1、第三章 基因的本质第二节 DNA的结构结构 功能 在确信DNA是遗传物质之后，人们更迫切的想知道：DNA是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？答案就隐藏在DNA的结构中DNA的结构【内容标准内容标准】概念概念3 3 遗传信息控制生物性状，并代代相传遗传信息控制生物性状，并代代相传 3.1.2 3.1.2 概述概述DNADNA分子是由四种脱氧核苷酸构成的长链，一般由两条反向平分子是由四种脱氧核苷酸构成的长链，一般由两条反向平行的长链上的碱基互补配对形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传行的长链上的碱基互补配对形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息信息【核心素养目标核心素养目标】1
2、 1、掌握、掌握DNADNA结构主要特点结构主要特点，理解生命的延续和发展（生命观念），理解生命的延续和发展（生命观念）2 2、通过制作简易、通过制作简易DNADNA结构模型结构模型，理解，理解DNADNA的的结构特结构特性（生命观念）性（生命观念）3 3、通过、通过DNADNA分子中的分子中的碱基数量的计算碱基数量的计算规律，培养归纳与概括、逻辑分析和规律，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力（计算能力（科学思维）科学思维）4 4、体会科学家探索、体会科学家探索DNADNA结构的思路，体会合作子科学探究中的重要性（科结构的思路，体会合作子科学探究中的重要性（科学探究）学探究）01DNA双螺旋结
3、构模型的构建构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克物理模型一、DNA双螺旋结构模型的构建快速阅读教材快速阅读教材P48P48、4949，思考以下问题：，思考以下问题：1 1、沃森和克里克沃森和克里克构建双螺旋结构模型前，科学界对构建双螺旋结构模型前，科学界对DNADNA已有的认识已有的认识及构及构建过程中建过程中利用的利用的其他科学家的研究成果其他科学家的研究成果有哪些？有哪些？2 2、教材、教材P49P49讨论题讨论题3 3、让、让A A与与T T，C C与与G G配对配对的结果是什么？的结果是什么？下列各项中属于下列各项中属于沃森和克里克沃森和克里克在构建模型的过程中利用的在构建模型
4、的过程中利用的经验和成果经验和成果的的是是()。A A、DNADNA分子是以分子是以4 4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,这这4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸分别含有分别含有A A、T T、G G、C4C4种碱基种碱基B B、威尔金斯和富兰克林提供的、威尔金斯和富兰克林提供的DNADNA衍射图谱衍射图谱C C、查哥夫提供的、查哥夫提供的“腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量;鸟嘌呤的量总是鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量等于胞嘧啶的量”D D、孟德尔定律、孟德尔定律ABC脱氧核糖脱氧核糖尿嘧啶（尿嘧啶（U)U)19511951年，英国科学家年
5、，英国科学家(威尔金斯和富兰克林威尔金斯和富兰克林)提供了提供了DNADNA的的X X射线衍射图谱射线衍射图谱。“X”“X”形意味着形意味着DNADNA分子是分子是螺旋螺旋的的X射线衍射技术查哥夫：查哥夫：腺嘌呤腺嘌呤(A)(A)的量的量=胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)(T)的量的量;鸟嘌呤鸟嘌呤(G)(G)的量的量=胞嘧啶胞嘧啶(C)(C)的量。的量。沃森和克里克沃森和克里克:A A与与T T配对配对，G G与与C C配对配对，构建出新的，构建出新的DNADNA模型。模型。DNADNA分子具有分子具有恒定的直径恒定的直径A-TA-T碱基对碱基对，G-CG-C碱基对碱基对具有相同的具有相同的形状和直径
6、形状和直径氢氢 键键DNADNA的的X X射线衍射射线衍射A A、G G、C C、T T螺旋螺旋碱基碱基磷酸磷酸脱氧核糖骨架脱氧核糖骨架碱基碱基A=T G=CA=T G=CA A与与T TG G与与C C 1962 1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。诺贝尔生理学或医学奖。威尔金斯克里克沃森诺贝尔奖早凋的“玫瑰”-人类不能忘记富兰克林伟大而无声的贡献。富兰克林富兰克林P49P49思考思考讨论讨论1 1.请你根据资料回答有关请你根据资料回答有关DNADNA结构方面的问题。结构方面的问题。（1 1
