《3.2 DNA的结构》讲义案1.docxVIP

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第3章基因的本质

第2节DNA的结构

1、体验DNA双螺旋结构模型的构建过程，领悟模型方法在研究中的作用。

2、说出DNA结构的主要特点，举例说明碱基互补配对原则。

一、DNA双螺旋结构模型的构建

1．构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。

2．过程

【典例1】威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面作出了突出的贡献。下列相关说法正确的是()

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

二、DNA的结构

1．DNA的基本组成单位——脱氧核苷酸

结构模式图

2．双螺旋结构特点

(1)DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，称作5′－端，另一端有一个羟基(—OH)，称作3′－端，两条单链走向相反，一条单链从5′－端到3′－端，另一条单链从3′－端到5′－端。

(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成碱基对，并且碱基配对具有一定规律：A一定与T配对，G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。

（1）DNA分子的结构分析

①DNA分子结构可简记为“5、4、3、2、1”，即5种元素、4种碱基(脱氧核苷酸)、3种小分子、2条长链、1个双螺旋。

②DNA双链分子中磷酸、脱氧核糖和碱基之间的数量比为1∶1∶1。

（2）DNA分子碱基互补配对原则及其推论总结

规律一：一个双链DNA分子中，A=T、C=C，则A+G=C+T。即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。（注意一个双链DNA分子中，A+T与C+C不不一定相等，而且一般都不相等）

规律二：在双链DNA分子中，A+T或C+G在全部碱基中所占的比例等于其任何一条单链中A+T或C+G所古的比例，且等于其转录形成的mRNA中A+U或C+C所占的比例。A1+T1+G1+C1=A2+T2+G2+C2，整个双链DNA上的碱基总数为2m。

规律三：在DNA双链中，一条单链的（A1+G1）/（T1+C1）与另外一条链（A2+G2）/（T2+C2）的值互为倒数关系。简记为不配对的碱基和之比在两条单链中互为倒数。注意在整个DNA分子中该比值等于1。

规律四：DNA双链中，一条单链的（A1+T1）/（C1+G1）与另外一条链（A2+T2）/（C2+G2）的值相等，在整个DNA分子中的比例也是相等的。

注意综合规律三、四可简记为“补则等,不补则倒”。

规律五：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A+T)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。

规律六：(A1%+A2%)/2=A%，即某个碱基在各自单链的比例之和的一半等于该碱基在整个DNA分子中的比例。

（3）DNA的化学结构：

①DNA是高分子化合物：组成它的基本元素是C、H、O、N、P等。

②组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。每个脱氧核苷酸由三部分组成：一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸

③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。DNA在水解酶的作用下，可以得到四种不同的核苷酸，即腺嘌呤（A）脱氧核苷酸；鸟嘌呤（G）脱氧核苷酸；胞嘧啶（C）脱氧核苷酸；胸腺嘧啶（T）脱氧核苷酸；组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的，所不相同的是四种含氮碱基：ATGC。

④DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位，聚合而成的脱氧核苷酸链。

【典例2】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。下列关于DNA结构的叙述，不正确的是()

A．DNA分子的4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基

B．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

C．DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构

D．DNA分子中的脱氧核糖和碱基交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，磷酸排列在内侧

三、制作DNA双螺旋结构模型

1．组装“脱氧核苷酸模型”

利用材料制作若干个脱氧核糖、磷酸和碱基，组装成若干个脱氧核苷酸。

2．制作“多核苷酸长链模型”

将若干个脱氧核苷酸依次穿起来，组成两条多核苷酸长链。注意两条长链的单核苷酸数目必须相同，碱基之间能够互补配对。

3．制作DNA分子平面结构模型

按照碱基互补配对的原则，将两条多核苷酸长链互相连接起来，注意两条链的方向相反。

4．制作DNA分子的立体结