第三章第二节DNA的分子结构.ppt

中关村高科技园区的中关村高科技园区的DNADNA雕塑图雕塑图 第二节第二节 DNA分子的结构和特点分子的结构和特点DNADNA的的分子结构分子结构 1’ 1’2’2’3’3’4’4’含Ｎ碱基含Ｎ碱基含Ｎ碱基含Ｎ碱基脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸5’5’元素组成：元素组成：C H O N PC H O N P基本单位（一级结构）：基本单位（一级结构）：脱氧核苷酸有几种？脱氧核苷酸有几种？————脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸A A脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖 磷酸磷酸磷酸磷酸GG脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖 磷酸磷酸磷酸磷酸C C脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸 T T脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建v19531953年年4 4月月2525日，日，克里克克里克和和沃森沃森在在《《自然自然》》杂志上杂志上发表了发表了DNA的的双双螺旋结构螺旋结构，从而，从而带来了遗传学的带来了遗传学的彻底变革彻底变革，更宣更宣告了分子生物学告了分子生物学的诞生。

的诞生 1 1、沃森和克里克在构建模型的过程、沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？中，利用了他人的哪些经验和成果？（（（（1 1 1 1））））科学界的认识科学界的认识科学界的认识科学界的认识（（（（3 3 3 3））））奥地利著名生物化学家查哥夫奥地利著名生物化学家查哥夫奥地利著名生物化学家查哥夫奥地利著名生物化学家查哥夫 ————提供了提供了提供了提供了DNADNA的的的的X X射线衍射图谱射线衍射图谱射线衍射图谱射线衍射图谱2 2 2 2））））英国科学家威尔金斯和富兰克林英国科学家威尔金斯和富兰克林英国科学家威尔金斯和富兰克林英国科学家威尔金斯和富兰克林——DNA——DNA分子是以分子是以分子是以分子是以4 4种种种种脱氧核苷酸为单位脱氧核苷酸为单位脱氧核苷酸为单位脱氧核苷酸为单位连接而成的长链连接而成的长链连接而成的长链连接而成的长链————腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤的量总是等于的量总是等于的量总是等于的量总是等于胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶的量；的量；的量；的量；鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤的量总是等于的量总是等于的量总是等于的量总是等于胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶的量。

的量 2 2、沃森和克里克在构建模型的过程、沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？和纠正这些错误的？1 1 1 1、尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋、尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋、尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋、尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋2 2 2 2、在这些螺旋中碱基位于螺旋的外部、在这些螺旋中碱基位于螺旋的外部、在这些螺旋中碱基位于螺旋的外部、在这些螺旋中碱基位于螺旋的外部3 3 3 3、在这些螺旋中是相同碱基进行配对的，即、在这些螺旋中是相同碱基进行配对的，即、在这些螺旋中是相同碱基进行配对的，即、在这些螺旋中是相同碱基进行配对的，即A A A A与与与与A A A A、、、、T T T T与与与与T T T T配对配对配对配对二二﹑DNA﹑DNA分子的结构分子的结构（一）基本单位（一级结构）： ——脱氧核苷酸含含含含N N碱基碱基碱基碱基脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸二二﹑DNA﹑DNA分子的结构分子的结构（二）二级结构： ——脱氧核苷酸链 五碳糖的五碳糖的3 ′3 ′碳原子碳原子与相与相邻核苷酸的邻核苷酸的磷酸磷酸之间形成化学键。

之间形成化学键A A脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸T T脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸C C脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸二二﹑DNA﹑DNA分子的结构分子的结构（三）三级结构： ——DNA双链T T脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸GG脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖A A磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖C CA A脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖T T碱基对碱基对碱基对碱基对碱基对碱基对碱基对碱基对 嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤和和和和嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶之间通过之间通过之间通过之间通过氢键氢键氢键氢键配对，形成配对，形成配对，形成配对，形成碱基对碱基对碱基对碱基对，，，，且且且且A A A A只和只和只和只和T T T T配对、配对、配对、配对、C C C C只和只和只和只和G G G G配对，这种碱基之间的一一配对，这种碱基之间的一一配对，这种碱基之间的一一配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做对应的关系就叫做对应的关系就叫做对应的关系就叫做碱基互补配对原则。

碱基互补配对原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则AAT TGGCC氢键氢键氢键氢键A AA AT TT TGGGGGGGGC CC CC CA AT TC C（（（（1 1 1 1））））DNADNADNADNA分子是由分子是由分子是由分子是由两条反两条反两条反两条反向平行向平行向平行向平行的脱氧核苷酸长链的脱氧核苷酸长链的脱氧核苷酸长链的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构盘旋成双螺旋结构盘旋成双螺旋结构盘旋成双螺旋结构DNA分子的结构特点分子的结构特点A AA AT TT TGGGGGGGGC CC CC CA AT TC C（（（（1 1））））DNADNA分子是由分子是由分子是由分子是由两条两条两条两条反向平行反向平行反向平行反向平行的的的的脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构盘旋成双螺旋结构盘旋成双螺旋结构盘旋成双螺旋结构2 2））））DNADNA分子中的脱氧分子中的脱氧分子中的脱氧分子中的脱氧核糖核糖核糖核糖和和和和磷酸磷酸磷酸磷酸交替连接，排交替连接，排交替连接，排交替连接，排列在列在列在列在外侧外侧外侧外侧，构成，构成，构成，构成基本骨架基本骨架基本骨架基本骨架；；；；碱基在内侧。

