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1、DNADNA分子的结构分子的结构DNADNA化学组成化学组成DNADNA全称叫脱氧核糖核酸，是主全称叫脱氧核糖核酸，是主 要的遗传物质。它的基本组成单位要的遗传物质。它的基本组成单位 是脱氧核苷酸。是脱氧核苷酸。脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基P P鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）腺嘌呤（腺嘌呤（A A）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）含氮碱基含氮碱基含氮碱基的种类含氮碱基的种类DNADNA化学组成化学组成脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基P P思考：脱思考：脱 氧核苷酸氧核苷酸 应该有几应该有几 种？种？腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸
2、的种类脱氧核苷酸的种类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A AT TC CG G面对面对DNADNA双螺旋双螺旋 模型的美国生物模型的美国生物 学家沃森（左）学家沃森（左） 和英国生物物理和英国生物物理 学家克里克（右学家克里克（右 ）。）。DNA双螺旋结构模型的构建富兰克林1920年生于伦 敦，15岁就立志要当科学家 ，但父亲并不支持她这样做 。她早年毕业于剑桥大学， 专业是物理化学。1945年， 当获得博士学位之后，她前 往法国学习X射线衍射技术 。她深受法国同事的喜爱， 有人评价她 “从来没有见 到法语讲的这么好的外国人 ”。1951年，她回到英国， 在伦敦大学国王学院取
3、得了 一个职位 。富兰克林在法国学习的X射线衍射技术在研究中派 上了用场。 X射线是波长非常短的电磁波。医生通常用 它来透视，而物理学家用它来分析晶体的结构。当X射 线穿过晶体之后，会形成衍射图样一种特定的明暗 交替的图形。不同的晶体产生不同的衍射图样，仔细分 析这种图形人们就 能知道组成晶体的原子是如何 排列的。富兰克林精于此道， 她成功的拍摄了DNA晶体的X 射线衍射照片。 富兰克林拍摄的DNA晶体 的X射线衍射照片，这张照 片正是发现DNA结构的关 键沃森、克里克 和英国物理学 家威尔金斯因 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：
4、沃森DNA的空间结构图的上半部分是以超高分图的上半部分是以超高分 辨率扫描式电子显微镜拍辨率扫描式电子显微镜拍 到的照片。到的照片。 图的下半部分是图的下半部分是DNADNA的人工的人工 模型。模型。从图上可辨认出从图上可辨认出DNADNA 是由两条链交缠在是由两条链交缠在 一起的螺旋结构一起的螺旋结构DNADNA的结构的结构 模式图模式图从图中可见从图中可见 DNADNA具有规则具有规则 的双螺旋空间的双螺旋空间 结构结构放大放大DNADNA的空间结构的空间结构AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基碱基对碱基对另一碱基
5、对另一碱基对嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基 对，且对，且A A只和只和T T配对、配对、C C只和只和G G配对，这种配对，这种碱基之碱基之 间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则 。AAT TGGCC氢键氢键AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC（1 1）DNADNA分子是由两条反向分子是由两条反向 平行的脱氧核苷酸长链盘旋平行的脱氧核苷酸长链盘旋 而成的。而成的。（2 2）DNADNA分子中的脱氧核糖分子中的脱氧核糖 和磷酸交替连接，排列在外和磷酸交替连接，排列在外 侧，构
6、成基本骨架；碱基在侧，构成基本骨架；碱基在 内侧。内侧。（3 3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过 氢键连结起来，形成碱基对氢键连结起来，形成碱基对 ，且遵循碱基互补配对原则，且遵循碱基互补配对原则 。DNADNA双螺旋结构的双螺旋结构的 主要特点主要特点AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC你注意到了吗？你注意到了吗？两条长链上的脱两条长链上的脱 氧核糖与磷酸交氧核糖与磷酸交 替排列的顺序是替排列的顺序是 稳定不变的。稳定不变的。长链中的碱基对长链中的碱基对 的排列顺序是千的排列顺序是千 变万化的。变万化的。你注意到了吗？你注意到了吗？两条长链上的脱两
7、条长链上的脱 氧核糖与磷酸交氧核糖与磷酸交 替排列的顺序是替排列的顺序是 稳定不变的。稳定不变的。长链中的碱基对长链中的碱基对 的排列顺序是千的排列顺序是千 变万化的。变万化的。DNADNA分子的特分子的特 异性就体现在特定异性就体现在特定 的碱基（对）排列的碱基（对）排列 顺序中。顺序中。DNADNA分子的结构分子的结构小结小结化学组成：化学组成：基本组成单位：四基本组成单位：四种种脱氧核苷酸脱氧核苷酸一一分子含氮碱基分子含氮碱基一一分子脱氧核糖分子脱氧核糖一一分子磷酸分子磷酸空间结构空间结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对
