3.2 DNA的结构 （教学课件）——高中生物学人教版（2019）必修二(共26张PPT)

(共26张PPT)
3.2
象征着“生命”的雕塑
北京中关村高新科技园区
原名为“生物链”
以独特的双螺旋结构
被看作中关村的标志
DNA 的结构 书P48
DNA 双螺旋结构模型
在对DNA结构的探
两位年轻的科学家一
1928一)和 英 国物理学
DNA双螺旋结构的揭示 发展中具有里程碑式的意
DNA双螺旋属于 什么模型
物理模型
DNA 结构的研究 书P48-49
研究DNA 结构常用的方法：
X射线衍射技术
此时科学界已认识到：
DNA 是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成
的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、
T、G、C4 种碱基
磷酸二酯键：由一个
核苷酸的磷酸基团和 另一个核苷酸的五碳 糖上的3号碳之间形 成的一个共价键
每个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键进行连接
一、DNA双螺旋结构模型的构建(阅读书P48-49)
资料1:1951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。
推断：DNA分子式螺旋的
资料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) 。查哥夫法则
DNA 双螺旋结构模型的构建
美国生物学家沃森和英国物理学家克里克
提出“DNA 双螺旋结构”
沃森和克里克尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这
些模型中，碱基位于螺旋的外部，但是这些模型很快就被否定了。
沃森和克里克没有气馁，又重新构建了一将磷酸-脱氧核糖骨架排在
螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双螺旋。
基于威尔金斯和富兰克林的DNA 衍射图谱和查哥夫
定律，最终成功构建DNA 双螺旋结构模型。
1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究
成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。
标志着分子生物学时代的诞生。
DNA 双螺旋结构模型的构建
美国生物学家沃森和英国物理学家克里克
沃森(左)和克里克(右)
5′
主要特点：
3
①DN A是由2条单链组成的。
3 2
这2条链按反向平行方式
盘旋成双螺旋结构。
5′
二、DNA 的结构书50
3′
3′
乙
二 、DNA 的结构 书50
主要特点：
磷酸二酯键
②DNA 中的脱氧核糖和磷酸
交替连接，排在外侧，构成 基本骨架；碱基排列在内侧。
碱基互补配对原则：A (腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)
一定与C(胞嘧啶)配对，碱基之间这种——对应的关系。
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。
重点结论：C、G的比例越高，双螺旋
碱基主要特点： 结构越稳定，热稳定性越强。
含有哪种碱基对越多， DNA就越稳定
二、DNA 的结构书50
氢键
G
5'
DNA 的一条单链具有两个末端：
一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5’-端；
另一端有一个羟基，称作3'-端；
一个双链DNA 分子有几个游离的磷酸基团
2个
3 2
0
32
乙 C
0
乙 E
o
二、DNA 的结构
其他特点：
书50
3'
5'
脱氧核糖
3′
三 、DNA
1.稳定性
2.多样性 3.特异性
DNA具有这三个特性的原因分别是什么
的特性
三 、DNA 的结构特性
(1)稳定性
①DNA 分子中脱氧核糖和磷酸交替连接
的方式不变；
②两条链间碱基互补配对的方式不变；
三 、DNA 的结构特性
(2)多样性
①DNA 分子中碱基对排列顺序多种多样；
②每个碱基对有4种可能性；
③n 个碱基对的排列顺序是□种。
e.g.100 个碱基对的排列顺序是4100种
三 、DNA 的结构特性
(3)特异性
每种DNA有别于其他的DNA的特定的碱
基排列顺序。
1.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA 结
构模型构建方面的突出贡献的说法，正确的是
A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像
B. 沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型
C.查哥夫提出了A 与T配对、C 与G 配对的正确关系
D.富兰克林和查哥夫发现DNA 分子中A 的量等于T 的量、C 的量等于G 的量
典题应用 及时反馈知识落实
判断正误
(1)DNA 中A 与T碱基对所占的比例越高，该DNA 稳定性越强(×)