7、）DNADNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？（2 2）DNADNA的的基本骨架基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于是由哪些物质组成的？它们分别位于DNADNA的什么部位的什么部位呢？呢？（3 3）DNADNA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于DNADNA的什么部位？的什么部位？DNADNA是由是由两条链两条链构成的构成的。这这两条链按两条链按反向平行方式反向平行方式盘旋成盘旋成双螺旋双螺旋结构。结构。DNADNA的基本骨架包括的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸，它们排列在，它们排列在DNADNA的的外侧外侧
8、。通过通过氢键氢键连接成连接成碱基对碱基对，它们位于，它们位于DNADNA的的内侧内侧。碱基配对有一定的规律：碱基配对有一定的规律：A A与与T T配对；配对；G G与与C C配对配对。碱基互补配对原则碱基互补配对原则2 2.沃森沃森和克里克默契配合，揭示了和克里克默契配合，揭示了DNADNA的双螺旋结构，是科学家的双螺旋结构，是科学家合作研合作研究的典范究的典范，在，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？要善于利用他人的研究成果和经验；要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的；要善
9、于与他人交流、合作，闪光的思想是在交流与碰撞中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有有 兴趣兴趣和激情等和激情等。02DNA的结构元素组成元素组成小分子物质小分子物质基本单位（单体）基本单位（单体）平面结构平面结构立体结构立体结构C、H、O、N、P5 5种种3 3种种4 4种种2 2条脱氧核苷酸链条脱氧核苷酸链1 1种种双螺旋双螺旋AGCT53531 12 23 34 45 5H磷酸二酯键磷酸二酯键脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链H一个羟基(OH)，称作3端35一个游离的磷酸基团，称作5端2 2条链条链反向反向平行平行磷酸
10、磷酸和和脱氧核糖脱氧核糖交替连接交替连接碱基对碱基对ATGCAGCT四种脱氧核苷酸通过形成四种脱氧核苷酸通过形成磷酸二酯键磷酸二酯键连接成脱氧核苷酸链连接成脱氧核苷酸链反向平行反向平行DNADNA分子中分子中G GC C比例越大比例越大，DNADNA结构越稳定结构越稳定氢键越多氢键越多，DNADNA结构越稳定结构越稳定3535两条长链按两条长链按反向平行反向平行方式方式盘旋成盘旋成双螺旋双螺旋结构结构DNA的结构特点的结构特点_和和_交替连接交替连接 2条链上的条链上的_通过通过_形成形成_3.内侧内侧:2.外侧外侧：1.由由2条链按条链按_方式方式盘绕成的盘绕成的_结构结构遵循遵循_原则原则
11、：构成构成_A_G_反向平行反向平行磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖基本骨架基本骨架碱基碱基氢键氢键碱基对碱基对碱基互补配对碱基互补配对T两个两个氢键氢键三个三个氢键氢键双螺旋双螺旋CATGCTACG3535（1 1）每个）每个DNADNA片段中，片段中，游离的磷酸基团有游离的磷酸基团有_个个（2 2）之间的之间的数量关系数量关系_。（3 3）每个脱氧核糖）每个脱氧核糖_(是或否）都连接着是或否）都连接着2 2个磷酸。个磷酸。21:1:11:1:1（相等）（相等）（4 4）相邻的碱基）相邻的碱基A A与与T T是通过什么结构连接起来？是通过什么结构连接起来？12345678910P52P52，2 2、