碱基在内侧碱基在内侧碱基在内侧DNA分子的结构特点分子的结构特点A AA AT TT TGGGGGGGGC CC CC CA AT TC C（（（（3 3 3 3）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通过过过过氢键氢键氢键氢键连接成连接成连接成连接成碱基对碱基对碱基对碱基对，且，且，且，且遵循遵循遵循遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则DNA分子的结构特点分子的结构特点（（（（1 1））））DNADNA分子是由分子是由分子是由分子是由两条两条两条两条反向平行反向平行反向平行反向平行的脱氧核苷酸长的脱氧核苷酸长的脱氧核苷酸长的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构链盘旋成双螺旋结构链盘旋成双螺旋结构链盘旋成双螺旋结构2 2））））DNADNA分子中的脱氧分子中的脱氧分子中的脱氧分子中的脱氧核糖核糖核糖核糖和和和和磷酸磷酸磷酸磷酸交替连接，排交替连接，排交替连接，排交替连接，排列在列在列在列在外侧外侧外侧外侧，构成，构成，构成，构成基本骨架基本骨架基本骨架基本骨架；；；；碱基碱基碱基碱基在在在在内侧内侧内侧内侧AAATTTGGGGCCCATC两条长链上的两条长链上的脱氧脱氧核糖核糖与与磷酸磷酸交替排交替排列列的顺序是稳定不的顺序是稳定不变的。

变的长链中的长链中的碱基对碱基对的的排列排列顺序顺序是千变万化的是千变万化的遗传信息遗传信息你注意到了吗？你注意到了吗？16超高分辨率扫描式电子超高分辨率扫描式电子超高分辨率扫描式电子超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的显微镜拍到的显微镜拍到的显微镜拍到的DNADNADNADNA照片四）四级结构： ——DNA双螺旋结构二二﹑DNA﹑DNA分子的结构分子的结构DNA分子结构的主要特点分子结构的主要特点DNA分子是由分子是由 条脱氧核苷酸链组成，条脱氧核苷酸链组成，按按 方式盘旋成方式盘旋成 结构 交替连接，排列在外侧，交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；构成基本骨架； 排列在内侧排列在内侧碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基碱基氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对2【【课堂反馈课堂反馈】】　　1 1．下面是．下面是DNADNA的分子的结构模式图，说出图中的分子的结构模式图，说出图中1 1－－1010的的名称。

名称 12345678109GTCA1. 胞嘧啶胞嘧啶2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 鸟嘌呤鸟嘌呤4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶5. 脱氧核糖脱氧核糖6. 磷酸磷酸7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8. 碱基对碱基对9. 氢键氢键10. 一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链2 2、已知、已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有40004000个碱基对，其中胞个碱基对，其中胞嘧啶有嘧啶有22002200个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧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（核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（ ）） A A．．40004000个和个和900900个个 B B．．40004000个和个和l800l800个个 C C．．80008000个和个和18001800个个 D D．．80008000个和个和36003600个个C【【课堂反馈课堂反馈】】3 3、组成、组成DNADNA结构的基本成分是（结构的基本成分是（ ））①①核糖核糖 ② ②脱氧核糖脱氧核糖 ③ ③磷酸磷酸 ④ ④腺嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶胞嘧啶 ⑤ ⑤胸腺嘧啶胸腺嘧啶 ⑥ ⑥尿嘧啶尿嘧啶 A A、、 ① ③ ④ ⑤ ① ③ ④ ⑤ B B、、 ① ② ④ ⑥ ① ② ④ ⑥ C C、、 ② ③ ④ ⑤ ② ③ ④ ⑤ D D、、 ② ③ ④ ⑥ ② ③ ④ ⑥C【【课堂反馈课堂反馈】】4、根据碱基互补配对原则，在根据碱基互补配对原则，在A≠GA≠G时，双时，双链链DNADNA分子中，下列四个式子中正确的是分子中，下列四个式子中正确的是（（ ））【【课堂反馈课堂反馈】】C1. 1. 在在DNADNA分子分子( (双链双链) )中：中：A=T G=CA=T G=C即即所以所以 A A＋＋G=TG=T＋＋C AC A＋＋C=TC=T＋＋G G三三﹑﹑碱基互补配对原则应用的规律碱基互补配对原则应用的规律T +CT +C = 1 1A+GA+G T +GT +G = 1 1A+CA+C 1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？A+G=T+C=50%A+G=T+C=50%A=50%A=50%––23%=27%23%=27%【【课堂巩固课堂巩固】】A 2+G 2T 2 +C2= ?T 1 +C 1=nA1+G 1同例同例:(A+C)/(T+G) :(A+C)/(T+G) 1n互补链互补链A 1 1T 2T 1 1A2G 1 1C 2C 1 1G 2DNADNA双链双链双链双链1链链 2链链T 1+C 1A 1 +G1=2 2 2 2、设、设、设、设DNADNADNADNA一条链为一条链为一条链为一条链为1 1 1 1链，互补链为链，互补链为链，互补链为链，互补链为2 2 2 2链。

