单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/9/7,0,3.2 DNA,的结构,第三章 基因的本质,3.2 DNA的结构第三章 基因的本质,1,象征着“生命”的雕塑,北京中关村高科技园区,原名为,“生物链”,以独特的双螺旋结构,被看作中关村的标志,象征着“生命”的雕塑,2,DNA,结构的研究,研究,DNA,结构常用的方法：,X,射线晶体衍射法,此时科学界已认识到：,DNA,是以,4,种脱氧核苷酸,为单位连接而成,的长链，这,4,种脱氧核苷酸分别含有,A,、,T,、,G,、,C 4,种碱基,DNA结构的研究,3,DNA,衍射图谱的发现,英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林,DNA,衍射图谱（应用,X,射线衍射技术）,现象：,DNA,呈现“,X,”形,推断：,DNA,分子式螺旋的,DNA衍射图谱的发现,4,测定,不同生物的碱基含量,奥地利生物化学家查哥夫,碱基组成（,%,）,碱基比例,A,G,C,T,A/T,G/C,嘌呤,/,嘧啶,人,30.9,19.9,19.8,29.4,1.05,1.00,1.04,鸡,(,母,),28.8,20.5,21.5,29.2,1.02,0.95,0.97,海胆,32.8,17.7,17.3,32.1,1.02,1.02,1.02,酵母,31.3,18.7,17.1,32.9,0.95,1.09,1.00,大肠杆菌,24.7,26.0,25.7,23.6,1.04,1.01,1.03,测定不同生物的碱基含量碱基组成（%）碱基比例AGCTA/TG,5,查哥夫法则的发现,奥地利生物化学家查哥夫,通过测定多种生物,DNA,中碱基的含量,提出了,查哥夫法则,：,在,DNA,中，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。,（,A=T,G=C,）,查哥夫法则的发现,6,DNA,双螺旋结构模型的构建,美国生物学家沃森和英国物理学家克里克,提出,“,DNA,双螺旋结构”,沃森和克里克尝试了很多种不同的,双螺旋和三螺旋结构,模型，在这些模型中，碱基位于螺旋的外部，但是这些模型很快就被否定了,。,沃森和克里克没有气馁，又重新构建了一将,磷酸,-,脱氧核糖骨架排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双螺旋。,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA双螺旋结构模型的构建DNA的结构-人教版高中生物必修二,7,DNA,双螺旋结构模型的构建,美国生物学家沃森和英国物理学家克里克,基于威尔金斯和富兰克林的,DNA,衍射图谱和查哥夫定律，最终成功构建,DNA,双螺旋结构模型。,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,。,标志,着分子生物学时代的诞生。,沃森（左）和克里克（右）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA双螺旋结构模型的构建沃森（左）和克里克（右）DNA的结,8,DNA,的结构,主要特点：,DNA,是由,2,条单链,组成的。,这,2,条链按,反向,平行方式,盘旋成双螺旋结构。,P,4,1,3,5,2,o,P,4,1,3,5,2,0,P,P,P,4,1,3,5,2,o,P,4,1,3,5,2,0,P,P,5,5,3,3,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA的结构P41352oP413520PPP41352oP,9,DNA,的结构,主要特点：,DNA,中的脱氧核糖和磷酸,交替连接，排在外侧，构成,基本骨架；碱基排列在内侧。,磷酸二酯,键：,由,一个核苷酸的磷酸基和另一个核苷酸的五碳糖上的,3,号位点之间形成的一个共价键,P,O,P,O,磷酸二酯键,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA的结构POPO磷酸二酯键DNA的结构-人教版高中生物必,10,DNA,的结构,碱基主要特点：,两条链上的碱基通过,氢键,连接成,碱基对，并且碱基配对具有一定的,规律。,碱基互补配对原则：,A(,腺嘌呤,),一定与,T(,胸腺嘧啶,),配对；,G(,鸟嘌呤,),一定与,C(,胞嘧啶,),配对，碱基之间这种一一对应的关系。,A,A,T,T,G,C,氢键,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA的结构AATTGC氢键DNA的结构-人教版高中生物必修,11,DNA,的结构,在碱基配对,时，,为什么不是嘌呤和嘌呤或嘧啶和嘧啶,碱配对呢？,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,。,而,DNA,分子的两条链的距离是,固定的,。,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA的结构DNA的结构-人教版高中生物必修二PPT优质课件,12,DNA,的结构,其他特点：,脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作,1,-C,；,与磷酸基团相连的碳叫作,5,-C,。