DNA分子的结构-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

在对DNA结构的探索中，于1953年摘取桂冠的是两位年轻的科学家---美国生物学家沃森和英国的物理学家克里克。沃森克里克1、DNA分子是怎样储存遗传信息的？2、DNA分子是怎样决定生物的性状？大多数生物体的遗传物质是DNA，所以：DNA是主要的遗传物质。第2节：DNA分子的结构第三章基因的本质DNA结构？一、DNA结构模型的构建资料1:20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是

。脱氧核苷酸1分子脱氧核苷酸=

+

+

.1分子磷酸1分子脱氧核糖1分子含氮碱基碱基AGCT磷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核糖34521资料2:DNA是由许多个“脱氧核苷酸”连接而成的长链。思考：如何连接呢？3'，5'-磷酸二酯键3'，5'-磷酸二酯键…一条脱氧核苷酸链（单链）

不叫DNA分子二战后，科学家利用电子显微镜测定了DNA分子的直径约为2nm。富兰克林（英）根据三条链的模型计算出的含水量仅为实测值的1/10资料3结论DNA可能由两条或三条链组成。资料4结论DNA由两条链组成一条链组成的DNA：直径＜2nm两条链或三条链组成的DNA：直径≈2nm四条链组成的DNA：直径＞2nm“富兰克林”和“威尔金斯”应用Ｘ射线衍射技术，拍摄了多张“DNA衍射图谱”，发现DNA翻转180°后，翻转的图谱与未翻转的一模一样。资料5翻转180°【模型建构】下图是具有三个碱基对的两条链排布的情况：可能性2可能性1可能性3可能性2可能性1可能性3翻转180°可能性1可能性2可能性3√√科学家曾对脱氧核苷酸的化学结构进行分析，发现磷酸基团具有亲水性，碱基具有疏水性，不同的碱基之间还可以形成氢键。资料6×√可能性1可能性3注意：这种配对原则称为“碱基互补配对原则”

1952年，沃森和克里克从查哥夫那里得知了一条重要信息：DNA分子中（双链中）A的量总是等于

的量，G的量总是等于

的量。TC资料7A-T，G-C碱基对具有相同的直径和形状这样组成的DNA分子具有恒定的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系。：“沃森”和“克里克”以威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱，推算出DNA呈

结构。螺旋DNA双螺旋结构DNA衍射图谱资料81953年4月25日沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型

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》论文在英国《自然》杂志上刊载，引起了极大的轰动。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诺贝尔生理学或医学奖。衍射图谱A

T

C

G螺旋外外内相同A＝T

G＝CTC小结、DNA结构模型的构建例1、下列关于沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的叙述，错误的是(

)A．沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型是建立在DNA分子是以4种脱氧核苷酸(碱基为A、T、G、C)为单位连接而成的长链的基础上B．威尔金斯和富兰克林通过对DNA衍射图谱的有关数据进行分析，得出DNA分子呈螺旋结构C．沃森和克里克曾尝试构建了多种模型，但都不科学D．沃森和克里克最后受腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量的启发，构建出了科学的模型B例2．下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法，正确的是(

)A．威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像B．沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型C．查哥夫提出了A与T配对，C与G配对的正确关系D．富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量B1、结构特点（1）DNA分子是由

条链组成，这两条链按

方式盘旋成

结构。（2）DNA分子中的

交替连接，排列在

侧，构成基本骨架；

在内侧。（3）两条链上的碱基通过

连结起来，形成碱基对，且遵循

原则。两反向平行双螺旋脱氧核糖和磷酸外碱基氢键(2个或3个)碱基互补配对二、DNA分子的结构观察DNA的结构模式图，思考并填写以下问题：DNA分子的结构特点1、每个DNA片段有游离磷酸基团几个？3、在DNA分子中，嘌呤碱基和嘧啶碱基的

数量是否相等？

单链中呢？4、单链中，相邻碱基怎样连接?5、双链中，相邻碱基怎样连接?6、为什么“G、C”碱基对的含量越多，DNA越耐高温（越稳定）？2、DNA分子中磷酸、脱氧核糖、碱基数量

