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1、3.2 DNA的结构第三章第三章 基因的本质基因的本质 坐落在北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。19531953年，美国科学家沃森（年，美国科学家沃森（J JD.WatsonD.Watson）和英国科学家克里克（）和英国科学家克里克（F.CrickF.Crick），），共同提出了共同提出了DNADNA分子的双螺旋结构模型，分子的双螺旋结构模型，它标志着生物学的研究进入它标志着生物学的研究进入的层次的层次，义义。情景材料一情景材料一问题问题1:你知道为什么将它作为高科技的标志吗？世界各地世界各地DNADNA雕塑雕塑（视频）（视频）课本P48尝试建构模型：
2、、，沃森和克里克推算出DNA呈 结构被否定威尔金斯和和富兰克林提供的提供的()，螺旋双螺旋三螺旋查哥夫提出DNA中 。重建模型：让A与T配对、G与C配对沃森和克里克提出DNA 结构A=T、G=C双螺旋修正、修正、重建重建一、DNA双螺旋结构模型的构建DNA以()为单位组成长链 4种脱氧核苷酸DNA衍射图谱阅读课本阅读课本P48-49 P48-49 DNA的中文全称：DNA的组成元素：DNA的基本单位：脱氧核糖核酸C、H、O、N、P脱氧核糖核苷酸O PCH2 OH OOH HOH HH HH 碱基 磷酸 51234一分子磷酸一分子脱氧核糖一分子含氮碱基C胞嘧啶T胸腺嘧啶A腺嘌呤G鸟嘌呤脱氧核糖上
3、与碱基相连的碳叫作1-C，与磷酸基团相连的碳叫作5-C。二、DNA的结构1、基本结构脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT知识回顾知识回顾课本课本P50P50脱氧核苷酸的连接:磷酸二酯键4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸聚合形成聚合形成脱氧核苷酸链课本课本P50P50DNA平面结构DNA的主要结构特点：DNA由 条单链组成，这两条链按 方式盘旋成 结构。AGCTAGCT两反向平行双螺旋35O OCHCH2 2OHOHH H磷酸基团碱基332 2H HH H1 14 45 5H HH HDNA的的一条单链具有两个末端一条单链具有两个末端，一端有，一端有一个游离的一个游离的磷酸基团磷酸基团，称作
4、，称作5端端，另，另一端有一个一端有一个羟基羟基(OH)，称作，称作3端端，两条单链两条单链走向相反，一条单链从，一条单链从5端端到到3端，另一条单链从端，另一条单链从3端到端到5端。端。35课本课本P50P50DNA平面结构DNA的主要结构特点：外侧：和 交替 连接，构成基本骨架；内侧：。两条链上的碱基通过 连接成 ，并且A一定与 配对，G一定与 配对。碱基之间一一对 应的关系，叫做 。AGCTAGCT3535磷酸脱氧核糖碱基氢键氢键碱基对碱基对G与与C形成形成3个氢键个氢键，A与与T形成形成2个氢键个氢键。氢键越多，结合力越强氢键越多，结合力越强。所以，所以，G和和C的的含量越多，含量越多
5、，DNA的结构就越稳定。的结构就越稳定。TC碱基互补配对原则课本课本P50P501.A+T含量为40%的DNA分子和A+T含量为60%的DNA 分子哪个结构更稳定，WHY？G与C含量越多，氢键就越多，DNA结构就越稳定。2.一个脱氧核糖连接几个磷酸？3.一个DNA分子有几个游离的磷酸？1个(3末端)或2个2个游离的磷酸（5末端）5.DNA遗传信息是什么？碱基对的排列顺序就代表了遗传信息3.DNA结构中的数量、位置关系（2）位置关系单链中相邻碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖连接。互补链（双链）中配对碱基通过氢键连接单链中相邻两个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接课本课本P50P50、金版学案、金版学案
6、P84P84利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构巧记：五种元素：四种碱基：三种物质：两条长链：一种螺旋：C、H、O、N、PA、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条反向平行的脱氧核苷酸链规则的双螺旋结构【例【例3 3】下图是】下图是DNADNA的局部结构图的局部结构图,下列有关叙述正确的下列有关叙述正确的是是()A.A.图中图中1 1为为DNADNA的基本骨架的基本骨架B.2B.2、4 4、5 5组成胞嘧啶脱氧核苷酸组成胞嘧啶脱氧核苷酸C.DNAC.DNA的两条链呈反向平行的两条链呈反向平行D.D.一条链上的相邻碱基通过氢键连接一条链上的相邻碱基通过氢键连
7、接金版学案P83C磷酸和脱氧核糖交替连接3、4、5脱氧核糖磷酸脱氧核糖连接三、制作DNA双螺旋结构模型某同学想制作一段具有某同学想制作一段具有10个个碱基对碱基对的的DNA片段模型，片段模型，他在准备材料时至少需要：他在准备材料时至少需要：(1)代表磷酸的球形塑料片几个？代表磷酸的球形塑料片几个？(2)代表四种碱基的长方形塑料片几个？代表四种碱基的长方形塑料片几个？(3)代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？代表脱氧核糖的五边形塑料片几个？(4)可组装出几种该可组装出几种该DNA片段模型？片段模型？202020410课本P51O OCHCH2 2OHOHH H磷酸基团碱基3 32 2H HH H1
8、14 45 5H HH H【例【例5 5】在制作】在制作DNADNA双螺旋结构模型时双螺旋结构模型时,所提供的卡片种类和数量如下表所提供的卡片种类和数量如下表,下列相关叙述正确的是下列相关叙述正确的是()A.A.构成的构成的DNADNA片段片段,最多含有最多含有1212个氢键个氢键B.B.最多可构建最多可构建4 45 5种碱基序列的种碱基序列的DNADNAC.C.最多可构建最多可构建5 5种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸D.DNAD.DNA中每个脱氧核糖均与一分子磷酸相连中每个脱氧核糖均与一分子磷酸相连卡片种类 磷酸脱氧核糖碱基ATCG卡片数量12123342金版学案P85A3对AT碱基对,2对CG碱
