《上课用DNA的结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上课用DNA的结构（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节第二节DNA分子的结构分子的结构19531953年年4 4月月2525日，克里克和日，克里克和沃森在沃森在自然自然杂志上发杂志上发表了表了DNA的的双螺旋结构，双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底从而带来了遗传学的彻底变革变革，更宣告了分子生物更宣告了分子生物学的诞生。学的诞生。种瓜为什么能得瓜，就是遗种瓜为什么能得瓜，就是遗传物质由亲代传给子代的传物质由亲代传给子代的结果。遗传物质为什么能结果。遗传物质为什么能自我复制呢？它是怎样复自我复制呢？它是怎样复制的呢？这些机理都蕴藏制的呢？这些机理都蕴藏在克里克和沃森的在克里克和沃森的DNADNA双螺双螺旋结构模型的伟大发现之旋结构模型的伟大发
2、现之中。中。 v早在早在1919世纪，人们就发现了世纪，人们就发现了DNA的化的化学成分：学成分：DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸A G C T腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类A鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸CTG讨论讨论2：1.DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？构？2.DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于别位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？3.D
3、NA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的的什么部位？什么部位？（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。DNA分子的结构特点分子的结构特点GATCAATTCCGG连接连接（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成列在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在内侧。碱基在内侧。DNA分子的结构特点分子的结构特点GATCAATTCC
4、GG（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成列在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在内侧。碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通过过氢键氢键连结起来，形成碱连结起来，形成碱基对，基对，且且A只和只和T配对配对(形形成二个成二个氢键氢键)、C只和只和G配配对对(形成三个形成三个氢键氢键),即即碱碱基互补配对原则基互补配对原则。DNA分子的结构特点分子的结构特点GATCAATTCCGG你注意到了吗？1.两条长链上的脱
5、氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。2.长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的,有多样性多样性。 DNA分子的分子的特特异性异性就体现在特定就体现在特定的碱基（对）排列的碱基（对）排列顺序中。顺序中。GATCAATTCCGGDNA分子的特性：分子的特性：多样性：多样性：碱基有碱基有4种：种：A、T、G、C,碱基对有碱基对有4种：种：AT、TA、GC、CG,而而n个碱基对的组合方式有个碱基对的组合方式有4n 种种.如: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。 特异性：特异性：不同的生物，碱基对的数目可能相同，但碱基对的排列顺序肯定不同。 稳定性：稳定性：碱基互
6、补配对原则保持双链平行，氢键的碱基互补配对原则保持双链平行，氢键的作用力保持双链的结构牢固作用力保持双链的结构牢固.DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。特定的特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。分子具有特定的碱基排列顺序。 DNA分子分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息.设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， G G1 1 = C = C2 2 ， G G2 2 =C =C1
7、1。则在则在DNADNA双链中：双链中： A = T A = T ， G = CG = C。1.1.双链中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。双链中，嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+G/T+C=1A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2碱基互补配对碱基互补配对原则原则 计算计算3.3.双链中，一条链双链中，一条链A+G/T+CA+G/T+Cm,m,则则互补互补链中链中A+G/T+CA+G/T+C1/m1/m，互为倒数。互为倒数。在整个在整个DNADNA分子中分子中A+G/T
8、+CA+G/T+C1 1。2.2.单链中，不存在单链中，不存在A=T, C=GA=T, C=G的的关系。关系。4.4.双链中，一条链双链中，一条链A+T/G+CA+T/G+Cn,n,则则互补互补链中链中A+T/G+CA+T/G+Cn n。在整个在整个DNADNA分子中分子中A+G/T+CA+G/T+Cn n。A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2 5.5.双链中，双链中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基总分子碱基总数的数的m%m%, ,则则其中任何一条链中其中任何一条链中A+TA+T占该链碱占该链碱基总数的基总