12、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110110的名称。的名称。胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）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5612345678109GTCA探究实践：制作DNA双螺旋结构模型磷酸脱氧核糖四种碱基1.准备材料：6种：磷酸、脱氧核糖、4种碱基2.制作脱氧核苷酸模型3.制作脱氧核苷酸长链模型4.制作DNA平面结构模型5.制作DNA立体结构模型注意键的连接两条链反向平行、碱基互补配对原则A探究实践：制作DNA双螺旋结构模型P51P51思考思考讨论讨论1 1、DNADNA只含有只含有4 4种脱
13、氧核苷酸，它为什么能够种脱氧核苷酸，它为什么能够储存大量的遗传信息储存大量的遗传信息？DNADNA分子中的分子中的碱基（对）排列顺序碱基（对）排列顺序千变万化。千变万化。DNA具有多样性2 2、为什么为什么每种每种DNADNA分子分子都与众不同？都与众不同？每种每种DNADNA分子的碱基排列顺序都是分子的碱基排列顺序都是特定特定的。的。DNA具有特异性3 3、DNADNA是如何是如何维系它的遗传维系它的遗传稳定稳定性性的？的？DNA具有稳定性DNA的结构特性2.特异性：3.稳定性：1.多样性：每个每个DNADNA分子分子的的特定特定碱基排列顺序，蕴藏着特定的遗传信息碱基排列顺序，蕴藏着特定的遗
14、传信息不同不同DNADNA分子，所含碱基对的分子，所含碱基对的数量数量不同不同、排列顺排列顺序也千变万化序也千变万化GCGC比例越大比例越大，DNADNA结构越稳定结构越稳定在生物体内，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个碱基对个碱基对。该该DNADNA分子的碱基排列顺序有多少种可能？分子的碱基排列顺序有多少种可能？4 440004000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个碱基对，个碱基对，假如其中假如其中腺嘌呤有腺嘌呤有500500个个。该。该DNADNA分子的碱基排列顺序还分子的碱基
15、排列顺序还是是4 440004000种可能吗种可能吗？小于小于4 440004000种种4 4n n碱基对数碱基对数A A1 1T T2 2T T1 1A A2 2GG1 1C C2 2C C1 1GG2 2DNADNA双链双链03有关DNA中的碱基计算规律碱基互补配对原则A1+T1+C1+G1 设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据链。根据碱基互补配对碱基互补配对原则可知：原则可知：A+G/T+C =1A+G/T+C =1A A1 1T T2 2T T1 1A A2 2GG1 1C C2 2C C1 1GG2 2DNADNA双链双链A A1 1=T=T2
16、 2 ，A A2 2=T=T1 1，GG1 1=C=C2 2 ，GG2 2=C=C1 1。1 1、DNADNA双链双链中：中：A=T A=T，G=CG=CA+G A+C T+G T+C A+G A+C T+G T+C=5050%（A+T+G+CA+T+G+C）=2 2、非配对非配对的碱基之和相等，为碱基总量的的碱基之和相等，为碱基总量的50%50%嘌呤碱数嘌呤碱数 =嘧啶碱数嘧啶碱数A A1+G+G1/T/T1+C+C1 =a =aA A2+G+G2/T/T2+C+C2 =1/a1/a互为倒数互为倒数3 3、配对关系的碱基、配对关系的碱基：A1+T1 A2+T2 A+TA2+T2+C2+G2
17、A+T+C+G =(A1+T1)%(A2+T2)%(A+T)%(G1+C1)%(G2+C2)%(G+C)%(A(A1+T+T1)/(C)/(C1+G+G1)(A(A2+T+T2)/(C)/(C2+G+G2)(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)=不同生物的不同生物的 DNADNA中，中，(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)的比值不同的比值不同DNADNA的特异性的特异性 1 1、某双链、某双链DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤占分子的碱基中，鸟嘌呤占30%30%，则胸腺嘧啶为，则胸腺嘧啶为_+T T50%50%2 2、已知某、已知某DNADNA分子中腺嘌呤分子中腺嘌呤a a个，占全
