DNA分子的结构【备课精研+知识精讲】 高一下学期生物人教版（2019）必修2

中关村中关村DNA标志标志雅典奥运会开幕式经典场景 第第2 2节节 DNADNA分子的结构分子的结构、DNADNA的化学组成的化学组成脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸C H O N PC H O N P脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸复习提问复习提问DNADNA中文全称中文全称:组成元素组成元素:基本单位基本单位:脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基A A 腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤 G G 鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤C C 胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶 T T 胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶含氮碱基种类：含氮碱基种类：因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4 4种：种：腺膘呤脱氧核苷酸腺膘呤脱氧核苷酸A胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸C鸟瞟呤脱氧核苷酸鸟瞟呤脱氧核苷酸GT胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸如何形成脱氧核苷酸如何形成DNA分子？分子？DNA的结构又是如何？的结构又是如何？年美国科学家年美国科学家沃森沃森（atson)atson)和英国和英国科学家科学家克里克克里克（rick)rick)提出分子的提出分子的双螺旋双螺旋结构模型结构模型。被誉为。被誉为2020世纪最伟大的发现。世纪最伟大的发现。DNADNA分子的双螺旋结构模型分子的双螺旋结构模型CTAG磷磷酸酸二二酯酯键键4123OHHCH2Hp=OHOOHOCH2H123OHH442 2、DNADNA分子的结构分子的结构2.1 脱氧核苷酸的连接脱氧核苷酸的连接:？联想一下，联想一下，像什么？像什么？AAATTTGGGGCCCATC（2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧核糖和磷酸核糖和磷酸交替连接交替连接，排，排列在外侧，构成列在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在碱基在内侧内侧。（3）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通过过氢键氢键连结起来，形成连结起来，形成碱碱基对基对，且遵循，且遵循碱基互补配碱基互补配对原则对原则。3.DNA3.DNA分子的结构特点分子的结构特点（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A A只和T T配对、C C只和G G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键氢键G.CG.C比例越高，比例越高，DNADNA结构越稳定？结构越稳定？碱基对的碱基对的种类种类A-TT-AC-GG-C？4 4、DNADNA分子的结构特性分子的结构特性1)1)稳定性：稳定性：外侧恒定，内侧配对稳定，形成稳定外侧恒定，内侧配对稳定，形成稳定的空间结构的空间结构 外侧恒定：外侧恒定：内侧配对稳定内侧配对稳定:稳定的空间结构稳定的空间结构 ：磷酸、脱氧核糖交替连接磷酸、脱氧核糖交替连接 构成基本骨架构成基本骨架A-T，G-C双螺旋结构双螺旋结构4 4、DNADNA分子的结构特性分子的结构特性2 2）多样性）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNADNA分子的多样性。分子的多样性。以以1 1，2 2，3 3，4 4四个数字排列成四位数，有多少种组四个数字排列成四位数，有多少种组合方式？合方式？4 种400044种种 在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNADNA分子也大约有分子也大约有40004000个碱基个碱基对，碱基对有（对，碱基对有（4 4种）：种）：A AT T、T TA A、G GC C、C CG G。请。请同学们计算同学们计算DNADNA分子上的碱基对有多少种排列方式？分子上的碱基对有多少种排列方式？如排列成如排列成4000位数？位数？44000种种对于特定的对于特定的DNADNA分子来讲，碱基对的排列顺序有何特点？分子来讲，碱基对的排列顺序有何特点？3 3）特异性：）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNADNA分子的特异性。分子的特异性。DNADNA的组成和结构可用五四三二一表示的组成和结构可用五四三二一表示五种元素：五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：四种碱基：A、G、C、T，组成，组成四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸三种物质：三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋：一种螺旋：规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构AGCT下图是下图是DNADNA分子结构模式图，用文字填出分子结构模式图，用文字填出1 11010的的名称。名称。胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段、12345678109GTCA1、数量关系：磷酸、数量关系：磷酸 脱氧核糖脱氧核糖 碱基碱基 脱氧核苷酸脱氧核苷酸2、在、在DNA分子中，一般情况下一个磷酸与分子中，一般情况下一个磷酸与_个脱氧个脱氧核糖相连，一个脱氧核糖与核糖相连，一个脱氧核糖与_个磷酸相连。个磷酸相连。8 8 8 8=22DNA分子中各种碱基的数量关系分子中各种碱基的数量关系 你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。括出一些规律。A T ，G C A+G T+C A+G T C （）（）50也可以写成以下形式：也可以写成以下形式：A+GT C1（）（）（）（）规律概括：在规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+T+C+GA+T+C+GA+C T+GA+C T+G恒等恒等50a，若一条链中的（A1+G1）/（T1+C1）=，如果一条链中的（A1+T1）/（G1+C1）=则另一条链中（A2+T2）/（G2+C2）也等于:a;b1/b则另一条链中的（A2+G2）/（T2+C2）=双链双链DNA分子中：分子中：即：（即：（A1+T1）%=（A2+T2）%=总（总（A+T）%，同理同理（G1+C1）%=（G2+C2）%=总（总（G+C）%重要公式：重要公式：在双链在双链DNADNA分子的一条链中，分子的一条链中，A+TA+T的和的和占该链的碱基比率等于另一条链中占该链的碱基比率等于另一条链中A+TA+T的和的和占该链的碱基比率，还等于双链占该链的碱基比率，还等于双链DNADNA分子中分子中A+TA+T的和占整个的和占整个DNADNA分子的碱基比率分子的碱基比率。【课堂反馈课堂反馈】1 1已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有40004000个碱基对，其中胞嘧啶个碱基对，其中胞嘧啶有有22002200个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧核苷酸的分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是数目和腺嘌呤的数目分别是 （）A A40004000个和个和900900个个 B B40004000个和个和l800l800个个C C80008000个和个和18001800个个D D80008000个和个和36003600个个CA+T+G+C=40002C+A=4000A=1800脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数=碱基数碱基数=40002 2两个两个DNADNA分子的不同（特异性）表现在（分子的不同（特异性）表现在（）A A、严格的碱基互补配对原则、严格的碱基互补配对原则B B、每个、每个DNADNA分子都有特定的碱基排列顺序分子都有特定的碱基排列顺序C C、构成、构成DNADNA分子的脱氧核苷酸只有分子的脱氧核苷酸只有4 4种种D D、两条长链上的脱氧核糖与磷酸的交替排列的顺序是、两条长链上的脱氧核糖与磷酸的交替排列的顺序是稳定不变的。稳定不变的。3 3、由、由6060个碱基组成的个碱基组成的DNADNA分子片段，可形成分子片段，可形成DNADNA分子分子（）种；由）种；由6060个碱基对组成的个碱基对组成的DNADNA分子片段，可形分子片段，可形成成DNADNA分子（分子（）种。）种。A A、4 46060 4 460 60 B B、4 43030 4 430 30 C C、4 43030 4 460 60 D D、4 46060 4 430 30 BC