1、高一人教版生物学必修2第3章DNA的结构问题探讨DNA是生物体的主要遗传物质。功能相适应结构DNA的结构是怎样的?DNA如何储存遗传信息?北京中关村高科技园区的DNA雕塑DNA结构模型的构建已有认识：DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链；4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。这4种脱氧核苷酸如何组成DNA分子？腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）DNA结构模型的构建英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱。美国生物学家沃森和英国物理学家克里克利用图谱数据推算DNA分子的结构。X形意味着DNA分子呈螺旋结构富兰克林拍摄的DNA衍射
2、图谱沃森和克里克尝试搭建多种双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定。DNA结构模型的构建奥地利生物化学家查哥夫发现了碱基比例关系的规律。来源A:GT:CA:TG:C牛1.291.431.041.00人1.561.751.001.00母鸡1.451.291.060.91鲱鱼1.431.431.021.02小麦1.221.181.000.97酵母1.671.921.031.20嗜血流感菌1.741.541.070.91大肠杆菌K2菌株1.050.951.090.99禽类结核杆菌0.40.41.091.08沙雷氏菌0.70.70.950.86杆菌0.70.61.120.89在DNA中，腺嘌呤(A)的量总
3、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。沃森克里克推测腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对DNA结构模型的构建沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型双链螺旋内部是碱基外部是脱氧核糖磷酸骨架A与T配对，G与C配对DNA两条链的方向相反组成的DNA分子具有恒定的直径能解释A、T、G、C的数量关系模型与基于X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符验证嘌呤嘧啶A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径DNA结构模型的构建。沃森和克里克撰写的核酸的分子结构脱氧核糖核酸的一个结构模型论文发表在自然杂志上沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得1962年
4、诺贝尔生理学或医学奖。DNA的结构3端5端5端3端磷酸二酯键2.DNA分子中的_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。5353碱基对具有相同的形状和直径1.DNA分子是由 两 条单链组成的，这两条链按_反 平行 方式盘旋成_双 螺旋 结构。33,5-3,5-磷酸二酯磷酸二酯键键脱氧核脱氧核糖糖碱碱基基4HOH5CH2 OHH2H1HOHOPO OH磷酸磷酸碱碱基基HOHO P OOH1H32 HOHH4H5CH2 ODNA的结构35533.两条链上的碱基通过 氢 键 连接成_碱 基 对。碱基互补配对原则（碱基之间一一对应关系）A（腺嘌呤）与_T_（胸
5、腺 嘧 啶）_配对；2个氢键G（鸟嘌呤）与 C_（胞 嘧 啶）配对。3个氢键ATTAGCCGGC含量越高，DNA分子的结构越稳定。碱基对氢键DNA分子的特性3553DNA分子具有稳定性Q1.DNA是如何保持结构稳定的？碱基对之间的氢键维系DNA双链结构；碱基对平面之间纵向的相互作用力进一步加固其稳定性；螺旋化结构可增加稳定性。DNA分子的特性DNA分子具有多样性Q2.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？碱基对的排列顺序（主要原因）/碱基的排列顺序/脱氧核苷酸的排列顺序碱基对的数量/脱氧核苷酸的数量DNA分子的特性不同生物DNA的碱基排列顺序不同。某一特定的生物，其DN
