3.2 DNA分子的结构 课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第3章基因的本质第2节DNA的结构学习目标与任务1.阅读分析DNA双螺旋结构模型的构建过程，说出DNA的结构特点。2.阐明碱基互补配对原则，并据此计算给定条件下DNA双链中的碱基含量。3.列举DNA作为遗传物质必须具备的特性。4.认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。温故知新：DNA是主要的遗传物质。DNA如何储存遗传信息？DNA如何决定生物的性状？DNA的结构？DNA双螺旋结构模型的构建1953年，美国生物学家沃森（J.D.Watson)和英国物理学家克里克（F.Crick)提出DNA双螺旋结构模型。这一伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。【思考与讨论】

阅读教材第48~49页“思考·讨论”——《DNA结构模型的构建》，并根据资料回答有关DNA结构方面的问题。（1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？（2）DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位？（3）DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？一、DNA模型的构建1.DNA的基本单位是

。脱氧核苷酸1分子磷酸1分子脱氧核糖1分子含氮碱基1分子脱氧核苷酸

=

+

+

。【模型建构1】脱氧核苷酸P脱氧核糖含氮碱基ACT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G脱氧核苷酸的种类一、DNA模型的构建1.DNA的基本单位是

脱氧核苷酸。2.DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。【模型建构2】脱氧核苷酸链

英国生物物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林利用X射线衍射技术，获得了高质量的DNA衍射图谱。沃森和克里克以此为主要依据，推算出DNA呈螺旋结构。一、DNA模型的构建【模型建构3】螺旋一、DNA模型的构建1950年，奥地利生物化学家查哥夫报道了他对来自人、猪、牛、羊、细菌和酵母菌等不同生物的DNA分析结果：虽然在不同生物的DNA之间，4种核苷酸的数量和相对比例很不相同，但无论在哪种物质的DNA中，都有A=T和G=C。1952年春天，他访问卡文迪什实验室时，向沃森和克里克详细解释了这一规律。一、DNA模型的构建【模型建构4】DNA双链

沃森和克里克构建了一个将碱基安排在双链内部的模型，其中，A与T配对，C与G配对，两条链的方向相反。一、DNA模型的构建【模型建构5】DNA双螺旋AGT碱基对另一碱基对

嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、G只和C配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。氢键一、DNA模型的构建同时期的科学家提出，核苷酸与核苷酸之间是通过磷酸二酯键连接的。C1C2C3C4C5一、DNA模型的构建5’→3’5’→3’【反向平行】(1)每个双链DNA片段中磷酸∶脱氧核糖∶碱基=1∶1∶1。(2)每个双链DNA片段中有2个游离的磷酸基团。除游离的磷酸基团外,每个磷酸基团与2个脱氧核糖相连。(3)DNA单链上相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接,互补链中配对碱基通过氢键相连。(4)A与T之间有2个氢键,G与C之间有3个氢键。DNA分子中氢键的数目越多,结构越稳定,故G—C碱基对越多,DNA热稳定性越强。左一：威尔金斯左三：克里克左五：沃森1953年3月7日，沃森和克里克构建出新的DNA模型，在这个模型中，DNA是一个双螺旋结构，螺旋内部的碱基之间通过氢键连接成碱基对，磷酸在外周。沃森、克里克和威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔生理学或医学奖一、DNA模型的构建构建者:沃森和克里克。构建过程

（1）DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。（2）DNA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起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。DNA双螺旋结构的主要特点DNA双螺旋结构的特点项目特点整体由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构排列外侧脱氧核糖和磷酸交替连接,构成基本骨架内侧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A与T配对、G与C配对特别提醒

原核细胞中的DNA分子、真核细胞细胞器中的DNA分子为双链环状结构,环状DNA分子无游离的磷酸基团。研究表明：DNA结构的稳定性与四种碱基的含量有关：G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。同学们知道原因吗？G与C形成三个氢键，A与T只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强，DNA的结构越稳定。二、DNA的特性

在生物体内，一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有4种：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种？4种4000DNA中的遗传信息蕴藏在哪儿?【思考】你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。碱基对的排列顺序代表遗传信息

种类：4n（n为碱基对数目）

一般来说，一个较短的DNA分子有4000个碱基对，其排列顺序的组合是几近无穷的。例：假如一个基因只有17个碱基组成，那么这种排列有多少种可能？417种。大约为172亿种。二、DNA的特性小结：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中：

多样性－－碱基排列顺序的千变万化

特异性－－碱基的特定的排列顺序意

义－－DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，G2=C1。则在DNA双链中：

A=T，G=C可引申为：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C=50%A

1T2T1A2G

1C2C1G2DNA双链三、碱基互补配对原则的应用（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=11①两条链不互补的碱基之和相等。（A+G）/（A+T+G+C）=1/2②两条链中不互补的碱基和与两条链碱基总数之比等于50%（1/2）。（A1+T1）/（A2+T2）=（G1+C1）/（G2+C2）=11③一条链中互补碱基的和等于另一条链中互补碱基的和。有关DNA中的碱基计算

（A1+G1）/（T1+C1）=a，则（A2+G2）/（T2+C2）=1/a④一条链中不互补碱基的和之比等于另一条链中这种比值的倒数。（A+T）/（A+T+G+C）=a，则（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=a⑤两条链中互补碱基和与两条链碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。有关DNA中的碱基计算若双链DNA中，一条链的碱基组成和比例为A∶T∶C∶G=1∶2∶3∶4，则另一条链相应的碱基比是A．1∶2∶3∶4B．4∶3∶2∶1C．2∶1∶4∶3D．1∶1∶1∶1√【即时反馈】化学组成单位双螺旋结构基本单位——脱氧核苷