第2节DNA分子的结构1
第3单元 第1章 第2节 DNA的分子结构
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3．脱氧核糖核苷酸种类 脱氧核糖核苷酸的含氮碱基有四种，分别是： 腺嘌呤(A)、 鸟嘌呤(G)、 胸腺嘧啶(T) 和 胞嘧啶(C) 。因此脱氧核糖核苷酸也有 四 种。 二、DNA双螺旋结构 1．提出者： 沃森和克里克 。 2．结构特点 (1)由两条脱氧核糖核苷酸 长链，按反向平行方式向右盘绕成双螺旋结构。
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(2)结构
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3．DNA分子的特点 (1)稳定性：DNA分子呈现 右手双螺旋结构 。 (2)多样性：碱基对的 排列方法 在理论上几乎是无限的。 (3)特异性：碱基对的 特定排列顺序 构成了DNA分子的特异性。
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[合作探讨] 探讨1：一分子DNA中，脱氧核糖核苷酸的数量与含氮碱基的数量是否相 等？ 提示：相等，因一分子脱氧核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一 分子含氮碱基组成。 探讨2：DNA彻底水解会得到几种物质？
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(1)每个DNA片段中有2个游离的磷酸基团，各在两条链的其中一端。 (2)氢键数目计算：A与T间可构成2个氢键，G与C间可形成3个氢键，故G—C 对比例越大的DNA分子，其氢键数目越多，DNA分子越稳定。 (3)氢键：可用解旋酶和加热法将其断裂。
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3．DNA分子中碱基计算常用规律
A1＋T1＝A2＋T2，G1＋C1＝G2＋C2(1、2分别代表DNA分子的两条链，下同)。 规律4：一条链中互补的两种碱基数量之和占该单链碱基数的比例等于DNA
分子两条链中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例，即
A1＋T1 A1＋T1＋G1＋C1
高中生物 第四章 遗传的分子基础 第2节 DNA的结构和DN
“DNA分子的结构和复制”知识归纳1. DNA分子的结构（1）元素组成：C、H、O、N、P等。
（2）基本单位：脱氧核苷酸（4种）。
（3）空间结构：规则的双螺旋结构：①由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋而成；②外侧的基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，碱基排列在内侧；③两条长链上的碱基通过氢键按碱基互补配对原则形成碱基对（A－T，G－C）。
（4）结构特点：稳定性、多样性、特异性。
2. DNA与RNA的比较3. DNA分子的复制（1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
（2）时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
（3）场所：主要在细胞核中，其次是在线粒体、叶绿体、原核生物的拟核和质粒中。
（4）条件：模板、原料、能量、酶、一定的温度和适宜的pH等。
（5）复制的“精确性”：DNA的双螺旋结构和碱基互补配对原则。
（6）复制的“差错性”：受外界各种因素的影响，也可能发生差错，这是生物遗传和变异的物质基础和根本原因。
（7）过程：解旋→合成→延伸和盘绕。
（8）特点：边解旋边复制；半保留复制。
（9）意义：使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持遗传信息的连续性；由于复制发生差错而出现基因突变，从而为生物进化提供选择材料。
4. 转录、翻译和DNA复制的区别5. 有关计算规律（1）DNA分子复制的计算已知某一条全部N原子被标记的DNA分子（0代），转移到含的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下表：（2）蛋白质合成时的计算在蛋白质的合成过程中，以DNA分子两条链中的一条链为模板合成一条信使RNA链，因此，DNA中的碱基数是RNA碱基数的两倍。
翻译时，信使RNA每三个碱基决定一种氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表示为：信使RNA3n个碱基数即一条肽链中的氨基酸数：mRNA上的碱基数：DNA上的碱基数＝1：3：6。