6、A分子中碱基排列方式是特定的。DNA指纹图用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列的步骤，最后形成DNA指纹图。Q3.DNA指纹技术用于鉴定时，依赖于DNA分子的什么特性？DNA分子具有特异性DNA分子的结构与特性3553一、DNA分子的结构1.DNA分子是由 两 条单链组成的，这两条链按_反 向平 行 方式盘旋成_双 螺旋 结构。2.DNA分子中的_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。3.两条链上的碱基通过 氢 键 连接成_碱 基 对。二、DNA分子的特性1.稳定性2.多样性3.特异性练习与应用P52
7、-1.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。（）在DNA的双链结构中，A与T配对、G与C配对，即AT、GC，所以(A+G)/(T+C)1。DNA中碱基互补配对原则的有关计算A1T1C1G1m个m个2m个1链2链T2A2G2C2Q1：在双链DNA分子中，互补的两个碱基有怎样的数量关系？不互补的两个碱基的数量之和有何特点？A=T，C=G或 A+C_=_T+G 或 A+G_=_T+C 嘌呤数=嘧啶数A+T+C+G=2m A+C=T+G_=_A+G=T+C=m=在DNA双链
8、中，任意两个不互补碱基之和恒等，并为碱基总数的50。DNA中碱基互补配对原则的有关计算A1T1C1G1m个m个2m个1链2链生物猪牛器官肝脾胰肺肾胃(A+T)(C+G)1.431.431.421.291.291.30T2A2G2C2Q1：在双链DNA分子中，互补的两个碱基有怎样的数量关系？不互补的两个碱基的数量之和有何特点？注意：在DNA双链中，(A+T)/(C+G)一般不等于1；不同生物的DNA中(A+T)/(C+G)一般不同，能体现不同生物DNA的特异性。DNA中碱基互补配对原则的有关计算A1T1C1G1m个m个2m个1链2链A1=T2，T1=A2，C1=G2，G1=C2T2A2G2C2Q
9、2：在双链DNA分子中，1链上的四种碱基与2链上的四种碱基分别存在怎样的数量关系？A1+T1_=_A2+T2=C1+G1_=_C2+G2=DNA中碱基互补配对原则的有关计算A1T1C1G1m个m个2m个1链2链T2A2G2C2Q3：在双链DNA分子中，每条链或整个DNA分子的两对互补碱基间的比值有何特点？两对不互补碱基间的比值呢？，DNA分子中。若1链中，则2链中若1链中，则2链中，DNA分子中_ 1_。DNA中碱基互补配对原则的有关计算A1T1C1G1T2A2G2C2m个m个2m个1链2链通用方法：A1=T2，T1=A2，C1=G2，G1=C2 A1+T1+C1+G1=A2+T2+C2+G2
10、=mA1T1C1G1m个1链练习与应用求 C1C2？C1C2C1G1m(A1T1)m(A1A2)ma。P52-3.在含有4种碱基的DNA片段中，腺嘌呤有a个，占该区段）全部碱基的比例为b，则（A.b0.5C.胞嘧啶为个B.b0.5D.胞嘧啶为个C2m个2链m个T2A2G2C2因为在DNA双链结构中，AT，由于AT1 ，所以b0.5。已知 A1A2ab2m，可求得ma2b，DNA的双螺旋结构1.DNA双螺旋结构模型的构建（1）构建者：沃森、克里克（2）依据：DNA的结构单位及4种碱基；DNA的X射线衍射图谱（威尔金斯、富兰克林）；DNA碱基数量关系（查哥夫）。DNA的双螺旋结构2.DNA双螺旋结
11、构的特点碱基脱氧核糖磷酸反向平行内侧外侧氢键磷酸二酯键基本骨架元素组成C H O N P小分子单体A、T、G、C脱氧核苷酸（4种）空间结构双螺旋结构平面结构脱氧核苷酸双链碱基互补配对原则 A=TCG脱氧核糖磷酸请根据DNA的结构特点，尝试推测DNA的复制方式。疑问解答请找出下列DNA片段示意图的错误之处。疑问解答1.如何快速判断DNA结构的正误？一看外侧链成键位置是否正确。正确的成键位置在一分子脱氧核苷酸的5号碳原子上的磷酸与相邻核苷酸的3号碳原子之间。二看外侧链是否反向平行。三看内侧碱基对是否正确。碱基之间配对是否遵循碱基互补配对原则，碱基对内的氢键数是否正确。疑问解答2.DNA分子中各部分连接的结构DNA单链中，相邻脱氧核苷酸通过 磷 酸 二 酯 键 连接；DNA单链中，相邻碱基通过_脱 氧 核 糖 -_磷 酸 -_脱 氧 核 糖 连接；两条互补链中，相邻碱基通过 氢 键 连接。疑问解答第三步：根据碱基互补配对原则及其规律，寻找解题路径，进行计算。3.如何快速解决DNA中有关碱基数量和比例计算的相关问题？第一步：审清题中已知的和所求的信息，并用式子表示。整个DNA中某碱基的个数/比例；DNA一条链上某碱基的个数/比例；整个DNA的碱基数量；整个DNA的碱基对的数量例：已知T130015m，T2200，求G？2m第二步：画一个DNA模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基。
