1、 第三章基因的本质第三章基因的本质第第2节节DNA分子的结构分子的结构中关村高科技园区中关村高科技园区DNADNA雕塑雕塑 雅典奥运会开幕式经典场景雅典奥运会开幕式经典场景年美国科学家年美国科学家沃森沃森（atson)atson)和和 英国科学家英国科学家克里克克里克（rick)rick)提出提出分子的分子的双螺旋结构双螺旋结构模型。模型。1、在对、在对DNA分子结构的研究中，于分子结构的研究中，于1953年摘取桂冠年摘取桂冠的是美的是美 和英和英 。一、一、DNA双螺旋结构模型的构建历程双螺旋结构模型的构建历程预习书预习书P47-48页页5min，回答下列问题：，回答下列问题：沃森沃森克里克
2、克里克2、DNA分子分子是以是以 为单位连接而成的长链，其为单位连接而成的长链，其中的含氮碱基包括中的含氮碱基包括 、四种。四种。脱氧核苷酸脱氧核苷酸腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）3、在沃森和克里克重新构建的模型、在沃森和克里克重新构建的模型中，中，安排在螺旋外安排在螺旋外部，部，安排在螺旋内部。安排在螺旋内部。磷酸磷酸-脱氧核糖骨架脱氧核糖骨架碱基碱基4、1952年，查哥夫提出：年，查哥夫提出：的量总是等于的量总是等于 的量；的量；的量总是等于的量总是等于 的量，于是，的量，于是，沃森沃森和和克里克改变了碱基配对的方式，让克里克改变了碱基
3、配对的方式，让 与与 配对，配对，与与 配对。配对。ATGCATGC脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸主要元素主要元素脱氧核苷酸脱氧核苷酸CC、HH、OO、NN、P P脱氧核苷酸脱氧核苷酸二、二、DNADNA分子的结构分子的结构基本单位基本单位OC C1 1C C2 2C C3 3C C4 4C C5 5ATCGAGCT脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类AGCTATGC磷酸二酯键AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向反向平行的脱氧核苷酸长平行的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋
4、结构双螺旋结构。DNA分子的结构特点分子的结构特点5335AAATTTGGGGCCCATC（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。（2）DNA分子中的分子中的脱氧核脱氧核糖和磷酸交替糖和磷酸交替连接，排列连接，排列在外侧，构成在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在内侧碱基在内侧。DNA分子的结构特点分子的结构特点碱基对碱基对碱基对碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对碱基对，且，且A A只和只和T T配对、配对、C C只和只和G G配对，这种碱基之间的一一对配对，这种碱基之间的一
5、一对应的关系就叫做应的关系就叫做碱基互补配对原则碱基互补配对原则。ATGC氢键氢键AAATTTGGGGCCCATC（1 1）DNADNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长反向平行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。（2 2）DNADNA分子中的脱氧核分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在内侧。碱基在内侧。（3 3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过氢键氢键连结起来，形成碱基连结起来，形成碱基对，且遵循对，且遵循碱基互补配对碱基互补配对原则原则。DNA分子的结构特点分子的结构特点AAATTTGGG
6、GCCCATC两条长链上的脱氧核两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的糖与磷酸交替排列的顺序是顺序是稳定稳定不变的。不变的。内侧内侧碱基互补配对原碱基互补配对原则则不变不变探究活动探究活动2 2DNADNA分子的特性分子的特性稳定性稳定性AAATTTGGGGCCCATC在生物体内，一个最在生物体内，一个最短的短的DNADNA分子也大约有分子也大约有40004000个碱基对，请计个碱基对，请计算算DNADNA分子有多少种？分子有多少种？44000种探究活动探究活动2 2DNADNA分子的特性分子的特性多样性多样性AAATTTGGGGCCCATC碱基对特定的排列顺碱基对特定的排列顺序代表了序代表了遗
7、传信息遗传信息探究活动探究活动2 2DNADNA分子的特性分子的特性特异性特异性双螺旋双螺旋结构结构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸主要特点主要特点特异性特异性由两条反向平行的脱氧核由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。苷酸长链盘旋而成。外侧由脱氧核糖和磷酸交外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架替连接构成基本骨架，碱基，碱基排列在内侧。排列在内侧。DNA分子两条链上的碱基分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。通过氢键连接成碱基对。元素组成元素组成:C H O N PDNA分子分子的结的结构构模型构建模型构建碱基互补配对碱基互补配对原则及应用原则及应用DNA分子分子结构特性结构特性稳
