3.2DNA的结构（教学课件）（共25页PPT1份视频） 2024-2025学年人教版（2019）高中生物学必修二

第2节 DNA的结构
第3章 基因的本质
沃森 克里克 威尔金斯 富兰克林 查哥夫
A = T
G = C
DNA的基本单位是：
脱氧核苷酸
磷酸基团
脱氧核糖
含氮碱基
脱氧
核糖
P
含氮碱基
CH2
O
1'
2'
3'
4'
5'
H
H
OH
H
H
H
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
(4种)
C、H、O、N、P
DNA的结构
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
DNA是由两条脱氧核苷酸链构成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
DNA双螺旋结构的主要特点：
5'
3'
5'
3'
DNA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。
DNA双螺旋结构的主要特点：
5'
3'
5'
3'
3＇， 5＇
磷酸二酯键
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
DNA双螺旋结构的主要特点：
5'
3'
5'
3'
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
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。A与T配对，G与C配对。碱基之间的这种配一对应的关系叫做碱基互补配对。
氢键
A
T
C
G
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
胞嘧啶（C）
氢键越多，结构越稳定，即含G、C碱基对比例越大，结构越稳定，更耐高温。
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
五种元素：
C、H、O、N、P
四种碱基：
A、T、C、G
三种物质：
两条长链：
一种螺旋：
规则的双螺旋结构
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
氢键关系:
A=T G≡C
(1)研究表明：DNA结构的稳定性与四种碱基的含量有关：G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。这是为什么呢？
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
脱氧
核糖
P
T
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
G和C形成三个氢键，A和T只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强，DNA的结构越稳定。
体现DNA分子的稳定性。
思考讨论
(2)DNA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呢？
在生物体内，一个最短的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分子有多少种？
44000种
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
T
脱氧
核糖
P
T
C
脱氧
核糖
P
G
脱氧
核糖
P
A
脱氧
核糖
P
DNA中的遗传信息蕴藏在哪里呢？
碱基的排列顺序千变万化。
思考讨论
碱基对的排列顺序代表遗传信息
种类：4n（n为碱基对的数目）
一般来说，一个较短的DNA分子有4000个碱基对，其排列顺序的组合是几近无穷的。
体现DNA分子的多样性。
G
A
G
G
C
C
C
T
A
T
C
C
T
G
G
A
G
思考讨论
(3)为什么每个DNA结构模型都与众不同？不同生物的DNA是否也不同？
DNA指纹技术
在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。你能从下面的DNA指纹图判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
体现DNA分子的特异性。
思考讨论
∵ A=T G=C
∴ A+G=T+C
∴
A+G
T+C
（ ）
A+G+T+C
（ ）
=
=50%
A+G+T+C
也可以写成以下形式：
A+G
T+C
=
A+C
T+G
=
A+G
T+C
······
= 1
规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和 , 并为碱基总数的 。
恒等
50%
(A1+T1)%=(A2+T2)%=总(A+T)%
(C1+G1)%=(C2+G2)%=总(C+G)%
A
A
T
C
G
1
2
T
T
A
G
C
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
2
1
3
3
+
5
+
5
+
10
练习与应用
一、概念检测
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。 （ ）
练习与应用
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
２、下面是DNA的分子的结构模式图，试说出图中1－10各结构的名称：
胞嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤
胸腺嘧啶
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
2.
1.
3.
10.
9.
8.
7.
5.
6.
4.
练习与应用
3．在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有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）个
D．胞嘧啶为b（1/2a-1）个
C
练习与应用
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'
C
练习与应用
DNA中碱基数量的计算问题：关键在于正确理解并表示题中所给的信息
DNA双链信息：A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤)=C(胞嘧啶)
DNA1： A1 T1 G1 C1
DNA2： A2 T2 G2 C2
DNA双链中的碱基表示方式： A 、T、 G、 C 。例如DNA双链中胸腺嘧啶占全部碱基的26%，可表示为T /（A + T + G + C） = 26%，简写为A = 26%。
DNA一条链中的碱基表示方式：A1 、 T1、G1、C1。例如DNA一条链中胸腺嘧啶占该链碱基总数的的26%，可表示为T1 /（A1 + T1 + G1 + C1） = 26%，简写为T1 = 26%。
DNA另一条链中的碱基表示方式：A2 、T2、G2、C2。例如DNA另一条链中胞嘧啶占该链碱基总数的的26%，可表示为C2 /（ A2 + T2 + G2+ C2 ）= 26%，简写为C2 = 26%。
碱基互补配对原则的应用
DNA中碱基数量的计算问题：关键在于正确理解并表示题中所给的信息
DNA双链信息：A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤)=C(胞嘧啶)
DNA1： A 1 T 1 G1 C1
DNA2： A 2 T 2 G2 C2
A1=T2
A2=T1
C1=G2
C2=G1
单双链信息如何转化：
结论2：双链DNA中，互补碱基之和的比值在两条链中和整个DNA中相等
A1+T1C1+G1 = A2+T2C2+G2=A+TC+G
?
碱基互补配对原则的应用
DNA中碱基数量的计算问题：关键在于正确理解并表示题中所给的信息
DNA双链信息：A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶) G(鸟嘌呤)=C(胞嘧啶)
DNA1： A 1 T 1 G1 C1
DNA2： A 2 T 2 G2 C2
单双链信息如何转化：
结论3：不互补碱基之和的和的比值在两条链中互为倒数（在整个DNA中为1）
A1+G1T1+C1 = T2+C2A2+G2
?
A1+G1T1+C1 · A2+G2T2+C2 = 1
?
A1=T2
A2=T1
C1=G2
C2=G1
碱基互补配对原则的应用
１、在双链DNA分子结构中，两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，下列碱基配对正确的是（ ）
A．A—T 　　　　 B．A—G
C．T—G 　　　　 D．T—C
会考真题
２、已知某个DNA分子的一条链中，碱基A有4000个，碱基C有5000个，则在其互补链中碱基G和碱基T的个数分别是 （ ）
A．4 000、4 000 　　　 B．5 000、5 000
C．4 000、5 000 　　　 D．5 000、4 000
3、1953年，沃森和克里克建立了DNA分子的结构模型，两位科学家于1962年获得诺贝尔生理学或医学奖。关于DNA分子双螺旋结构的特点，叙述错误的是 ( )
A．DNA分子由两条反向平行的链组成
B．脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧
C．碱基对构成DNA分子的基本骨架
D．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
会考真题