第2節(jié)

DNA的結(jié)構(gòu)第3章基因的本質(zhì)必修二DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1DNA的結(jié)構(gòu)2目錄習(xí)題檢測3一、學(xué)習(xí)目標(biāo)二、重難點1.概述DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。2.通過對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程的討論和交流，認(rèn)同交流合作、多學(xué)科交叉在科學(xué)發(fā)展中的作用。3.制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建120世紀(jì)初1951-195219521951年DNA的結(jié)構(gòu)單位：四種脫氧核苷酸科賽爾、瓊斯、列文沃森和克里克推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)，嘗試建構(gòu)模型：雙螺旋、三螺旋→失?。ㄅ鋵`反化學(xué)規(guī)律）物理模型X射線衍射技術(shù)威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜查哥夫在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T），鳥嘌呤（G）=胞嘧啶（C）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1據(jù)此，沃森和克里克構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

TCGAAGCT010302DNA具有恒定的直徑能解釋A、T、C、G的數(shù)量關(guān)系制作的模型與基于拍攝的X射線衍射照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建1英國《自然》雜志同時刊登了三篇論文，一篇是沃森和克里克的、一篇是威爾金斯的、一篇是富蘭克林的。1962年，沃森、克里克、威爾金斯同時獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。1953年4月25日沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建11.請你根據(jù)資料回答有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)方面的問題。（1）DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？（2）DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于DNA的什么部位呢？（3）DNA中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？DNA是由兩條鏈構(gòu)成的。這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA的基本骨架包括脫氧核糖和磷酸，它們排列在DNA的外側(cè)。DNA中的堿基通過氫鍵連接成堿基對，它們位于DNA的內(nèi)側(cè)。堿基配對有一定的規(guī)律：A與T配對；G與C配對。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建12.沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，是科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們的這種工作方式給予你哪些啟示？★要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗；★要善于與他人交流、合作，

閃光的思想是在交流與碰撞中獲得的；★研究小組成員在知識背景上最好是互補的，

對所從事的研究要有興趣和激情等。11.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出是二十世紀(jì)自然科學(xué)的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構(gòu)建提供主要依據(jù)的是（

）①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜③查哥夫發(fā)現(xiàn)的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等④沃森和克里克提出的DNA半保留復(fù)制機制A.①②

B.②③

C.③④

D.①④B習(xí)題鞏固DNA的結(jié)構(gòu)21.DNA的基本單位脫氧核苷酸2.脫氧核苷酸的組成一分子磷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基C胞嘧啶T胸腺嘧啶A腺嘌呤G鳥嘌呤OPCH2

OHOOHHOHHH

HH堿基

磷酸

5’1’2’3’4’脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1’-C，與磷酸基團(tuán)相連的碳叫作5’-C。3.元素組成C、H、O、N、P回顧對DNA的認(rèn)識OPCH2

OHOOHHOHHHHHA磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHC磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHT磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHG磷酸

腺嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸OOHHH2O磷酸二酯鍵DNA鏈?zhǔn)怯擅撗鹾塑账崦撍s合連接而成的長鏈。4.DNA鏈的形成回顧對DNA的認(rèn)識DNA的結(jié)構(gòu)2一、DNA分子的結(jié)構(gòu)5’ATGCTACG3’5’3’磷酸二酯鍵1.由