9、数的m%m%，其中任何一条链，其中任何一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的一半。的一半。例题例题1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析：因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，所以，A=50%A=50%23%=27%23%=27%1 1、某双链、某双链DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤占分子的碱基中，鸟嘌呤占30%30%，则胸腺嘧啶为，则胸腺嘧啶为_2 2、一个、一个DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤占分子的碱基中，腺嘌呤占20%20%，那么在含有，那么在含有100
10、100个碱基对的个碱基对的DNADNA分分子中，胞嘧啶应是子中，胞嘧啶应是_3 3、 DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个求整个DNADNA分子中分子中G= _G= _ 20% 60个个29%4 4、从某生物组织中提取、从某生物组织中提取DNADNA进行分析进行分析, ,其其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之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和占全部碱基数的46% ,46% ,又知又知DNADNA的一条的一条链所含的碱基中链所含的碱基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤, ,问与这条问与这条链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链
11、全链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的部碱基数的 ( )( )、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11%ADNA分子的多样性和特异性分子的多样性和特异性组成组成DNA分子的碱基有分子的碱基有4种：种：A、T、G、C组成组成DNA分子的碱基对有分子的碱基对有4种：种：AT、TA、GC、CG两个碱基对的组合方式有两个碱基对的组合方式有42=16种种n个碱基对的组合方式有个碱基对的组合方式有4n种种1、原因、原因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：四种脱氧核苷酸基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核糖
12、一分子脱氧核糖一分子磷酸一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反向脱氧核苷酸长链两条反向脱氧核苷酸长链碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则分子结构的特性分子结构的特性: :稳定性。多样性和特异性稳定性。多样性和特异性元素组成元素组成:C H O N P练习与思考练习与思考1，已知，已知DNA分子的其中一条链如下，分子的其中一条链如下，其中共有磷酸多少？其中共有磷酸多少？脱氧核糖多少？脱氧核糖多少？T碱基有多少碱基有多少?共有碱基多少共有碱基多少? T T A A T G G T C T A T G C A2，碱基配对时碱基配对时为什么只能是为什么只能是A
13、-T,G-C,而不是而不是A-C,G-T?3.3.下图是下图是DNADNA分子结构模式图，用文字填出分子结构模式图，用文字填出1 11010的名称。的名称。PPPPACTG123456789101 23 45 67 89 10胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键一条脱氧核苷酸长链的片段一条脱氧核苷酸长链的片段 在在DNADNA分子中根据分子中根据碱基互补配对原则碱基互补配对原则有有A=T,C=GA=T,C=G则：则：(1)(1)整个整个DNADNA分子中分子中 A+C
14、/T+G = A+C/T+G = A%+T%+C%+G%=1 A%+T%+C%+G%=1 或或A%+C%=A%+C%=(2)(2)如一条链上如一条链上 A+T/C+G= a T/C+G= a ( (互补配对碱基相加的比值互补配对碱基相加的比值),),则另一条链上则另一条链上 A+T/C+G= ,/C+G= ,整个分子中该比值整个分子中该比值= = . . 推论推论: :一条链上一条链上 A+T A+T或或C+GC+G占碱基总数的比是多少占碱基总数的比是多少, ,则另则另一条链上一条链上 A+T A+T或或C+GC+G及整个分子中该比值都是多少及整个分子中该比值都是多少. .(3)(3)如一条链
15、上如一条链上A+G/T+C= bA+G/T+C= b（不互补配对碱基相加的比值）（不互补配对碱基相加的比值）则另一条链上则另一条链上A+G/T+C= .A+G/T+C= .1即即:不互补配对碱基相加的比值等于不互补配对碱基相加的比值等于1.50%即即:不互补配对碱基百分比之和占全部碱基的不互补配对碱基百分比之和占全部碱基的50%. a a 1/b讨论归纳讨论归纳:五、由五、由DNADNA分子中碱基互补配对原则分子中碱基互补配对原则可总结出以下规律：可总结出以下规律： 1 1、A=T A=T 、 C=G C=G 两不互补配对的碱基比例之和等于两不互补配对的碱基比例之和等于50%50% 2 2、两
16、不互补碱基之和的比值在整个、两不互补碱基之和的比值在整个DNADNA分子中为分子中为1 1， 在两互补链中互为倒数在两互补链中互为倒数A+G=T+C=50%或A+C=T+G=50% 3 3、两互补碱基之和的比值在整个、两互补碱基之和的比值在整个DNADNA分子中和它的分子中和它的任何一条单链中均相等任何一条单链中均相等 4 4、一种碱基在两条链中所占的比例等于这种碱基、一种碱基在两条链中所占的比例等于这种碱基在每条单链中所占的比例之和的一半在每条单链中所占的比例之和的一半 5 5、两互补碱基之和的比值（、两互补碱基之和的比值（A+TA+T）/ /（G+CG+C）因）因DNADNA或或生物的种类
17、不同而不同生物的种类不同而不同1 1、某生物细胞、某生物细胞DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占分子数占2222，那么，胞嘧啶的分子数占：，那么，胞嘧啶的分子数占： A.11A.11 B.22B.22 C.28C.28 D.44D.44C.28C.28巩固练习巩固练习3 3、根据碱基互补配对原则，在、根据碱基互补配对原则，在AGAG时，时，双链双链DNADNA分子中，下列四个式子中因生分子中，下列四个式子中因生物种类不同而不同的是：物种类不同而不同的是： A.(A+C)/(T+G) B.(C+G)/(A+T)A.(A+C)/(T+G) B.(C+G)/(A+T) C