3.2DNA分子的结构
第2节 DNA分子的结构【课程目标】1、知识与技能:(1)阐明DNA分子的结构特点(2)通过观察DNA结构模型及模仿制作DNA双螺旋结构模型来提高观察能力、分析和理解能力2、过程与方法:学习DNA分子结构时，要明确构成DNA的化学元素、基本单位、化学结构和空间立体结构。
可结合书中的DNA的化学组成平面图和双螺旋结构的空间立体图,明确DNA的结构。
初步形成结构和功能、多样性与共同性相统一的观点。
是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在子代表现出来。
那么，DNA为什么能起遗传作用呢？【知识探究】1、DNA双螺旋结构模型的构建（1）构建DNA双螺旋结构的两位科学家是和。
（2）构成DNA的基本单位是，共有种。
分别是、、和。
例题：下列各图中，正确代表脱氧核苷酸的结构是DNA分子是由很多不同的脱氧核苷酸组成的多脱氧核苷酸链。
DNA分子不仅具有一定的化学结构，还具有其特殊的空间结构。
2、DNA分子的结构DNA是规则的结构，其主要特点是：（1）DNA分子是由条链构成的，这两条链按方式盘旋成双螺旋结构。
（2）DNA分子中的和交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；排列在内侧。
（3）两条链上的碱基通过连接成碱基对。
碱基配对的规律是：A与配对，G与配对，碱基之间的这种一一对应的关系，叫做原则。
【疑难点拨】1、DNA分子结构特点(1)DNA分子结构比较稳定，其分子结构的稳定性体现在：一是分子骨架中脱氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不变；二是每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构，将易分解的含氮碱基排列在内侧；三是两条链间碱基互补配对原则严格不变。
(2)DNA分子结构具有多样性：（原因？）(3)DNA分子结构具有特异性：（是指什么？）例题：(2003年江苏卷) 决定DNA遗传特异性的是( )A．脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列顺序 B．嘌呤总数与嘧啶总数的比值C．碱基互补配对原则 D．碱基排列顺序思考：DNA结构的多样性和特异性是否矛盾？2、如何理解构成DNA分子的两条链的反向平行？3、关于碱基互补配对原则（此关系成立的条件是什么？）(1)碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G 一定与C配对的一一对应关系。
(新课)第2节 DNA分子的结构
【课堂反馈】
4．下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中1－10 的名称。
10
1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖 6. 磷酸 7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8. 碱基对 9. 氢键 10. 一条脱氧核苷酸链的片段
8
G
1
T
2
C
9
3
A
4 7
5
6
DNA中碱基计算的一般规律
A
T
T
A
T
A
C
G
A
T
G
C
T
A
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、C只和G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。
2、DNA分子结构的主要特点
反向平行 （1）DNA分子是有 2 条链组成， 盘 旋成 双螺旋 结构。
（2 碱基对 排列在内侧。 （3）碱基通过 氢键 连接成碱基对，并遵 循 碱基互补配对 原则。
3、DNA分子的特性：
①稳定性： ＤＮＡ中的脱氧核糖和磷酸交替连接的 方式不变，两条链间碱基互补配对的原 则不变。（即结构的稳定性） ②多样性： DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。 一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可 能的排列方式就有44000种。
③特异性： 特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
脱氧 核糖
G
腺嘌呤脱氧核苷酸
磷酸 磷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
脱氧 核糖
C
脱氧 核糖
T