18、部碱基的比率为个，占全部碱基的比率为b b，则胞嘧啶数为，则胞嘧啶数为_20%a/2b -aA A+C C50%50%3 3、在、在DNADNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有两个氢键，胞嘧分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有两个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有啶与鸟嘌呤之间有3 3个氢键。现有四种个氢键。现有四种DNADNA样品，根据样品中碱基的百分样品，根据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（含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是（）A A含胸腺嘧啶含胸腺嘧啶32%32%的样品的样品 B B含腺嘌呤含腺嘌呤17%17%的样品的样品 C C含
19、腺嘌呤含腺嘌呤30%30%的样品的样品 D D含胞嘧啶含胞嘧啶15%15%的品的品a/b B6 6、某双链分子中，占全部碱基的，、某双链分子中，占全部碱基的，在其中的一条链中占该链碱基的，另一条链中在其中的一条链中占该链碱基的，另一条链中的含量为的含量为_5 5、DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个，求整个DNADNA分子中分子中 G=_G=_ 29%(A1+T1)%(A+T)%42%A+G50%A=T=21%4 4、若已知、若已知A A占双链的比例占双链的比例c%c%，则，则A1/A1/单链的比例无法确定，但最大值单链的比例无法确
20、定，但最大值可求出为可求出为_，最小值为，最小值为_。2c%07 7、如、如DNADNA的一条链中，的一条链中，A:GA:G:T T:C =C =1 1:2:3:4:2:3:4，则，则另一条链中另一条链中A:GA:G:T:T:C =_:C =_A A1:G:G1:T:T1:C:C1=1=1:2:3:4:2:3:4 T T2:C:C2:A:A2:G:G23 3:4:1:4:1:2 28 8、分子的一条链中、分子的一条链中（+）（）（+）0.80.8那么其互补链中那么其互补链中及整个及整个DNADNA分子中其比例应是分子中其比例应是_ （A A1 1+1 1）（）（1 1+C C1 1）（A A2
21、 2+2 2）（）（2 2+C C2 2）（A A+）（+C C）（1 1+1 1）（）（1 1+1 1）0.80.8（2 2+2 2）（）（2 2+2 2）?互为倒数互为倒数（+）（）（+）1 19 9、分子的一条链中（、分子的一条链中（A A+）（）（+C C）0.80.8那么其互补链中那么其互补链中及整个及整个DNADNA分子中其比例应是分子中其比例应是_0.8、0.81.25、19 9某生物核酸的碱基组成，嘌呤碱基占某生物核酸的碱基组成，嘌呤碱基占52%52%，嘧啶碱基占，嘧啶碱基占48%48%，此生物一，此生物一定不是（定不是（）A.A.噬菌体噬菌体 B.B.大肠杆菌大肠杆菌 C.C
22、.青霉菌青霉菌 D.D.烟草花叶病毒烟草花叶病毒10.10.甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占46%46%、嘧啶占、嘧啶占54%54%，乙生物遗传物质，乙生物遗传物质的碱基比例为：嘌呤占的碱基比例为：嘌呤占34%34%、嘧啶占、嘧啶占66%66%，则甲、乙生物可能是（，则甲、乙生物可能是（）A A蓝藻、变形虫蓝藻、变形虫 B BT2T2噬菌体、豌豆噬菌体、豌豆 C C硝化细菌、绵羊硝化细菌、绵羊 D D肺炎双球菌、烟草花叶病毒肺炎双球菌、烟草花叶病毒AD嘌呤嘌呤碱基总数碱基总数嘧啶嘧啶碱基总数碱基总数一定一定不仅仅不仅仅是双链是双链RNARNA单链单链3.在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（）A.b0.5 B.b0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b-1)个 D.胞嘧啶为b(1/2a-1)个 4.一条DNA单链的序列是5-GATACC-3,那么它的互补链的序列是（）A.5-CTATGG-3 B.5-GATACC-3 C.5-GGTATC-3 D.5-CCATAG-3CC下图怀疑对象中，谁最可能是嫌疑犯？下图怀疑对象中，谁最可能是嫌疑犯？DNADNA指纹技术还有哪些用途？指纹技术还有哪些用途？DNA指纹图用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定四四制作制作DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型