,DNA,的一条单链具有两个末端：,一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作,5,-,端；,另,一端有一个羟基，称作,3,-,端；,P,4,1,3,5,2,o,P,4,1,3,5,2,0,P,P,P,4,1,3,5,2,o,P,4,1,3,5,2,0,P,P,5,3,5,3,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA的结构P41352oP413520PPP41352oP,13,课堂练习,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,分子结构构建方面的突出贡献的说法中，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,B,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,课堂练习1下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫,14,课堂练习,2,下面是,DNA,的分子结构模式图，说出图中,1,10,的名称。,1,2,3,4,5,6,7,8,10,9,G,T,C,A,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,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,课堂练习2下面是DNA的分子结构模式图，说出图中110,15,课堂练习,3,下面为含有四种碱基的,DNA,分子结构示意图，对该图的正确描述是,(,),A,有可能是碱基,A,B,和相间排列,，,构成,DNA,分子的基本骨架,C,中特有的元素分别是,P,、,C,和,N,D,与有关的碱基对一定是,AT,D,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,课堂练习3下面为含有四种碱基的DNA分子结构示意图，对该图,16,DNA,的结构特性,（,1,）,稳定性,DNA,分子中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方式不变；,每个特定的,DNA,分子中，碱基对的数量和排列顺序稳定不变。,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA的结构特性DNA的结构-人教版高中生物必修二PPT优质,17,DNA,的结构特性,（,2,）,多样性,DNA,分子,中碱基对排列顺序多种多样；,每个碱基对有,4,种可能性；,n,个碱基对的排列顺序是,4,n,种。,e.g.100,个碱基对的排列顺序是,4,100,种,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA的结构特性DNA的结构-人教版高中生物必修二PPT优质,18,DNA,的结构特性,（,3,）,特异,性,每种,DNA,有别于其他的,DNA,的特定的碱基排列顺序。,重点结论：,C,、,G,的比例越高，双螺旋结构越稳定，热稳定性越强。,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA的结构特性DNA的结构-人教版高中生物必修二PPT优质,19,碱基互补配对原则的推论（,1,个,DNA,分子中）,腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，,即,A=T,，,G=C,嘌呤总数与嘧啶总数相等，,即,A+G=T+C,推论,：,任意,两个不互补碱基之和相等且各占,DNA,总碱基数的,50,A+G=T+C,=A+C=T+G=50%,A,A,T,T,G,C,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,碱基互补配对原则的推论（1个DNA分子中）AATTGCDNA,20,碱基互补配对原则的推论（,1,个,DNA,分子中）,不配对的两碱基之和的比值等于,1,，,即,(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1,推论过程：,A=T,，,G=C,A+G=A+C=T+G=T+C,(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=,1,A,A,T,T,G,C,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,碱基互补配对原则的推论（1个DNA分子中）AATTGCDNA,21,碱基互补配对原则的推论（,1,个,DNA,分子中）,互补配对碱基之和所占比例“三不变”：,在一条链中互补配对碱基之和占该链碱基的比例,=,互补链中这两种碱基数占互补链碱基数的比例,=,整个,DNA,分子中这两种碱基数量之和占总碱基数的比例,即,(A,1,+T,1,)/(A,1,+T,1,+C,1,+G,1,),=(A,2,+T,2,)/(A,2,+T,2,+C,2,+G,2,),=(A+T)/(A+T+C+G),A,1,T,2,T,1,A,2,G,1,C,2,C,1,G,2,1,链,2,链,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,DNA,的结构,-,人教版高中生物必修二,PPT,优质课件（共,31,张）,碱基互补配对原则的推论（1个DNA分子中）A 1T 2T 1,22,碱基,比,例与双链,DNA,分子的共性及特性,共性,不同生物（含,DNA,）的碱基比例相同,A=T,，,G=C,；,A+C/T+G=A+G/T+C=1,特性,A+T/C+G,的值在不同,DNA,分子,不同,体现了,DNA,分子多样性和,特异性,DNA