1、1,第二节 DNA分子的结构,2,组成DNA的基本单位：脱氧核苷酸组成DNA的碱基：,胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）,腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）,因此，脱氧核苷酸也有4种,3,1953年，美国生物学家沃森（JD.Watson，1928）和英国物理学家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。,回眸历史,4,在生命的旋梯上,沃森和克里克,回眸历史,5,讨论1：,.沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用了他人的哪些经验和成果？又涉及到哪些学科的知识和方法？而这些，对你理解生物科学的发展以及和各学科的联系有什么启示？ 2. 沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪
2、些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？ 3. 沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们这种工作方式给予你哪些启示？,6,X衍射技术是用X光透过物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。 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。,DNA的X射线衍射图,回眸历史,富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图,7,碱基互补配对原则：碱基之间一一对应的关系,A与T配对；,G与C配对,8,AT之间形成2个氢键,CG之间形成3个氢键,DNA 碱 基 互 补 配 对 情 况 图 解,9,讨论2：
3、,1. DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？ 2. 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？ 3. DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？,10,2、DNA的立体结构特点,磷酸、脱氧核糖 交替连接 构成基本骨架；,碱基；2条链上的碱基通过氢键形成碱基对,3.内侧:,2.外侧：,1.由2条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构；,11,答：DNA通过碱基对的排列顺序（即为脱氧核苷酸的排列顺序）储存大量的遗传信息,思考题：DNA是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么DNA是通过什么储存大量的遗传信息？,12,DNA分子的结构 小结,化学组成：,基本组
4、成单位：四种脱氧核苷酸,一分子含氮碱基,一分子脱氧核糖,一分子磷酸,空间结构,规则的双螺旋结构,两条脱氧核苷酸长链,碱基对,氢键,碱基互补配对原则,C H O N P,13,DNA分子中各种碱基的数量关系,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,50,14,双链DNA分子中：,若
5、甲链A+T/C+G=1/2,则在互补的乙链中A+T/C+G= 在整个 DNA分子中, A+T/C+G=,若甲链A+G/C+T=1/2,则在互补的乙链中A+G/C+T= 在整个 DNA分子中, A+G/C+T=,1/2(对等关系),1/2,2(倒数关系),1,15,即：（A1+T1）%=（A2+T2）%=总（A+T）%， 同理（G1+C1）%=（G2+C2）%=总（G+C）%,重要公式：,在双链DNA分子的一条链中，A+T的和占该链的碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链的碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。,16,思 考 题,1、某生物细胞DNA分子的碱基中，
6、腺嘌呤的 分子数占18%，则鸟嘌呤的分子数占,32%,或者：A+G=T+C=50%,结论：两个非互补配对碱基之和占DNA碱基总数的50%,因为A=T=18%，,所以G+C=,答：,又因为G=C，,A=18%，所以G=50%-18%=32%,所以A+T=36%；,100%-36%=64%,因此G=C=32%,17,2、构成双链DNA分子的四种碱基之间 的关系，下列哪项因物种而异（ ）,A、（A+C）/（T+G） B、（A+G）/（T+C） C、（A+T）/（G+C） D、A/T或G/C,C,18,3.有两对通过氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有1个腺嘌呤，1个胞嘧啶，则它的其它组成应是 (
7、) A3个磷酸、3个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、一个鸟嘌呤 B2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶、一个鸟嘌呤 C4个磷酸、4个脱氧核糖、1个胸腺嘧啶、一个鸟嘌呤 D4个磷酸、4个脱氧核糖、1个尿嘧啶、一个鸟嘌呤,19,4.若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基总和的44，在其中的一条链中A和C分别占该链碱基数的22和30，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基数的比值为： ( ) A34、14 B. 22、30 C14、34 D20、28,20,DNA分子各种碱基的数量关系 ：, 在整个DNA分子中，A=T、G=C；A+G=T+C，A+C=T+G； (A+G）/（T+C）=1, DN
8、A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
