3.2DNA的结构课件(共32张PPT2个视频)-2025-2026学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共32张PPT)
第三章
基因的本质
第 2节 DNA的结构
肺炎链球菌体内转化实验
格里菲斯
肺炎链球菌体外转化实验
艾弗里
噬菌体侵染大肠杆菌实验
赫尔希、蔡斯
肺炎链球菌体内转化实验
格里菲斯
肺炎链球菌体外转化实验
艾弗里
噬菌体侵染大肠杆菌实验
赫尔希、蔡斯
结构 功能
在确信DNA是遗传物质之后，人们更迫切的想知道：
DNA是怎样储存遗传信息的？
又是怎样决定生物性状的？
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
一、DNA双螺旋结构模型的构建
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.模型构建者
1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克
2.构建依据
（2）1951年威尔金斯和富兰克林获得了DNAX射线的衍射图谱；
（3）1952年查哥夫发现在DNA中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量；
（1）20世纪30年代，科学家认识到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、C 4种碱基。
3.研究DNA结构常用的方法：
X射线晶体衍射法
威尔金斯
富兰克林
DNA衍射图谱
（X意味着DNA分子是螺旋的）
DNA是螺旋结构
双螺旋？
三螺旋？
搭建的多种模型都被否定
一.DNA双螺旋结构模型的构建
查哥夫法则的发现
奥地利生物化学家查哥夫
查哥夫通过测定多种生物DNA中碱基的含量，提出了查哥夫法则：
在DNA中，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。（A=T , G=C）
将碱基安排在双螺旋内部，将磷酸-脱氧核糖骨架排在螺旋外部，A与T配对，G与C配对，DNA的两条链的方向是相反的。
根据查哥夫的发现沃森和克里克重新构建模型：
3.把这个金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较，模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符。
结果发现：
1.A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的性状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径。
2.能够解释A、T、G、C的数量关系。
　1953年，沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构一脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载，引起了极大的轰动
　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
左一：威尔金斯
左三：克里克
左五：沃森
1.请你根据资料回答有关DNA结构方面的问题。
（1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
（2)DNA 的基本骨架是由那些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？
（3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
两条链构成，按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
DNA 的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧
DNA 中的碱基通过氢键连接成碱基对。它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。
2.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，是科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？
③研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。
①要善于利用他人的研究成果和经验；
②要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的；
二.DNA的结构
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
脱氧
核糖
含氮碱基
磷酸
A
G
C
T
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖核苷酸是如何构成DNA分子的呢？
1’
2’
3’
4’
5’
…
5’-端
3’-端
3’
5’
5’-端
3’-端
C
G
T
T
A
A
磷酸二酯键
DNA的双螺旋结构：
G.C比例越高，DNA结构越稳定
三个要点：
1.
双链
（反向平行）
2.
外侧：
脱氧核糖和磷酸交替连接，
3.
内侧：
碱基对
A
T
G
C
碱基互补配对原则
基本骨架
游离磷酸基
DNA的空间结构
DNA的结构特点
A
T
G
A
T
A
C
T
5’
3’
5’
3’
含氮碱基
O
CH2
H
H
OH
H
H
H
磷酸基团
1’
2’
3’
4’
5’
脱氧核糖上与碱基相连的的碳叫做____，与磷酸基团相连的碳叫做______；
1’-C
5’-C
DNA 的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称为____，另一端有一个羟基（-OH），称作_____；
......
5’-端
3’-端
DNA的两条单链的走向_____，从双链的一端起始，一条单链是从5’-端到3’-端的，另一条则是从______________；
相反
3’-端到5’-端的
-OH
-OH
A一定与_____配对；
G一定与_____配对；
A
T
C
G
A
T
A
G
C
T
5’
3’
5’
3’
1.DNA是由___条单链组成的，这两条链按________的方式盘旋成双螺旋结构；
两
反向平行
DNA的结构特点
2.DNA中的__________ 和_____交替连接，排列在_____侧，构成_________；
碱基排列在_____侧；
脱氧核糖
磷酸
外
基本骨架
内
3.两条链上的碱基通过_____连接成______，并且碱基配对具有一定的规律：
氢键
碱基对
T
C
DNA视频演示
中关村的标志
美国冷泉港实验室
【课后作业】: 脱氧核苷酸的搭建
材料说明：
黑色：脱氧核糖
白色：磷酸
红色：胸腺嘧啶(T)
蓝色：腺嘌呤(A)
黄色：鸟嘌呤(G)
绿色：胞嘧啶(C)
三.DNA的结构特性
5’
3’
5’
3’
⑴两条链反向平行盘旋成规则的双螺旋结构。
⑵外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接成基本骨架；
⑶内侧：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，
遵循碱基互补配对原则。
2.特异性：
每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
1.稳定性：
A与a基因不同的根本原因是什么？
5’
3’
5’
3’
脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化。
在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请计算DNA分子有多少种？
44000
种类
数目
3.多样性：
三.DNA的结构特性
四.DNA分子中有关碱基数量的计算
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 = T G = C
DNA1： A 1 T 1 G1 C1
DNA2： A 2 T 2 G2 C2
单双链信息如何转化：
汉水丑生侯伟作品
A+T
A+T+G+C
A1+T1
A1+T1+G1+C1
A2+T2
A2+T2+G2+C2
=
=
G+C
A+T+G+C
G1+C1
A1+T1+G1+C1
G2+C2
A2+T2+G2+C2
=
=
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
其他公式能推即可
四.DNA分子中有关碱基数量的计算
其他公式能推即可
=1
=
A+G
T+C
T+G
A+C
A+C
T+G
T+C
A+G
=
=
A+T
G+C
A2+T2
G2+C2
A1+T1
G1+C1
=
=
=
a
a
a
若 则
若 b 则
T1+C1
=
A1+G1
T2+C2
=
A2+G2
T+C
=
A+G
1/b
1
A+G/(A+G+C+T) =T+C/(A+G+C+T)
=50%
例1、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。
解：已知
DNA：
A+T
A+T+G+C
=54%
DNA(1)：
A1+T1+G1+C1
G1
=22%
求：
DNA(2)：
A2+T2+G2+C2
G2
=？
C1
=？
G2
1－ G1－(A1+T1)
C1
=
=
四.DNA分子中有关碱基数量的计算
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
= 1－22%－54% = 24%
例2、已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求:
(1)在另一互补链中这一比例是多少
(2) 这个比例关系在整个分子中又是多少
解：已知
DNA1：
T1 + C1
A1 + G1
= m
求：
DNA2：
T2 + C2
A2 + G2
= ？
DNA：
T + C
A + G
= ？
汉水丑生侯伟作品
四.DNA分子中有关碱基数量的计算
2.一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_____
1.某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____
20%
60个
3.若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
0.4 0.4
4.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
四.DNA分子中有关碱基数量的计算