18、.(A+G)/(C+T) D.A/T C.(A+G)/(C+T) D.A/T和和G/CG/CB.(C+G)/(A+T)B.(C+G)/(A+T)2.2.某某DNADNA分子的一条单链中分子的一条单链中,A,A占占2020,T,T占占3030，则该则该DNADNA分子中的分子中的C C占全部碱基的（占全部碱基的（ ）。）。25%1.DNA1.DNA一条链中（一条链中（A+GA+G）/ /（T+CT+C）0.40.4，上述比在，上述比在其互补链和整个其互补链和整个DNADNA分子中分别是分子中分别是( ),( ).( ),( ). 2.51练习练习解析解析:一条链上一条链上A占占20,T占占30，
19、则，则 A+T占占50%,C+G占占=50%;整个分子中该比值整个分子中该比值= 50%, 而而C=G,故故C占占25%.3.3.双链双链DNADNA分子中，分子中，G G占碱基总数的占碱基总数的3838，其中一条，其中一条链中的链中的T T占碱基总数的占碱基总数的5 5，那么另一条链中的，那么另一条链中的T T占碱基总数的（占碱基总数的（ ）。）。7%解析解析:双链双链DNA分子中，分子中，G占碱基总数的占碱基总数的38， C占占38%, A、T各占各占12%；一条链上；一条链上T占碱基总数的占碱基总数的5，另，另一条链上一条链上T占碱基总数的占碱基总数的12% -5%=7%。 例题例题2
20、2、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述上述比例在其互补链和整个比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 1 ; 2.5 1 ; 例题例题 4 4、在含有四种碱基的、在含有四种碱基的DNADNA区段中，有腺嘌呤区段中，有腺嘌呤a a个，个，占该区段全部碱基的比例为占该区段全部碱基的比例为b b，则则 （ ) ) A.A.b0.5 B. b0.5b0.5 B. b0.5B.B.C. C. 胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2a(1/2b) D.b) D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2 b(1/2 a)a)C C 例题
21、例题5 5、分析一个、分析一个DNADNA分子时，发现分子时，发现30%30%的脱氧核苷酸含有的脱氧核苷酸含有A A，由此可知，该分子中一条链上由此可知，该分子中一条链上G G含量的最大值可占此链碱含量的最大值可占此链碱基总数的多少？基总数的多少？40%40%7 7、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数碱基总数的的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另。求另一条链上一条链上G G占其所在链碱基总数的百分含量。占其所在链碱基总数的百分含量。24%24%8 8、某、某DNADNA
22、分子中分子中A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基总数的分子碱基总数的34%34%，其中一条链上的其中一条链上的C C占该链碱基总数的占该链碱基总数的28%28%，那么，对应，那么，对应的另一条互补链上的的另一条互补链上的C C占该链碱基总数的比例是多少占该链碱基总数的比例是多少？38%38%基础知识简答基础知识简答1 1、沃森和克里克于、沃森和克里克于 年提出了著名的年提出了著名的 模型，为合理地解释遗传物质的模型，为合理地解释遗传物质的 奠定奠定了基础。了基础。2 2、DNADNA又称又称 ，组成它的基本单位，组成它的基本单位是是 （由一分子（由一分子 、一分子、一分子 、一分子、一
23、分子 组成）。组成组成）。组成DNADNA的碱基共有的碱基共有 种（符号表示为种（符号表示为 ），脱氧核苷共有），脱氧核苷共有 种（名称是种（名称是 、 、 、 ）。）。1953 1953 DNADNA双螺旋双螺旋各种功能各种功能脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基4 4A T G CA T G C4 4胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸5.5.已知在已知在DNADNA分子中的一条单链分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m(A+G)/(T+C)
24、= m 时时, ,求求: :(1)(1)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ? 1/m(2) (2) 这个比例关系在整个分子中又是多这个比例关系在整个分子中又是多少少? ?1(3)(3)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ?n(4)(4)这个比例在整个这个比例在整个DNADNA分子中又是多少分子中又是多少? ?n当在一单链中当在一单链中, ,如果如果(A+T)/(G+C)=n(A+T)/(G+C)=n 时时, ,求求: :26% 24%解析解析:一个一个DNA分子中，分子中，G和和C之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的46， A和和T之和占全部碱
25、基数的之和占全部碱基数的54%； 每一条单链中每一条单链中G和和C之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的46， A和和T之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的54%，而一条单链中，而一条单链中，A和和C分别占该单链的分别占该单链的28和和22，则，则G占该单链的占该单链的46%-22%=24%， T占该单链的占该单链的54%-28%=26%，则该，则该DNA分子的另一条单链中，分子的另一条单链中，A和和C分别占这一单链的分别占这一单链的百分比是百分比是26%、 24%。4.一个一个DNA分子中，分子中，G和和C之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的46，该，该DNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A和和C分别占分别占该单链的该单链的28和和22，则该，则该DNA分子的另一条分子的另一条单链中，单链中，A和和C分别占这一单链的百分比是多少分别占这一单链的百分比是多少？