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
二、DNA双螺旋结构模型的构建
1953年，美国科学家沃森（1928—）和英 国科学家克里克（1916—2004），共同提出了 DNA分子的双螺旋结构模型。
第2节_DNA分子的结构
G C A T
胸腺嘧啶 胞嘧啶 鸟嘌呤 腺嘌呤
脱氧核苷酸的种类
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
二、DNA分子的结构
2、脱氧核苷酸的连接方式
① 相邻两个
脱氧核苷酸 的连接 两个脱氧 核苷酸通 过磷酸二 酯键连接
H2O
3′, 5′— 磷酸二酯键
二、DNA分子的结构
计算中的特异性
④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基 总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占 该链碱基总数的百分比。
DNA双链
A 1 +T 1 = A 1 +T 1 +G 1 +C 1 A 2 +T 2 = A 2 +T 2 +G 2 +C 2 A+T = A+T+G+C m
A1
T1
T2
A2 C2 G2
m G1
m
C1
分清楚是DNA分子(双链)还是脱氧核苷酸单链
练习
1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ 解析：因为DNA分子中，A+G=T+C。所以， A=50%–23%=27% 2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其 互补链和整个DNA分子中分别是多少？ 2.5 1 3、若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其 互补链和整个DNA分子中分别是多少？ 0.4 0.4
五种元素： C、H、O、N、P 四种碱基： A、G、C、T，相应的有四种 脱氧核苷酸 三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 两种连接 相邻：磷酸二酯键连接 方式： 相对：氢键连接 一种螺旋： 规则的双螺旋结构
第2、3节 DNA分子的结构 & DNA的复制
第2节DNA分子的结构注意：本节内容整合了教材第2节和第4节知识梳理一DNA 结构模型的构建1951年前，科学界：DNA分子是以为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有、、、四种碱基。
1951年，威尔金斯：DNA的X射线衍射图谱。
1952年，查哥夫：DNA分中，腺嘌呤（A）的量总是等于；鸟嘌呤（G）的量总是等于。
1953年，沃森和克里克：《核酸的分子结构——》1962年，沃森、克里克、威尔金斯：诺贝尔生理学或医学奖二DNA分子双螺旋结构的主要特点（1）DNA分子是由条链组成的，这两条链按方式盘旋成双螺旋结构。
（2）DNA分子中的和交替连接，排列在，构成基本骨架；排列在内侧。
（3）两条链上的通过连接成，并且碱基配对有一定的规律：A（腺嘌呤）一定与（）配对；G（鸟嘌呤）一定与（）配对。
碱基之间的这种一一对应的关系，叫。
三DNA中的遗传信息（1）DNA分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在之中；（2）碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的性。
（3）是生物体多样性和特异性的物质基础。
四基因和DNA的关系（1）研究表明，一个DNA分子上有多个基因，每一个基因都是特定的，有着特定的。
因此，基因可定义为。
（2）每一个特定的基因，从功能上来说具有特定的，从分子结构上来说具有特定的。
小结：关于“基因的本质”问题的探索，是近150年来，数几代科学家不懈努力的过程。
1866年，孟德尔首次提出生物体内存在决定性状的“遗传因子”；1909年，约翰逊将“遗传因子”改名为“基因”；1909年，摩尔根证明了基因在染色体上；1944年，艾弗里证明了DNA是遗传物质；1952年，赫尔希和蔡斯也证实了DNA是遗传物质。
如今，我们终于弄清楚了基因的本质——具有遗传效应的DNA片段。
基础练习：教材P51《练习》，教材58页《练习》提升训练：《学习评价》P38页第2节、P42页第4节课外作业：制作DNA双螺旋结构模型第3节DNA的复制知识梳理一DNA分子复制的过程1、概念：是指以亲代DNA分子为合成子代DNA的过程。
DNA分子结构
3、DNA分子的水解 （1）初步水解产物： 脱氧核苷酸 （2）彻底水解产物： 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