8、原则碱基互补配对原则分子结构的多样性和特异性分子结构的多样性和特异性DNA DNA 分分 子子 的的 多多 样样 性性1. DNA分子的双螺旋结构中，基本骨架是稳定不变的，即：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；2. 碱基对的排列顺序是无穷的；比如：一般来说，一个DNA分子有4,000400,00,000,000个核苷酸对，其排列顺序的组合是几近无穷的.3. DNA分子的特异性。每个特定的DNA分子都具有其特定的碱基对数量和排列顺序。DNA双螺旋结构特点总结1. 稳定性： 双螺旋结构；氢键联结2. 方向性： 极性反向平行；3. 专一性：碱基互补配对；4. 多样性： 碱基对排列
9、序列无穷；5. 特异性：特定DNA分子有特定的碱基对数目和排列组合顺序123456 78109GTCA1. 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】2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C3. 拓展题 你能根
10、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=CA+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+G ( )=T+C ( )=50%A+GT+C =( ( )=( ） ( )=1A+G+T+CA+G+T+CA+CT+CT+G )A+G恒等一半碱基计算的一般规律:1. DNA双链中，互补碱基的数量相等 2. (A=T 、C=G) ； 3. DNA单链中，互补碱基的数量不一定相等 4. （A T、C G）2. 双链DNA分子不互补碱基对的碱基之和的比值 为1，即嘌呤碱基总数
11、等于嘧啶碱基总数。（A+C）/（T+G）=1 即 A+C = T+G（A+G）/（T+C）=1 即 A+G = T+C3. DNA分子其中一条链中的互补碱基 对的碱基之和的比值与另一条互补链 中以及双链DNA中该比值相等。若（A1+ T1）/（G1+ C1）= a则（A2+ T2）/（G2 + C2）= a（A+ T）/（G + C）= a 4. DNA分子一条链中的不互补碱基对的碱基 之和的比值是另一条互补链中该比值的倒数 。 若（A1+ C1）/（G1+ T1） =a 则（A2+ C2）/（G2+ T2） = 1/a 或（A1+ G1）/（C1 + T1） =a 则（A2+ C2）/（G2
12、+ T2） = 1/a练习练习： 1、 某双链DNA分子中，（A+T）/（G+C）=1.5则它的C占全部碱基的：A.20% B.25% C. 30% D.35%A A练练 习习2 2：3、测的DNA分子一条单链中（A+T）/（G+C） =0.7，在整个DNA分子中这种比例是A.1.43 B. 0.7 C. 0.5 D0.3B4、 根据碱基互补配对原则，且在数量上 C=A，那么下列的四个式子中，正确的是A.（C+T ） / （ G+A ） =1 B. （ A+C ） / （ T+G ）=1 C. （ G+C ） / （ A+T ） =1 D. （ T+A ） / （ C+G ） =1A5、若DN
13、A分子的一条链中(AT)/(C G)=a，则和该DNA单链互补的单链片段 中(AT)/(CG)的比值为 Aa B1/a C1 D1-1/a 6、一段多核苷酸链中的碱基组成为：35 的A、20的C、35的G、10的T。 它是一段 A双链DNA B单链DNA C双链RNA D单链RNA AB7、 在双链DNA分子中，当(A+G)/(T +C) 在一条多脱氧核苷酸链上的比例为0.4 时，则在另一互补链和整个DNA中，这 种比例分别是 0.4，1 B. 1 ，1 C. 0.6，1 D. 2.5，1 8、由120个碱基对组成的DNA分子片段 ，可因其碱基对组成和序列不同携带不 同的遗传信息，其种类最多可
14、达 120 B. 1204 C. 460 D. 4120DDDNA 的 复 制课课 前前 提提 问问1. 2. DNA双螺旋结构的特点（5个）1. 稳定性： 双螺旋结构；氢键联结 2. 方向性： 极性反向平行； 3. 专一性：碱基互补配对； 4. 多样性： 碱基对排列序列无穷； 5. 特异性：特定DNA分子有特定的碱基对数目和排列组合顺序DNA DNA 复复 制制 的的 发发 现：现：沃森和克里克在提出DNA双螺旋结构之后，又提出了DNA复制的假说：DNA半保留复制模型；1958年，米西尔森和斯坦尔采用含15N同位素的NH4Cl培养大肠杆菌，放在正常的培养液里繁殖，然后用梯度离心技术测定分裂时
15、DNA复制时的密度变化，证实了DNA的半保留复制。DNADNA的半保留复制的半保留复制是指在是指在DNADNA解旋酶的作用下，以一个亲代解旋酶的作用下，以一个亲代DNADNA分子的两条链为模板，合成两个结构上完全分子的两条链为模板，合成两个结构上完全相同的子代相同的子代DNADNA分子的过程。分子的过程。复复 制制 时时 间间体细胞有丝分裂的间期、有性生殖细胞减数分裂第一次分裂的间期。复复 制制 过过 程程1. 解 旋；DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，使得DNA双链的氢键断裂，这样使得螺旋结构的DNA双链解开。DNA分子的双链象拉链一样被拉开2. 复 制以解开的每段DNA链（母链）为模板，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料，在相关酶的作用下，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。3. 分 配复制出来的子代DNA分子，通过细胞的分裂，被分配到