條單鏈按_________方式盤旋成_______結(jié)構(gòu)。反向平行雙螺旋25’3’5’3’ATATTAGGGCCATC磷酸

和

交替連接，構(gòu)成基本骨架；2.外側(cè)堿基對內(nèi)側(cè)脫氧核糖3.堿基互補配對原則

兩條鏈上的堿基通過

連接形成

，且A只和

配對、G只和

配對，堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系，就叫作

。氫鍵氫鍵TC堿基互補配對原則堿基對堿基對一、DNA分子的結(jié)構(gòu)腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，即含G、C堿基對比例越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，更耐高溫。一、DNA分子的結(jié)構(gòu)ATATTAGGGCCATC4.總結(jié)五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、T、C、G三種物質(zhì)：兩條長鏈：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈氫鍵關(guān)系:A=TG≡C一、DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA結(jié)構(gòu)模型解讀DNA的結(jié)構(gòu)2二、DNA分子的結(jié)構(gòu)特異性20在生物體內(nèi)，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，堿基對有：A—T、T—A、G—C、C—G。請同學(xué)們計算DNA分子有多少種？440002.特異性堿基對的特定排列順序。3.穩(wěn)定性1.多樣性①外部穩(wěn)定的基本骨架——磷酸和脫氧核糖交替連接形成；②內(nèi)部堿基對穩(wěn)定——通過氫鍵連接，嚴(yán)格遵循堿基互補配對原則，

加強穩(wěn)定性；③空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定——規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。堿基對的數(shù)量不同、排列順序的千變?nèi)f化。遺傳信息：DNA分子中的堿基對的排列順序。DNA的結(jié)構(gòu)2三、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型某同學(xué)想制作一段具有10對堿基對的DNA片段模型，他在準(zhǔn)備材料時至少需要：(1)代表磷酸的球形塑料片幾個？(2)代表四種堿基的長方形塑料片幾個？(3)代表脫氧核糖的五邊形塑料片幾個？(4)可組裝出幾種該DNA片段模型？2020204101習(xí)題鞏固1.用卡片構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型,所提供的卡片類型和數(shù)量如表所示,

下列說法正確的是(

)A.最多可構(gòu)建4種脫氧核苷酸,5個脫氧核苷酸對B.構(gòu)成的雙鏈DNA片段最多有10個氫鍵C.DNA中每個脫氧核糖均與1分子磷酸相連D.最多可構(gòu)建44種不同堿基序列的DNA卡片類型脫氧核糖磷酸堿基ATGC卡片數(shù)量10102332B1習(xí)題鞏固2.如圖為某同學(xué)在學(xué)習(xí)了DNA分子的結(jié)構(gòu)后畫的含有2個堿基對的DNA分子片段(其中“○”代表磷酸基團(tuán))，下列為幾位同學(xué)對此圖的評價，其中哪位同學(xué)的評價較合理？①甲認(rèn)為該圖沒有什么物質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的錯誤。②乙認(rèn)為該圖至少有3處錯誤，其中核糖應(yīng)改為脫氧核糖，U應(yīng)改為T，DNA單鏈中脫氧核苷酸的磷酸基團(tuán)應(yīng)與相鄰脫氧核苷酸3′碳上的羥基脫水形成磷酸二酯鍵。③丙認(rèn)為如果他畫的是雙鏈RNA分子，則該圖就是正確的。該同學(xué)要畫的為DNA分子結(jié)構(gòu)圖，圖中的錯誤有：①五碳糖應(yīng)為脫氧核糖；②堿基不含尿嘧啶(U)；③磷酸與磷酸之間無化學(xué)鍵的連接，磷酸應(yīng)與脫氧核糖交替連接。故乙同學(xué)評價較合理。13.圖中1為DNA分子片段的一條鏈，2為堿基對，

3為氫鍵，4為一個脫氧核苷酸。TGAATCTGAATC5’3’(1)雙鏈DNA中，游離的磷酸基團(tuán)有

個。每個脫氧核糖一般連接著

個磷酸，一條單鏈上有

個脫氧核糖只連接一個磷酸。221(2)○與

、?之間的數(shù)量關(guān)系為

。1：1：1(3)A與T之間有

個氫鍵，G與C之間有

個氫鍵。若堿基對數(shù)為n，則氫鍵數(shù)為2n～3n，若已知A有m個，則氫鍵數(shù)為

；若已知G有m個，則氫鍵數(shù)為

。233n－m2n+m習(xí)題鞏固1.根據(jù)堿基比例對核酸樣品進(jìn)行判定是否含有U是否則含有RNA為DNAA+CT+G是否=1是否可能是雙鏈DNA可能是單鏈DNA則為單鏈DNA2.雙鏈DNA分子中有關(guān)單鏈堿基的計算A1=