4、DNA分子的特性 （1）多样性： 碱基（脱氧核苷酸）排列顺序千变万化 （2）特异性： 特定的DNA分子有特定的碱基排列顺序
三、RNA分子的结构
1、基本组成单位： 核糖核苷酸 腺嘌呤(A) 磷酸 核糖 (含氮)碱基
第2节 DNA分子的结构
一、结构的构建
1、模型名称：
规则的双螺旋结构 2、构建者：
沃森和克里克
二、DNA分子的结构
1、基本组成单位： 脱氧核苷酸 磷酸
O
5’
腺嘌呤(A) (含氮)碱基
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
3’ 脱氧核糖
（三个分子脱水缩合连接而成）
胸腺嘧啶(T)
4种脱氧核苷酸
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
2、结构主要特点： (1)两条脱氧核苷酸链反向平行 (2)外侧磷酸和脱氧核糖交替连接，构成基本骨架 (3)内侧是通过氢键连接的碱基对 A 与 T 配对， 2 个氢键相连 碱基互补配对原则： G与C配对，3个氢键相连 3’ 游离的磷酸基团 A T 5’ G
磷酸二酯键 （脱水缩C)
尿嘧啶(U)
腺嘌呤核糖核苷酸
4种核糖核苷酸
鸟嘌呤核糖核苷酸
胞嘧啶核糖核苷酸
尿嘧啶核糖核苷酸
2、结构主要特点：
A
G C U
单链结构
四、比较各类生物的核酸 生物 遗传 举例 核酸 核苷酸 碱基 五碳糖 种类 物质 DNA 噬菌体 DNA 1 4 4 1 病毒 RNA HIV、烟草花 RNA 1 4 4 1 病毒 叶病毒、 原核 蓝藻、细菌 DNA 2 8 5 2 生物 真核 DNA 2 8 5 2 生物
第2节DNA子的结构
第2节DNA 分子的结构【典例导悟】1】如图为DNA 分子的平面结构，虚线表示碱基间的氢键。
请据图回答:相间排列，构成了 DNA分子的基本骨架。
含有200个碱基的某DNA 片段中碱基间的氢键共有 260个。
请回答:【规范解答】(1)从主链上看，两条单链是反向平行的； 从碱基关系看，两条单链遵循碱基互补配对原则。
脱氧核糖与磷酸交替连接排列在外侧，构成 DNA 分子的基本骨架。
图中涉及到4种碱基，4种碱基之间的配对方式有两种，但碱基对的种类有(3) 4 4 (4 )◎ 40 60②G 与 C【互动探究】(1)图中的A 与ATP 中的A 有何不同?(2)该图中的DNA 片段最多可形成几种?提示：(1)图中A 为腺嘌呤，而ATP 中的A 为腺苷。
(2) 44 种。
从主链上看，两条单链A1.平行；从碱基关系看，两条单链 【典例 图中有种碱基,种碱基对。
(4)①该 DNA 片段中共有腺嘌呤 .个，C 和G 构成的碱基对共对。
②在 DNA 分子稳定性的比较中,碱基对的比例越高， DNA 分子稳定性越高。
(2) 4 种，即 A — T 、T — A 、G—C 、C — Go (4) 假设该DNA 片段只有A 、T 两种碱基，则200个碱基，100个碱基对, 含有200个氢键，而实际上有260个氢键，即G —C 或C — G 碱基对共60个，所以该DNA 中腺嘌呤数为X( 200-2 X 60) =40 个。
C 和G 共60对，由于G 与C 之间有三个氢键，A 与T 之间有两个氢键，因此,G 与C 构成的碱基对的比例越高，DNA 分子稳定性越高。
答案：(1)反向 碱基互补配对(2)脱氧核糖 磷酸【规律方法】DNA结构的“五、四、三”记忆五种元素: C、H、0、N、P;四种碱基: A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸;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。
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小麦、大肠杆菌、噬菌体、酵母菌、HIV的遗传物 质分别是 。
艾弗里实验证明：S型菌的DNA才是使R型菌产生 稳定遗传变化的物质。其实验设计中的关键思路 是 。
噬菌体侵染细菌实验中，噬菌体将 内，利用 ，合成出 该实验的结论是 注入细菌 。
。
第 2 节
D N A
的 结 构
脱氧. 4.
5.
目的要求： 材料用具： 模型设计： 用 代表 三种小分子如何连接？ 每条链的脱氧核苷酸如何连接？ 如何体现反向平行？ 如何体现两条链间的互补配对？
。
若某DNA分子片 断中含有100个碱基 对，问有多少种可能 的碱基对排列次序？
A T C G
1951年
威尔金 斯 DNA的X射 线衍射图
两人对DNA结构怀有浓厚的兴趣，受威尔金 斯启发，两人进行了大量的模型构建的工作。
1962年
威尔金斯 沃森 和克里克获诺贝尔奖
模型构建：制作DNA双螺旋结构模型
能使生物大分子非常复杂的空间结构以完整的、 简明扼要的形象表示出来