根据碱基互补配对原链根据碱基互补配对原链根据碱基互补配对原链根据碱基互补配对原则：则：则：则：A A A A1 1 1 1=T=T=T=T2 2 2 2 ，，，， A A A A2 2 2 2=T=T=T=T1 1 1 1，，，， G G G G1 1 1 1 = C = C = C = C2 2 2 2 ，，，， G G G G2 2 2 2 =C =C =C =C1 1 1 1A+GT+C=1三三﹑﹑碱基互补配对原则应用的规律碱基互补配对原则应用的规律若若则则A 2+T 2G2 +C2= ?G 1 +C 1=nA1+T 1同例同例:(G+C)/(T+A) :(G+C)/(T+A) n互补链互补链A 1 1T 2T 1 1A2G 1 1C 2C 1 1G 2DNADNA双链双链双链双链1链链 2链链T 1+A 1C 1 +G1=3 3 3 3、设、设、设、设DNADNADNADNA一条链为一条链为一条链为一条链为1 1 1 1链，互补链为链，互补链为链，互补链为链，互补链为2 2 2 2链根据碱基互补配对原链根据碱基互补配对原链根据碱基互补配对原链。

根据碱基互补配对原则：则：则：则：A A A A1 1 1 1=T=T=T=T2 2 2 2 ，，，， A A A A2 2 2 2=T=T=T=T1 1 1 1，，，， G G G G1 1 1 1 = C = C = C = C2 2 2 2 ，，，， G G G G2 2 2 2 =C =C =C =C1 1 1 1A+TG+C=n三三﹑﹑碱基互补配对原则应用的规律碱基互补配对原则应用的规律若若则则A 2+T 2G2 +C2= n n n nG 1 +C 1=nA1+T 1A+TG+C=n三三﹑﹑碱基互补配对原则应用的规律碱基互补配对原则应用的规律T 1 +C 1=nA1+G 1A 2+G 2T 2 +C2=A+GT+C=11n2 2、在、在DNADNA的一条单链中，的一条单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述，上述比例在其比例在其互补链互补链和和整个整个DNADNA分子分子中分别是多少中分别是多少？？2.52.50.40.4【【课堂巩固课堂巩固】】3 3、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述，上述比例在其比例在其互补链互补链和和整个整个DNADNA分子分子中分别是多少中分别是多少？？4 4、已知一条单链上、已知一条单链上A A ︰︰ C C ︰︰ G G ︰︰ T=1 T=1 ︰︰ 2 2 ︰︰ 3 3 ︰︰ 4, 4,上述比例在另一条单链上和上述比例在另一条单链上和DNADNA双双链上是多少？链上是多少？4 4 4 4 ︰︰︰︰ 3 3 3 3 ︰︰︰︰ 2 2 2 2 ︰︰︰︰ 1 1 1 15 5 5 5 ︰︰︰︰ 5 5 5 5 ︰︰︰︰ 5 5 5 5 ︰︰︰︰ 5 5 5 51 10.40.44 4 4 4、、、、DNADNADNADNA双链上某碱基比值的计算双链上某碱基比值的计算双链上某碱基比值的计算双链上某碱基比值的计算方法一：方法一：A A ﹪﹪= =（（A A A A1 1 1 1﹪﹪+ + + + A A A A2 2 2 2﹪﹪）） ∕ ∕ 2 2方法二：方法二：若若A A A A1 1 1 1﹪﹪比比A A ﹪﹪ 多多mm﹪﹪，则，则 A A A A2 2 2 2﹪﹪比比A A ﹪﹪ 少少mm﹪﹪三三﹑﹑碱基互补配对原则应用的规律碱基互补配对原则应用的规律【【课堂巩固课堂巩固】】5 5、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，一条单链上，一条单链上G G占占25% 25% ，， G G在另一条单链上的值是在另一条单链上的值是 。

21%21%7 7、某、某DNADNA分子中分子中A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基总数的分子碱基总数的34%34%，其中一条链上的，其中一条链上的C C占该链碱基总数的占该链碱基总数的28%28%，那么，，那么，对应的另一条互补链上的对应的另一条互补链上的C C占该链碱基总数的比例占该链碱基总数的比例是是 38%38%6 6、、 DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%、、T=22%T=22%，求整，求整个个DNADNA分子中分子中G= _____G= _____ 29%。