9、+C1)% = ( G2+C2)% = 总( G+C)%,21,复习目标导航:,1.识记DNA分子的基本组成单位及其化学组成,2.理解DNA分子结构及特点,3.理解DNA分子的复制过程及意义,4.掌握碱基互补配对原则并熟练计算,5运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性 6举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。 7说明基因和遗传信息的关系,22,和的比较,脱氧核糖核酸,核糖核酸,脱氧核糖,核糖,、,、,脱氧核苷酸（4种),核糖核苷酸 (4种）,细胞核,细胞质,规则的双螺旋结构,单链,主要的遗传物质,少数病毒的遗传物质,C、H、O、N、P,C、H、O、N、P,核酸的结构和功能,回顾：,23,脱
10、氧核苷酸 （4种）,磷酸,含氮碱基（4种）,脱氧核糖,腺嘌呤（A ）,鸟嘌呤（G ）,胸腺嘧啶 ( T ),胞嘧啶 ( C ),脱氧核苷酸的结构和种类：,核糖核苷酸的结构和种类：,核糖核苷酸 （4种）,磷酸,含氮碱基（4种）,核糖,腺嘌呤（A ）,鸟嘌呤（G ）,尿嘧啶 ( U),胞嘧啶 ( C ),核糖,24,DNA的平面结构,35磷酸二酯键,一、DNA的结构,25,DNA的特性： 1.稳定性：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，A与T、G与C之间的氢键维持了DNA分子的稳定性，并且GC对越多DNA分子越稳定。 2.多样性：长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。DNA的多样
11、性决定了蛋白质的多样性、生物的多样性。（4n） 3.特异性：DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。,一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。,26,1.概念:,2.复制时间：,4.复制的场所,二、 DNA分子的复制,3.复制时期：,5.复制过程：,6.复制条件：,7.复制方式：,10.保证机制：,（1）边解旋边复制 （2）多起点，双向复制,8.复制特点：,规则的双螺旋结构能为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则能保证复制准确无误进行,9.复制意义：,使遗传信息由亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性,生殖、发育的整个生命活动中,27,三、碱基比例
12、的应用及计算,1.由碱基种类及比例判断核酸的种类 （1）若有U无T,则为RNA。 （2）若有T无U,则为DNA。双链DNA中A=T、G=C，单链DNA中AT、G C，也可能A=T、G=C。 （3）在DNA中分子中，碱基数=脱氧核糖数=含氮碱基数=脱氧核苷酸数,思考：世纪金榜P88 1. P89 7. 判断： 1.若DNA分子中一条链上A和T相等,则另一条链上的A也等于T（） 2.若DNA分子中一条链上G是C的2倍，则另一条链上的G是C的0.5倍（） 3.若一条链上A:T:G:C=1:2:3:4，则另一条链上的A:T:G:C=2:1:4:3（） 4.若一条链上G:T=1:2，则另一条链上的C:A
13、=2:1（）,28,2.利用碱基互补配对规律的计算,规律一：,即：A+GT+CA+CT+G50%，（A+G）/(T+C)1 (A+C)/(G+T) 1、(T+C)/(A+G)1 但：（A+T）/(G+C)不一定等于1练习世纪金榜P88 4、6、遗传物质自助餐一9.10.,DNA双链中的两条互补链的碱基相等,A = T ， G = C,任意两个非互补碱基之和恒等，占碱基总数的50%。,练习世纪金榜P87例2,29,规律三:,在DNA双链中的一条单链的A+G/T+C的值与另一条互补链的A+G/ T+C的值互为倒数关系。,规律四：,DNA双链中，一条单链的A+T/G+C的值与另一条互补链的A+T/G
14、+C的值是相等的，也与整个DNA分子中的A+T/G+C的值相等 。,规律五：,在双链DNA及其转录的RNA之间，有：DNA中a链中A1+T 1= A2+T 2=RNA分子中的(A+U)=12DNA双链中(A+T),遗传物质自助餐一4.12.,30,思考：1.复制n次后，含亲代母链的DNA分子数占子代DNA分子总数的比例为 ,子代DNA分子所含的亲代母链数占子代DNA中脱氧核苷酸链的比例为 。,一个DNA连续复制n次后,11、DNA分子复制中的有关规律,2.已知一个DNA分子中，A含有m个，则复制n次后，问需要游离的A 个。,练习世纪金榜P88例3与变式训练,15N,15N,14N的原料,画出复
15、制三次后，只含15N、只含14N和即含15N又含 14N的柱形图？,31,含有32p或31p的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32p比31p质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31p磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G代细胞。然后将G代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后,分别得到G1、G2代细胞。再从G、G1、G2代细胞中提取出DNA,经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若、分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置, 请回答:,(1) G、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的: G G1 G2,(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是 。DNA的自我复制能使生物的 保持相对稳定。,(3)图中、两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是: 条带 ,条带 。,(2)G2代在、三条带中DNA数的比例是, ,
