？
2.5 ; 1
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。
A+T
A+T+G+C
A1+T1+G1+C1
A1+T1
=
=
A2+T2+G2+C2
A2+T2
=
A1+T1
（A+T）
1
2
=
=
A2 +T2
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
例题3：某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。
24%
（G+C）
1
2
G1+C1
G2+C2
=
=
A＋T=54% G+C=46%
小结小结
化学组成
双螺旋结构
基本单位：
种 类 ：
四种
脱氧核苷酸
①DNA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。
②DNA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。
主要特点
碱基互补配对原则及相关计算规律