3.2DNA的结构 教学课件(共38张PPT)

(共38张PPT)
生物学（新人教版）
第三章 基因的本质
第 2 节
DNA的结构
Biology
为什么DNA能够作为北京中关村高科技园的标志性建筑？
01
问题探讨
DNA是主要的遗传物质
在确信DNA是遗传物质之后，人们更迫切地想知道
DNA是怎样储存遗传信息的？
DNA是怎样决定生物性状的？
①
②
结构→功能
答案就隐藏在DNA的结构中，彻底弄清DNA的结构成了当时科学研究的热点
1.DNA中文名称：
脱氧核糖核酸
2.组成元素：
C H O N P
3.基本组成单位：
脱氧核糖核苷酸
温故知新
4.基本单位结构简式：
脱氧
核糖
含氮碱基
磷酸
1’
2’
3’
4’
5’
A —腺嘌呤 G —鸟嘌呤
C —胞嘧啶 T —胸腺嘧啶
含氮碱基种类：
因此，脱氧核苷酸也有4种：
腺嘌呤脱氧核苷酸
A
胞嘧啶脱氧核苷酸
C
鸟嘌呤脱氧核苷酸
G
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
一、DNA双螺旋结构模型的构建
任务：阅读教材“思考·讨论”并回答讨论题 5min
DNA分子是以4种 为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 四种碱基
脱氧核苷酸
A、T、G、C
威尔金斯和富兰克林
提供的
DNA衍射图谱
沃森和克里克推算出
DNA呈 结构
螺旋
建构模型
双螺旋模型
三螺旋模型
失败
从查哥夫处得知 、
的量相等
A与T G与C
构建出DNA 结构模型
双螺旋
将 碱基 安排在双链螺旋内部， 脱氧核糖-磷酸 骨架安排在螺旋外部的模型。在这个模型中，A与 T 配对，G与 C 配对，DNA两条链的方向是 相反的 。结果发现：A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和 直径 ，这样组成的DNA分子具有恒定的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系。从而构建出DNA 双螺旋 结构模型。
沃森与克里克构建的DNA双螺旋模型：
二、DNA的结构
组成元素及基本组成单位
平面结构
立体结构
1、组成元素及基本组成单位
ATGC
腺嘌呤脱氧核苷酸
脱氧核苷酸的种类
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
2、平面结构
一条脱氧核苷酸链
3',5'-磷酸二酯键
1'
2'
3'
4'
5'
【模型建构2】 DNA双链
P
4
1
3
5
2
o
P
4
1
3
5
2
0
P
P
【模型建构2】 DNA双链
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
【模型建构2】 DNA双链
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
【模型建构2】 DNA双链
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
【模型建构2】 DNA双链
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
【模型建构2】 DNA双链
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
【模型建构2】 DNA双链
两条链之间的碱基对连接
据图思考：
两条链如何连接？
①碱基对之间的氢键（主要）
②碱基对之间的相互作用力
2、平面结构
3、立体结构
据图思考问题：
1、两条链的相对位置如何？
2、外侧和内侧各由什么构成？
3、碱基配对遵循何种原则？
结合DNA的平面结构和立体结构，总结DNA分子特点：
①由 条单链按
方式盘旋成_______结构
4.DNA的结构：
（1）DNA双螺旋结构
2
连接单链中相邻两个脱氧核苷酸的化学键：
磷酸二酯键
5’-端：游离的磷酸基团
3’-端：羟基（-OH）
反向平行
双螺旋
DNA的结构
4.DNA的结构：
（2）DNA双螺旋结构
C
T
A
G
5’
3’
T
G
A
C
5’
3’
=
=
=
②外侧
和 交替连接，构成基本骨架；
脱氧核糖
磷酸
③内侧
碱基
03
DNA的结构
4.DNA的结构：
（3）碱基互补配对原则
C
T
A
G
5’
3’
T
G
A
C
5’
3’
=
=
=
氢键
碱基对
T
C
两条链上的碱基通过 连接形成 ，且A只和 配对、G只和 配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作
碱基互补配对原则
规律：A=T G≡C
氢键
碱基对
注意：G.C比例越高，DNA结构越稳定，越耐高温
DNA分子结构中的两个“并不是”
①并不是每个磷酸都与两个脱氧核糖相连，链的一端游离的磷酸只与一个脱氧核糖相连。
②并不是所有的DNA分子中，A＝T、G＝C，部分DNA分子是单链。
5.易错提醒
DNA的结构
DNA的结构
6.DNA的组成和结构可用五四三二一表示
五种元素：C、H、O、N、P；
四种碱基：A、G、C、T；
三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基；
两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链；
一种螺旋：规则的双螺旋结构。
小结：DNA五四三二一
五种元素：C、H、O、N、P
四种碱基：A、T、G、C
三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条长链：反向平行的脱氧核苷酸链
一种结构：规则的双螺旋结构
三、DNA的结构特性
1. DNA分子中，两条长链上的什么结构是稳定不变的？
脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧恒定，内侧碱基配对稳定，空间结构稳定。
2. DNA分子只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？
碱基对的数目和排列顺序千变万化
3. 每个生物个体的DNA分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？
是特定的
思考：已知一个最短的DNA分子含有4000个碱基对，它的排列方式有多少种？
44000
DNA双螺旋结构模型的构建
DNA的结构特点
（3）内侧的碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则，即：A＝T G≡C
（2）外侧由脱氧核糖和磷酸构成基本骨架；
（1）是由两条反向平行的单链组成的双螺旋结构；
DNA的结构特性
稳定性
多样性
特异性
四、制作DNA双螺旋结构模型
周末作业：
每组交一个DNA双螺旋结构模型，下周一第6节课展示并解说
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
且在DNA双链中： A = T ， G = C
碱基互补配对原则应用
1链
2链
DNA中碱基的计算规律：
①（A+G）/（T+C）=
（A+C）/（T+G）=
1
1
DNA中非互补碱基之和相等。
②（A+G）/（A+T+G+C）=
1 / 2
两链中非互补碱基之和占两链碱基总数的50%（1/2）。
即:
A+C=T+G=A+G=T+C=50%
1链
2链
DNA中碱基的计算规律：
③（A1+G1）/（T1+C1）= a ，
则（A2+G2）/（T2+C2）=
1 / a
两链间非互补碱基的和之比互为倒数。
④（A+T）/（A+T+G+C）= b，
则（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=
b
DNA中某互补碱基和占碱基总数的比值，与任意一条链的这种比值相等。
1链
2链
下面是DNA分子结构模式图，请用文字写出图中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. 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
2.一条DNA单链的序列式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'
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)
C
C
3.构成双链DNA分子的四种碱基之间的关系，下列哪项因物种而异（ ）
A、（A+C）/（T+G） B、（A+G）/（T+C）
C、（A+T）/（G+C） D、A/T或G/C
4.有两对通过氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有1个腺嘌呤，1个胞嘧啶，则它的其它组成应是 ( )
A、3个磷酸、3个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、1个鸟嘌呤
B、2个磷酸、2个脱氧核糖、1个胞嘧啶、1个鸟嘌呤
C、4个磷酸、4个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、1个鸟嘌呤
D、4个磷酸、4个脱氧核糖、1个尿嘧啶、1个鸟嘌呤
C
C
5.若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基总和的44％，在其中的一条链中A和C分别占该链碱基数的22％和30％，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基数的比值为 ( )
A、34％、14％ B、22％、30％
C、14％、34％ D、20％、28％
6.从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46% ，又知DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的( )
A、26%　　　 B、24% 　C、14% D、11%　
A
A
5.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。
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