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1、DNA分子的结构,1953年4月25日，克里克和沃森在自然杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，更宣告了分子生物学的诞生。种瓜为什么能得瓜，就是遗传物质由亲代传给子代的结果。遗传物质为什么能自我复制呢？它是怎样复制的呢？这些机理都蕴藏在克里克和沃森的DNA双螺旋结构模型的伟大发现之中。,早在19世纪，人们就发现了DNA的化学成分：,DNA双螺旋结构模型的构建,脱氧核糖,碱基,磷酸,A,G,C,T,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的种类,20世纪初，摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因位于染色体上。1943年，艾弗里证明了DNA
2、携带有遗传信息，并认为DNA可能就是基因。1951年，生物物理学家威尔金斯用X射线衍射技术对DNA结构进行研究，发现DNA是一种螺旋结构。女物理学家富兰克林在1951年底拍到了一张十分清晰的DNA的X射线衍射照片。,DNA双螺旋结构模型的构建,DNA的空间结构,以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的DNA照片。,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,脱氧核糖,含氮碱基,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,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
3、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,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（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。,DNA分子的结构特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（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。,（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；,DNA分子的结构特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋
4、成双螺旋结构。,（2）外侧的脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架。,（3）内侧的碱基按照碱基互补配对原则通过氢键连结起来，形成碱基对，。,DNA分子的结构特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,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。,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。,DNA分子的多样性和特异性：,多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。,一个最短的DNA分子
5、也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。,特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。,不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。,遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了 遗传信息。,DNA分子的结构小结,化学组成：,基本组成单位：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,分子结构的多样性和特异性,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
6、 + 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
7、+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)%,在双链DNA分子中，,注意：在单链DNA中，A不一定等于T；G也不一定等于C,同理,一条链中碱基G的数量等于另一条链中碱基C的数量（G=C）,一条链中碱基A的数量等于另一条链中碱基T的
8、数量（A=T）；,DNA分子中各种碱基的数量关系,、双链DNA分子中：,也即是：（A+G）/（T+C）,A=T，G=C；,即A+G=,或 A+C=T+G，,=1,一条链中的A+T=T+A（另一条链）；,、双链DNA分子中：,T+C,所以：,（A+G）占整条DNA链碱基总数的,同理:（T+C）也占整条DNA链碱基总数的,50%,同理：一条链中的G+C=C+G（另一条链）,50%,1、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,练 习 题,2、某生物细胞DNA分子的碱基中
9、，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%,3、DNA的一条链中A+G/T+C=2，另一条链中相应的比是-，整个DNA分子中相应的比是-。DNA的一条链中A+T/C+G=2，另一条链中相应的比是 ，整个DNA分子中相应的比是。,0.5,1,2,2,如果一条链中的（A1+T1）/（G1+C1）=,若一条链中的（A1+G1）/（T1+C1
10、）= ，则,则另一条链中（A2+T2）/（G2+C2）也等于:,a，,a;,b,1/b,另一条链中的（A2+G2）/（T2+C2）=,、双链DNA分子中：,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。,【课堂反馈】,1下面是DNA的分子结构模式图，说出图中110的名称。,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,谢谢,
