1、第二节 DNA分子的结构和复制（第1课时）第二章 遗传的分子基础新课引入 坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。 你知道DNA模型的构建过程吗？DNA的结构有哪些主要特点呢？ 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。 1234含氮碱基脱氧核糖 磷酸 5一、沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜腺嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸一、沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜一、沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜磷酸二酯键 资料2：1951年，波林（1954年诺贝尔化学奖得主）
2、，发现蛋白质的长链结构。由此启发：DNA是由许多个_连接而成的_。脱氧核苷酸长链一条脱氧核苷酸链一、沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜 资料3： 1951年，英国科学家（威尔金斯和富兰克林）提供了DNA的X射线衍射图谱，表明DNA分子呈螺旋状结构。富兰克林及其拍摄的DNA衍射图谱威尔金斯一、沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜 沃森和克里克尝试了不同的结构模型单链螺旋结构模型三链螺旋结构模型双链螺旋结构模型 查哥夫 资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量（A=T），鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量（G=C）。查哥夫一、沃森和克里克解开了
3、DNA分子结构之谜 资料5：1953年，美国的沃森和英国的克里克以威尔金斯和富兰克林的DNA晶体X射线衍射图谱以及查哥夫的当量定律为基础，在nature上发表了论文核酸的分子结构脱氧核糖核酸的一个结构模型，引起极大的轰动。一、沃森和克里克解开了DNA分子结构之谜二、DNA分子的双螺旋结构反向平行方式盘旋成双螺旋结构二、DNA分子的双螺旋结构3553（1）DNA是由两条脱氧核苷酸链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。结构特点二、DNA分子的双螺旋结构（2）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在双螺旋结构的外侧，构成DNA分子的基本骨架；碱基排列在内侧。结构特点二、DNA分子的双螺旋
4、结构（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。结构特点二、DNA分子的双螺旋结构碱基对另一碱基对 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、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。ATGC氢键碱基互补配对原则二、DNA分子的双螺旋结构 碱基配对时，为什么嘌呤碱基不与嘌呤碱或嘧啶碱基不与嘧啶碱基配对呢？ 这是由于嘌呤碱基是双环化合物，占有空间大；嘧啶碱基是单环化合物，占有空间小。DNA分子的两条链的距离是固定的，只有双环化合物和单环化合物配对才合适。1 思考讨论二、DNA分子的双螺旋结构 为什么只能是AT、GC，不能是AC，
5、GT呢？ 这是由于A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，这样使DNA的结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：1。2 思考讨论二、DNA分子的双螺旋结构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。结构特性二、DNA分子的双螺旋结构1多样性：具有n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。2特异性：每个DNA分子都具有其特定的碱基对排列顺序。3稳定性：磷酸与脱氧核糖之间的共价键维持了一级结构的稳定性；氢键与其他作用力维持了空间结构的稳定性。结构特点二、DNA分子的双螺旋结构设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对
6、原则可知： A1=T2 ，A2=T1，G1 = C2 ， G2 =C1。则DNA双链中碱基数目的数量关系：A = T ， G = C。A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA双链DNA碱基数量相关计算二、DNA分子的双螺旋结构A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA双链嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数： A+G=T+C 即（A+G）/（T+C）=1双链DNA分子中（A+G）/（T+C）比值等于 其中任何一条链的（A+G）/（T+C）比值。A+TG+CA1+T1G1+C1A2 +T2G 2 +C2=DNA碱基数量相关计算二、DNA分子的双螺旋结构A 1T 2T 1A2G 1C
7、 2C 1G 2DNA双链双链DNA分子中，互补的两条链中 （A+G）/（T+C）的比值互为倒数。A1+G1T1 +C1T2 +C2A2 +G2=A 1+C1T1 +G1T2 +G2A2 +C2=DNA碱基数量相关计算二、DNA分子的双螺旋结构A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA双链双链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，其中任何一条链A+T的数目和是整个DNA分子A+T数目和的一半，G+C同理。A+TA+T+G+CA1 +T1 +G1 +C1A1 +T1=A2 +T2 +G2 +C2A2 +T2=A1 +T1（
8、A+T）12=A2 +T2DNA碱基数量相关计算“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律1在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A+G=T+C。2互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中 =m，则在互补链及整个DNA分子中都有 =m。A+TG+CA+TG+C3非互补链之和的比例在两条互补链中虎互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中 =a，则在其互补链中 = ，而在整个DNA分子中 =1。A+GT+CA+GT+C1aA+GT+C三、设计和制作DNA分子双螺旋结构模型课堂小结五种元素： C、H、O、N、P四种碱基： A、G、C、T三种物质： 磷
9、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长链一种螺旋： 规则的双螺旋结构DNA的组成和结构（可用五四三二一表示）1 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分子结构构建方面突出贡献的说法中，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的量课堂检测B课堂检测2下面是DNA的分子结构模式图，说出图中110的名称。 12345678109GTCA1：胞嘧啶2：腺嘌呤3：鸟嘌呤4：胸腺嘧啶5： 脱氧
10、核糖6： 磷酸7： 胸腺嘧啶脱氧核苷酸8： 碱基对9： 氢键10：1条脱氧核苷酸链的片段课堂检测3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CDNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对，C与G配对DDNA的两条链反向平行A课堂检测4已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是 （ ）A1800个和800个B1800个和l800个C3600个和800个 D3600个和3600个C课堂检测5某高中一实验小组想要制作一个含10个碱基对的DNA分子双螺旋结构模型，模型设计设定其中一条链所用的A、C、T、G碱基模型的数量比为1234，则模型构建需要准备的C碱基模型的数量应为（ ）A4个 B5个C6个 D8个C敬请各位老师提出宝贵意见！