有怎样的关系？观察DNA的结构模式图，思考以下问题：21：1：1相等不一定氢键脱氧核糖--磷酸—脱氧核糖7、DNA分子中，每一个磷酸都与两个脱氧核糖相连？例题、经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知，该生物体内的核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，由此可以判断(

)A．此生物体内的核酸一定是DNAB．该生物一定不含DNA而只含RNAC．若此生物只含DNA，则一定是单链的D．若此生物含DNA，则一定是双链的C两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是

的。AAATTTGGGGCCCATC观察DNA的结构：长链中的碱基对的排列顺序是

的。（）稳定不变千变万化遗传信息附录1：菌株SXL-10718SrDNA全序列测定结果（

1265）

（正向引物5'-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3'，反向引物5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3'

）

AGGAAAGATCTTAGTCGGGTGAATGATTCGATTCGAGCTCGGTACCCGGGGATCCTCTAGAGATTTCCGTAGGTGAACCTGCGGAAGGATCATTATGAATTAAAAATATTTGTGAAATTTCAACAAACAACATCAATTTTATAGTCTATTATTTTTAATTAAAACTTTTAACAATGGATCTCTTGGTTCTCGTATCGATGAAGAACGCAGCGAAACGCGATATTTCTTGTGAATTGCAGAAGTGAATCATCAGTTTTTGAACGCACATTGCACTTTGGGGTATCCCCCAAAGTATACTTGTTTGAGCGTTGTTTCTCTCTTGGAATTGCTTTGCTCTTCTAAAATTTCGAATCAAATTCGTTTGAAAAACAACACTATTCAACCTCAGATCAAGTAGGATTACCCGCTGAACTTAAGCATATCAATAAGCGGAGGAAATCGTCGACCTGCAGGCATGCAAGCTTGGCACTGGCCGTCGTTTTACAACGTCGTGACTGGGAAAACCCTGGCGTTACCCAACTTAATCGCCTTGCAGCACATCCCCCTTTCGCCAGCTGGCGTAATAGCGAAGAGGCCCGCACCGATCGCCCTTCCCAACAGTTGCGCAGCCTGAATGGCGAATGGCGCCTGATGCGGTATTTTCTCCTTACGCATCTGTGCGGTATTTCACACCGCATATGGTGCACTCTCAGTACAATCTGCTCTGATGCCGCATAGTTAAGCCAGCCCCGACACCCGCCAACACCCGCTGACGCGCCCTGACGGGCTTGTCTGCTCCCGGCATCCGCTTACAGACAAGCTGTGACCGTCTCCGGGAGCTGCATGTGTCAGAGGTTTTCACCGTCATCACCGAAACGCGCGAGACGAAGGGGCCTCGTGATACGCCTATTTTTATAGGTTAATGTCATGATAATAATGGTTTCTTAGACGTCAGGTGGCACTTTTCGGGGAAATGTGCGCGGAAACCCTATTTGTTATTTTTCTAAATACATTCAAATATGTATCCGCTCATGAGACATACCCTGATAAATGCTTCAATAATATGGAAAAGGAGAGTATGAGTATTCACATTTCCGTGTCGCCTTAGTCCCTTTTTTGCGCATTTTGCCCTTCTGTTTTGCTTCACCCAGGAACGCTGGGTGAAGTAAAAGATGGCCTGAGAATCAGCTGACTGACGATTGCTTACAATCAACTGAATCTCAAACGCGTTAGATCCTGGAAGGGTTTCCCGGAAACGTTTCCAATGTAGAGAAACCATTTGAGACC、H、O、N、PA、T、G、C脱氧核糖脱氧核苷酸脱氧核苷酸链DNA双螺旋结构2、DNA分子的结构层次五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、G、C、T，（4种碱基对）四种脱氧核苷酸三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链一种螺旋：规则的双螺旋结构小结1．下图为核苷酸链结构图，下列叙述正确的是(