9、基对小于4种1或2四、DNA分子的结构特性2.多样性：碱基数量的不同，碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。3.特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。1.稳定性：主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。若某DNA分子中有n个碱基对，则碱基对的排列顺序有 种。4n课本P61本章小结第四点DNA指纹技术下图中怀疑对象中，谁最可能是嫌疑犯？DNA指纹技术还有哪些用途？利用DNA分子的特异性亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等课本P52五、DNA有关碱基数量的计算A1T2T1A2G1C2C1G2 DNA双链双链 1 2设DNA一条链为1链，互补链为
10、2链。根据碱基互补配对原则可知，A1T2，A2T1，G1C2，G2C1。双链DNA分子中，两互补碱基相等：A=T，G=C例例1：在一个含有：在一个含有100个碱基的双链个碱基的双链DNA分子中，腺嘌呤分子中，腺嘌呤20个，胞嘧啶个，胞嘧啶_个。个。双链DNA分子中，嘌呤总数相等嘧啶总数：A+G=T+CDNA双链中，任意两个不互补碱基之和占碱基总数的一半例例2：某双链某双链DNA分子中，分子中，G占占23%，求，求A占多少？占多少？3027%金版学案P84 则在互补链中 ,整个DNA分子中 .A2+T2G2+C2=在双链DNA分子中，“互补碱基之和”的比例 在任意一条链及整个DNA分子中都相等。
11、A1T2T1A2G1C2C1G2 DNA双链双链 1 2即：若在一条链中 nn简记为“补则等”A1+T1G1+C1=nA+TG+C=金版学案P84金版学案金版学案P86P86页第页第7 7题题第第(2)(2)若若8 8代表的脱氧核苷酸链代表的脱氧核苷酸链中中(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)为为36%,36%,则则(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)在整个在整个DNADNA分子分子的值为。的值为。(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)的值越的值越(填填“大大”或或“小小”),DNA”),DNA的热稳定性越高的热稳定性越高。36%小 则在互补链中 ,整个DNA分子中 .“
12、非互补碱基之和”的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1。A1T2T1A2G1C2C1G2 DNA双链双链 1 2即：若在DNA一条链中例例4：若若DNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.51简记为“不补则倒”A1+G1T1+C1=mA2+G2T2+C2=1A+GT+C=金版学案P84P52 练习与应用一、概念检测一、概念检测1.DNA两条单链的碱基数量关系是构建两条单链的碱基数量关系是构建 DNA双螺旋结构模型的双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。重要依
13、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，而且都有两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四四种碱基。种碱基。()(2)在在DNA的双链结构中，碱基的比例总是的双链结构中，碱基的比例总是(A+G)/(T+C)=1。()3.在含有在含有4种碱基的种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有区段中，腺嘌呤有a 个，占该区段全部个，占该区段全部碱基的比例为碱基的比例为b，则，则()A.b0.5B.b0.5C.胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2b-1)个个 D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2a-1)个个C课本P52 练习与应用课后练习课后练习金版学案金版学案P85P85页第页第2 2题题金版学
14、案金版学案P86P86页第页第4 4题、第题、第5 5题题课本 P52 练习与应用2.下面是DNA的结构模式图，请写出图中 的名称。鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）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胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）4.一条一条DNA单链的序列是单链的序列是5-GATACC-3，那么它的互补链的序，那么它的互补链的序列是列是()A.5-CTATGG-3B.5-GATACC-3C.5-GGTATC-3D.5-CCATAG-3课本P52 练习与应用C课堂小结一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建DNADNA结构模型的构建结构模型的构建思考思考.讨论讨论情景材料五情景材料五19621962年，年，沃森、克里克、威尔金斯沃森、克里克、威尔金斯三人共享了当年的诺贝尔生理与医学三人共享了当年的诺贝尔生理与医学奖，获奖理由为发现奖，获奖理由为发现DNADNA为双螺旋分子结构。为双螺旋分子结构。威尔金斯威尔金斯克里克克里克沃森沃森问题问题3:你知道为什么富兰克林富兰克林（R.E.FranklinR.E.Franklin）没有获得诺贝尔学奖吗）没有获得诺贝尔学奖吗？一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 DNA DNA结构模型的构建结构模型的构建DNADNA第一夫人第一夫人（视频）（视频）