(2)一个DNA分子中1个磷酸均与2个脱氧核糖相连(×)
(3)DNA两条链上的碱基通过氢键相连( √)
(4)每个DNA 分子中，脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数( √ )
四 、碱基互补配对原则的计算(1个DNA 分子中)
①腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，
即A=T,G=C
②嘌呤总数与嘧啶总数相等，
即A+G=T+C
推论：
任意两个不互补碱基之和相等且各占DNA总碱基数的50%
A+G=T+C=A+C=T+G=50%
③不配对的两碱基之和的比值等于1,
即(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1
推论过程：
∵A=T,G=C
∴A+G=A+C=T+G=T+C
∴(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1
四 、碱基互补配对原则的推论(1个DNA分子中)
3.(2021·平顶山高一模拟)下面关于DNA 分子结构的叙述中，错误的是
A.每个双链DNA分子一般都含有4种脱氧核苷酸
-B.每个核糖上均连接着1个磷酸和1个碱基 可能连接2个磷酸
C.DNA 分子的基本骨架排列在外侧
D.双链DNA 分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟
嘌呤
典题应用 及时反馈知识落实
4.某双链(α链和β链)DNA分子中有2000个碱基，其中腺嘌呤占20%。下
列有关分析正确的是
A.α链中A+T 的含量等于β链中C+G 的含量
B.α链和β链中G 所占本链的比例之和等于DNA 双链中G 所占的比例
C.该DNA 分子中含有的氢键数目为2600个
D.该DNA分子中鸟嘌呤的数目是400个
A.棉花 B.绵羊
C.T2噬菌体 D.烟草花叶病毒
解析棉花和绵羊体内有DNA 和RNA, 其嘌呤碱基数与嘧啶碱基数不一
定相等；烟草花叶病毒只含单链RNA, 嘌呤碱基数和嘧啶碱基数不一定
A+G C+T+U
13.某生物的碱基组成是嘌呤碱基占碱基总数的60%,嘧啶碱基占碱基总
数的40%,则它不可能是
相等；而T2噬菌体只含双链DNA, 其嘌呤碱基数和嘧啶碱基数一定相等。
9101112131415161718
1234567
S
P A
A.代表氢键的连接物有24个
B.代表胞嘧啶的卡片有4个
C. 脱氧核糖和磷酸之间的连接物有38个
D.理论上能搭建出410种不同的DNA 分子模型
5.某研究小组用如图所示的6种卡片、脱氧核糖和磷酸之间的连接物、脱
氧核糖和碱基之间的连接物、代表氢键的连接物若干，成功搭建了一个 完整的DNA分子模型，模型中有4个T和6个G。下列有关说法正确的是
D:由于A—T碱基对和C—G碱
基对的数目已经确定，因此理 论上能搭建出的DNA分子模型
的种类数少于410种
五 、制 作DNA双螺旋结构模型书P51
典题应用
及时反馈知识落实
G C
6.在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱
基连为一体并构建一个含10对碱基(A 有6个)的DNA 双链片段，那么使用 的订书钉个数为
A.58 B.78 D.88
解析 需要使用订书钉连接的部位有碱基与碱基的连接处、脱氧核糖与
磷酸的连接处以及脱氧核糖与碱基的连接处，连接碱基与碱基需要的订 书钉数目为6×2+4×3=24,连接脱氧核糖与磷酸需要的订书钉数目为 20×2-2=38,连接脱氧核糖与碱基需要的订书钉数目是20,故总共需要
的订书钉数目是82。
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一、概念检测 书 P48
1.DNA 两条单链的碱基数量关系是构建
DNA 双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关 表述是否正确。
(1)DNA 两条单链不仅碱基数量相等，而且
都 有A 、T 、G 、C四种碱基。
( 2 ) 在DNA 的双链结构中，碱基的比例总是
(A+G)/(T+C)=1。
1.
10 G O C #9 O 4 5
O
O
O
⑥
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 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 ⑧碱基对
⑨氢键
⑩一条脱氧核苷酸链 的片段
2.下面是DNA的分子结构模式图。
个，占该区段全部碱基的比例为b, 则
A.b≤0.5
B.b≥0.5 6tC=
C. 胞嘧啶为a(1/2b-1)个 C
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'
3. 在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a
4. 一 条DNA单链的序列是5'-GATACC-3, 那
D.胞嘧啶为b(1/2a-1)个
书P48
C