)A．能构成一个完整核苷酸的是图中的bB．图中每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连C．各核苷酸之间是通过氢键连接起来的D．DNA分子中，每一个磷酸都与两个脱氧核糖相连B2、DNA分子是由两条反向平行的

长链形成，排在外侧的磷酸和

交替连接构成基本骨架，通过

连接起来的

排列在内侧。碱基对的组成规律

（A）一定与

（T）配对，G鸟嘌呤一定与

（C）配对，反之亦然，这种一一对应的关系叫做

原则。脱氧核苷酸脱氧核糖氢键碱基对胞嘧啶腺嘌呤胸腺嘧啶碱基互补配对3、在DNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3个氢键。现有四种DNA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（）A．含胸腺嘧啶32%的样品B．含腺嘌呤17%的样品C．含腺嘌呤30%的样品D．含胞嘧啶15%的样品B4．下列关于DNA结构的叙述中，错误的是(

)A．大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构B．外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基C．DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对，C与G配对D．DNA的两条链反向平行5．下列关于DNA分子结构的说法中，不正确的是(

)A．在一个DNA分子中总是含有两个游离的磷酸基团B．DNA分子的基本骨架由“……—磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—……”构成C．两条单链能结合在一起与氢键的作用密切相关D．DNA分子中G与C所占比例越大，结构越稳定AA三、DNA分子的特性1）多样性：DNA中碱基对的排列顺序千变万化。情境1：一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G（

有4000个碱基对）。请同学们计算其DNA分子最多有多少种？4

种40003)稳定性：

情境3：两条链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序是否不变？碱基的配对方式是否不变？2）特异性：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序。情境2：假设人类第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的，那么，你与同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？４-17X４-17不变思考：真核生物的“遗传物质”等同于“染色体”吗？“DNA”等同于“基因”吗？例、下图能正确表示染色体、DNA、基因三者之间关系的是(

)C（一）DNA水解产物、氢键数目的计算1、DNA水解产物：初步水解产物是

，彻底水解产物是

。2、氢键数目计算：若碱基对为n，则氢键数为2n～3n；若已知A有m个，则氢键数为

。3n－m（四种）脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基（6种）四、与DNA有关的计算1、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤(G)占36%，胸腺嘧啶(T)数目为_____14%（二）碱基（对）数目的计算规律1：DNA分子中任意两不互补碱基之和恒等于碱基总数的50%∵A=T，G=C∴A+G=T+C=50%，A+C=T+G=50%例、一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是__

_个602、DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G=_____

29%（二）碱基（对）数目的计算规律2：互补两碱基之和在单双链中所占比值相等A1+T1+G1+C1A1+T1=c%A2+T2+G2+C2A2+T2=c%A+TA+T+G+C=c%

例、已知某双链DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的34%，其一条链中的T与C分别占该链碱基总数的32%和18%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的

A．34%和16% B．34%和18%C．16%和34% D．32%和18%AA+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=a=a=a3、DNA分子的一条链中，A+G/T+C=b，则胸另一条互补链中A+G/T+C=_____（二）碱基（对）数目的计算规律3：不互补碱基之和之比在两条单链（互补链）中互为倒数。1bA2+G2T2+C2=T1+C1=bA1+G11b规律4：不同生物的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值

（相同/不同）。该比值体现了不同生物DNA分子的

性。不同生物的DNA分子中（A＋G）/（C＋T）的比值

（相同/不同）不同特异相同规律1：DNA分子中任意两不互补碱基之和恒等于碱基总数的50%∵A=T，G=C∴

A+G=T+C=50%，A+C=T+G=50%规律3：不互补碱基之和之比在两条单链（互补链）中互为倒数。1bA2+G2T2+C2=T1+C1=bA1+G1规律2：互补两碱基之和在单双链中所占比值相等A1+T1+G1+C1A1+T1=c%A2+T2+G2+C2A2+T2=c%A+TA+T+G+C=c%规律总结A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=a=a=a规律4：不同生物的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值

（相同/不同）。该比值体现了不同生物