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1、第二节 DNA分子的结构,一、对DNA分子双螺旋结构的发现和认识过程,1、19世纪50年代科学界认识到DNA的化学组成。,DNA的基本组成元素有哪些？,C、 H、 O、 N、 P,DNA的基本组成单位是什么？由哪几种物质组成？,脱氧核苷酸 = 含氮碱基 + 脱氧核糖 + 磷酸,含氮碱基：A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶） G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）,2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱，并且获得相关数据。,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。,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,
2、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）,3、沃森和克里克提出DNA双螺旋结构的初步构想。,4、1952年查哥夫指出：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)。,5、1953年沃森和克里克发表论文核酸的分子结构模型脱氧核糖核酸的一个结构模型。,在生命的旋梯上 沃森和克里
3、克,回眸历史,1953年，美国科学家沃森（JD.Watson，1928）和英国科学家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。,回眸历史,脱氧核苷酸,1、DNA的化学组成,基本单位：,P,脱氧核糖,含氮碱基,脱氧核苷酸,元素组成：,C H O N P,组成脱氧核苷酸的碱基：,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,(1) DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构.,(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；碱基排列在内侧。,(3) 两条链上的碱基通过氢键连接成
4、碱基对，并且碱基的配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。,DNA双螺旋结构模型,4、DNA分子的结构特性,1）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。,在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：AT、TA、GC、CG。请同学们计算DNA分子有多少种？,2）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。,3) 稳定性,具有规则的双螺旋结构,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
5、是通过什么储存大量的遗传信息？,化学组成单位,双螺旋结构,基本单位脱氧核苷酸,种类,四种,主要特点,碱基互补配对原则,DNA分子的多样性、特异性和稳定性,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。 外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。,碱基4种、碱基对2种、排列顺序不同,DNA的结构,DNA双螺旋结构的构建,小结,1、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占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=2
6、2%，求整个 DNA分子中G= _,20%,60个,29%,4、 由120个碱基组成的DNA分子片段， 可因其碱基对组成和序列的不同而携 带不同 的遗传信息，其种类数最多可达 （ ） A、4120 B、1204 C、460 D、604,C,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,6:从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例 是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46
7、% ,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,当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)= n 时,求:,有关DNA中的碱基计算,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
8、.4,3、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。,解析一：,设DNA分子碱基总数为100.,已知：A+T=54，则G+C=46,所以，G1+C 1 =G 2 +C 2 =23,所以, C 2=G 1=11,则: G 2=2311=12,解析二:,因为 G2=C1,24%,基础知识简答,1、沃森和克里克于 年提出了著名的 模型，为 合理地解释遗传物质的 奠定了基础。 2、DNA又称 ，组成它的基本单位是 （由 一分子 、一分子 、一分子 组成）。 组成DNA的碱基共有 种（符号表示为 ），脱氧
9、核苷 共有 种（名称是 、 、 、 ）。,1953,DNA双螺旋,各种功能,脱氧核糖核酸,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,4,A T G C,4,胞嘧啶脱氧核苷酸,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,3、 DNA的双螺旋结构是由 平行的 长链 而成， 排在外侧的 和 交替连接构成基本骨架，通过 连 接起来的 排列在内侧。碱基对的组成规律是 与 配 对， （A）一定与 （T）配对， （G） 一定与 （C）配对，反之亦然，这种一一对应的关系叫 做 原则。 4、 DNA的碱基只有 种，碱基对只有 种，而分子结构具 有 性，这完全是碱基对的 千变万化的结果。,两条,脱氧核糖核
10、酸,盘旋,脱氧核糖,磷酸,氢键,碱基对,嘌呤,嘧啶,腺嘌呤,胸腺嘧啶,鸟嘌呤,胞嘧啶,碱基互补配对,4,两,多样,排列次序,4、下图是DNA分子结构模式图，用文字填出110的名称。,胞嘧啶（C）,腺嘌呤（A）,鸟嘌呤（G）,胸腺嘧啶（T）,脱氧核糖,磷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,碱基对,氢键,一条脱氧核苷酸链的片段,有关DNA中的碱基计算,1、与DNA结构有关的碱基计算,（A+G）/（T+C）=,（A+C）/（T+G）=,1,1,（A+G）/（A+T+G+C）=,1 / 2,（A1+T1）/（A2+T2）=,（G1+C1）/（G2+C2）=,（A1+G1）/（T1+C1）=a， 则（A2+G2）/（T2+C2）=,1,1,1 / a,（A+T）/（A+T+G+C）=a， 则（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=,a,