8、定性稳定性多样性多样性【课堂反馈课堂反馈】1 1下面是下面是DNADNA分子的结构模式图，说出图中分子的结构模式图，说出图中1 11010的的名称。名称。12345678109GTCA1.胞嘧啶胞嘧啶2.腺嘌呤腺嘌呤3.鸟嘌呤鸟嘌呤4.胸腺嘧啶胸腺嘧啶5.脱氧核糖脱氧核糖6.磷酸磷酸7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.碱基对碱基对9.氢键氢键10.一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段答案：答案：D2、3、在在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有之间有3个氢键。现有四种个氢键。现
9、有四种DNA样品，根据样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是热菌（生活在高温环境中）的是 （）A含胸腺嘧啶含胸腺嘧啶32%的样品的样品 B含腺嘌呤含腺嘌呤17%的样品的样品C含腺嘌呤含腺嘌呤30%的样品的样品 D含胞嘧啶含胞嘧啶15%的样品的样品 B B4.下列关于双链下列关于双链DNA的叙述错误的是的叙述错误的是()A.若一条链上若一条链上A和和T的数目相等的数目相等,则另一条链则另一条链 上的上的A和和T数目也相等数目也相等 B.若一条链上若一条链上A的数目大于的数目大于T,则另一条链上则另一条链上 的的A的数目小
10、于的数目小于T C.若一条链上若一条链上A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链则另一条链 也是也是A:T:G:C=1:2:3:4 D.若一条链上若一条链上A:T:G:C=1:2:3:4,则另一条链则另一条链 是是A:T:G:C=2:1:4:3C5.有两对氢键连接的脱氧核苷酸有两对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的结已查明它的结构有构有1个腺嘌呤个腺嘌呤(A),1个胞嘧啶个胞嘧啶(C),则它的其他则它的其他组成应是组成应是()A.3个磷酸，个磷酸，3个脱氧核糖，个脱氧核糖，1个个T，1个个G B.2个磷酸，个磷酸，2个脱氧核糖，个脱氧核糖，1个个C，1个个G C.4个磷酸，个磷酸，4个脱氧核糖
11、，个脱氧核糖，1个个T，1个个G D.4个磷酸，个磷酸，4个脱氧核糖，个脱氧核糖，1个个U，1个个G6.生物界形形色色生物界形形色色,丰富多彩丰富多彩,生物多样性的根本生物多样性的根本原因和直接原因分别是原因和直接原因分别是()(1)蛋白质分子结构的多样性蛋白质分子结构的多样性(2)自然环境的多样性自然环境的多样性(3)DNA分子的复杂性分子的复杂性 (4)非同源染色体组合形式多样非同源染色体组合形式多样 A.(1)(3)B.(2)(4)C.(3)(1)D.(4)(2)CC作业作业1 1、教材练习、教材练习2 2、课时训练、课时训练资料资料1 1：2020世纪初，科学家认识到：组成世纪初，科学
12、家认识到：组成DNADNA分子的基本分子的基本单位是脱氧核苷酸，它是由一分子磷酸、一分子脱氧核单位是脱氧核苷酸，它是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成。糖、一分子含氮碱基组成。与与DNA模型构建的相关资料模型构建的相关资料12345资料资料3：沃森和克里克根据富兰克：沃森和克里克根据富兰克林的林的DNA照片，认定照片，认定DNA具有双具有双链螺旋结构。链螺旋结构。资料资料4：威尔金斯和富兰克林通过照威尔金斯和富兰克林通过照片和计算得出：片和计算得出：DNA分子的外侧是分子的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架；内侧是碱基对。本骨架；内侧是碱基对
13、。资料资料5：科学家研究发现碱基之间通过氢键连结起来：科学家研究发现碱基之间通过氢键连结起来资料资料2:19512:1951年，年，富兰克林通过数据计算，每个脱氧核苷富兰克林通过数据计算，每个脱氧核苷酸之间是在磷酸和脱氧核糖的部位连接。酸之间是在磷酸和脱氧核糖的部位连接。12345 1952年查哥夫指出：腺嘌呤年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧的量总是等于胸腺嘧啶啶(T)的量（的量（A=T），鸟嘌呤），鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶的量总是等于胞嘧啶(C)的量的量(G=C).磷酸二酯键磷酸二酯键1 1、稳定性：稳定性：整体：直径约为整体：直径约为2nm2nm、螺距约为、螺距约为3.4
14、nm 3.4nm，每个螺距内有，每个螺距内有1010对碱基对对碱基对 碱基对：严格遵循碱基配对原则。碱基对：严格遵循碱基配对原则。主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。定不变。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分子的多分子的多样性。样性。2 2、多样性：、多样性：碱基有碱基有4种：种：A、T、G、C,碱基对有碱基对有4种：种：AT、TA、GC、CG,而而n个碱基对的组合方式有个碱基对的组合方式有4n 种种.如:一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。DNA分子的特性分子的特性AGCTATGCDNADNA双螺旋结构的特点双螺旋结构的特点5533
