1、,、DNA的化学组成,脱氧核糖核酸,C H O N P,脱氧核苷酸,复习提问,脱氧 核糖,含氮碱基,磷酸,磷酸,含氮碱基,A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶,含氮碱基种类：,因此，脱氧核苷酸也有4种：,腺膘呤脱氧核苷酸,A,胞嘧啶脱氧核苷酸,C,鸟瞟呤脱氧核苷酸,G,T,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸脱水缩合形成DNA分子，那么DNA的结构又是怎样的呢？,中关村DNA标志,雅典奥运会开幕式经典场景,第2节 DNA分子的结构,年美国科学家沃森（atson)和英国科学家克里克（rick)提出分子的双螺旋结构模型。被誉为20世纪最伟大的发现。,1、沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了
2、他人的哪些经验和成果？,思考,（1）英国科学家威尔金斯和富兰克林,（2）奥地利著名生物化学家查哥夫,早凋的“科学玫瑰” 富兰克林（ R.E.Franklin）,她和同事威尔金斯 在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到D晶体照片，为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。,但“科学玫瑰”没等到分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。,(英，R.E.Franklin, 19201958）,DNA衍射图谱,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)。,奥地利著名生物化学家查哥夫研究成果：,沃森、克里克和英国物理学家威
3、尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。,左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森,DNA分子的双螺旋结构模型,讨论1：,DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？ DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？ DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？,DNA的空间结构,图的上半部分是以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的照片。,图的下半部分是DNA的人工模型。,从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构,DNA的空间结构,DNA的结构模式图,从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构,放大,DNA的空间结构,磷酸二酯键,脱氧核苷
4、酸的连接:,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,DNA分子的结构 （1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。,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。,A,T,G,C,氢键,碱基对的种类,T-A,C-G,A-T,G-C,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,
5、A,T,C,你知道右图结构中的哪个结构是稳定不变的哪个结构是千变万化的？,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。,你注意到了吗？,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。,DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。,4、DNA分子的结构特性,1）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。,2）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。,以1，2，3，4四个数字排列成四位数，有多少种组合方式？,44种,在生物体内，一个最短DNA分子也
6、大约有4000个碱基对，碱基对有（4种）：AT、TA、GC、CG。请同学们计算DNA分子上的碱基对有多少种排列方式？,如排列成4000位数？,44000种,4、DNA分子的结构特性,3) 稳定性：外侧恒定，内侧配对稳定，形成稳定的空间结构,外侧恒定：,内侧配对稳定:,稳定的空间结构 ：,磷酸、脱氧核糖交替连接 构成基本骨架,A-T，G-C,双螺旋结构,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,1下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中110的名称。,【课堂反馈】,练
7、习2：,3已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200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 （ ）A4000个和900个 B4000个和l800个C8000个和1800个 D8000个和3600个,C,如图：设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则 （1）1链和2链上的哪些碱基数量总是相等的？两条链的碱基数目是否相等？ （2）在DNA双链中，哪些碱基数量总是相等的？（3）在1链上，A1等于T1吗？G1和C1的数量一样吗？(4)已知：1链上碱基共有100个，其中A1+A2共30个 问：这个DNA分子中碱基一共有多少个？G1和G2共多少个
8、？,有关DNA中的碱基计算规律,A1=T2，T1=A2，G1=C2，C1=G2,A1+T1+G1+C1=T2+A2+C2+G2,A=A1+A2=T2+T1=T，同理：C=G,不一定,1002=200个,因为A1+A2=A1+T1=30,所以G1+G2=G1+C1=100-(A1+T1)=100-30=70,DNA双链,1,2,碱基互补配对原则应用,设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则 可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。 则在DNA双链中： A = T ， G = C,可引申为：,双链DNA分子中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+
9、C 即A+G/T+C=1,双链DNA分子中：,( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G) =(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1,A=T， G=C, A+G=T+C =A+C=T+G= 50%,两个互补碱基相等,任意两个不互补碱基之和恒等且各占DNA总碱基数的50,不互补碱基之和的比值等于1,= n,= n,双链DNA分子中互补的碱基之和的比值在任意一条链及整个DNA分子中都相等。,同理：（A1+C1）/（T1+G1）= a， 则（A2+C2）/（T2+G2）=,1 / a,双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。,= n,= n,在双链DNA分子中,
10、互补碱基之和占该链碱基总数比值等于另一条链中互补碱基之和占该链碱基总数比值以及整个DNA分子中互补碱基之和占整个DNA分子碱基总数的比值。,n,同理：,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？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？,2.5 1 ;,0.4 0.4,有关DNA中的碱基计算,3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条
11、链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。,24%,4、某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的34%，其中一条链上的C占该链碱基总数的28%，那么，对应的另一条互补链上的C占该链碱基总数的比例是多少？,38%,5、在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a 个，占该区段全部碱基的比例为b，则 （ ) b0.5 B. b0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b1) D.胞嘧啶为b(1/2a 1),C,6、分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有A，由此可知，该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少？,40%,1、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占
12、30%，则胸腺嘧啶为_,2、一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_,3、 DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G= _,20%,60个,29%,练习：,5.已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求: (1)在另一互补链中这一比例是多少?,1/m,(2) 这个比例关系在整个分子中又是多少?,1,(3)在另一互补链中这一比例是多少?,n,(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?,n,当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时,求:,6:从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的
13、比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46% ,又知DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 ( ) 、26% 、24% 、14% 、11%,A,拓展题：,你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C（ ） （ ）,也可以写成以下形式：,规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的 。,A+T+C+G,A+T+C+G,A + C,T + G,A + C,T + G,相等,50,DNA分子各种碱基
14、的数量关系 ：, 在整个DNA分子中，A=T、G=C；A+G=T+C，A+C=T+G； (A+G）/（T+C）=1, DNA分子的一条链中的A+T=另一条链的T + A ；同理，G+C = C+G,如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a，则另一条链中的(A+T) / (G+C)比例也是a；如果一条链中的(A+G) / (T+C)=b,则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是1/b,两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。即A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%,在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率 等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双 链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。 即： (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 总( A+T)% 同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总( G+C)%,