,T1=

,C1=

,G1=

。T2A2G2C2DNA分子中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計算（1）一個雙鏈DNA分子中，嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)，即A+G=T+C。注意：一個雙鏈DNA分子中，A+T與C+G不一定相等，而且一般都不相等。在雙鏈DNA分子中：∵A=TG=C∴A+G=

T+C不同生物的DNA分子中，互補配對的堿基之和的比值不同，即（A+T）/（G+C）的值不同。該比值體現(xiàn)了不同生物的DNA分子的特異性。DNA分子中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律在雙鏈DNA分子中：∵A=TG=C∴A+G=

T+C（2）在DNA雙鏈中，任意兩個非互補堿基和的比例_______，

并為堿基總數(shù)的_____。恒等50%也可寫成：∴A+G/(A+G+C+T)=T+C/(A+G+C+T)=A+GT+CT+GA+C=1A+CT+GT+CA+G===50%任意兩個非互補堿基和的比例為1，則可能為雙鏈。若為雙鏈，則任意兩個非互補堿基和的比例為1。非互補堿基：不配對的堿基3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計算（3）雙鏈DNA分子中，互補堿基之和與堿基總數(shù)之比，

與任意一條鏈的這種比值相等。設(shè)A1+G1+C1+T1=m，則A2+G2+C2+T2=m∴A+G+C+T=2m∵A1=T2、T1=A2，則A1+T1=A2+T2，A+T=(A1+T1)+(A2+T2)A+T2mmA1+T1mA2+T2==故3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計算（4）在雙鏈DNA分子的兩條互補鏈中，

非互補堿基之和比例互為倒數(shù)。A1+G1T1+C1在一條鏈中，=mA1+G1T1+C1則=m=T2+C2A2+G2A2+G2T2+C2在互補鏈中，=1/m（5）雙鏈DNA分子中，互補堿基之和的比例在任意一條鏈

及整個DNA分子中都相同。A+TG+CG1+C1A1+T1G2+C2A2+T2==補則等，不補則倒。3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計算（6）若已知A在雙鏈中所占的比例為c%，則A1在單鏈中所占的比例無法確定，但最大值為2c%，最小值為0?！纠}】在一個雙鏈DNA分子中A占22%，則A在其中一條單鏈中的數(shù)值能確定嗎？能確定范圍，0%≤A1≤44%（8）DNA分子的總氫鍵數(shù)=2(A-T堿基對數(shù))+3(G-C堿基對數(shù))3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計算（7）某堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每條單鏈中所占比例的平均值。AA+T+G+CA1A1+T1+G1+C1A2A2+T2+G2+C2A1+A2A1+T1+G1+C1A2A1+T1+G1+C1A1A1+T1+G1+C1A(A+T+G+C)×1/2====AA+T+G+C()1/2A1A1+T1+G1+C1A2A2+T2+G2+C2++=+即某種堿基在1鏈中占m%，在互補鏈（即2鏈）中占n%，則這種堿基在雙鏈中應(yīng)占(m+n)/2%3.雙鏈DNA分子中有關(guān)計算1.已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%，其中一條鏈中的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的32.9%和17.1%。則在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的（

）A.32.9%，17.1%

B.31.3%，18.7%C.18.7%，31.3%

D.17.1%，32.9%1B(A＋T)%＝(A1＋T1)%＝(A2＋T2)%=64.2%T1=32.9%T2=?(G＋C)%＝(G1＋C1)%＝(G2＋C2)%=35.8%C1=17.1%C2=?習(xí)題鞏固2.(2024·哈爾濱模擬)在一個DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占全部堿基的42%，若其中一條鏈的胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的24%，胸腺嘧啶占30%，則在其互補鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占(

)A.12%和34% B.21%和24%C.34%和12% D.58%和30%1C習(xí)題鞏固13.某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是（）C習(xí)題鞏固14.酵母菌的DNA中堿基A約占32%，關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯誤的是（

）A.DNA復(fù)制后A約占32%B.DNA中C約占18%C.DNA中(A＋G)/(T＋C)＝1D.RNA中U約占32%D習(xí)題鞏固1課堂總結(jié)習(xí)題檢測31.DNA兩條單鏈的堿基數(shù)量關(guān)系是構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。