DNA分子的结构ppt.ppt

第第2节 DNA分子的分子的结构构DNADNA雕塑雕塑一、一、DNA双螺旋双螺旋结构模型的构建构模型的构建 1953年，美国生物学家沃森和英国物年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克，共同提出了理学家克里克，共同提出了DNA分子的双分子的双螺旋螺旋结构模型。构模型。你知道沃森和克里克是如何发现你知道沃森和克里克是如何发现DNADNA双螺旋结构模型的吗？双螺旋结构模型的吗？沃森（左）和克里克（右）沃森（左）和克里克（右）在构建DNA模型在生命的在生命的“旋梯旋梯”上上资料料1：20世世纪30年代，科学家年代，科学家认识到：到：组成成DNA分子的分子的基本基本单位是位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料料2：DNA是由是由许多个脱氧核苷酸多个脱氧核苷酸连接而成的接而成的长链。资料料4：奥地利著名生物化学家：奥地利著名生物化学家查哥夫哥夫研究得出：腺研究得出：腺嘌呤呤（A）的量）的量总是等于胸腺是等于胸腺嘧啶（T）的量）的量(A=T)，鸟嘌呤呤（G）的量）的量总是等于胞是等于胞嘧啶（C）的量）的量(G=C)。资料料3：1951年，英国科学家年，英国科学家威威尔金斯金斯和和富富兰克林克林提供了提供了DNA的的X射射线衍射衍射图谱 。DNADNA的的组成元素：成元素：基本基本单位位脱氧核苷酸脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链 DNADNA平面平面结构构(双双链)DNADNA双螺旋双螺旋结构构磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基（含氮碱基（A A、T T、C C、G G）二、二、DNA分子的分子的结构构 C、H、O、N、P脱氧脱氧核糖核糖含含N碱基碱基磷酸磷酸A（腺（腺嘌呤）呤）G（鸟嘌呤）呤）C（胞（胞嘧啶）T(胸腺胸腺嘧啶）DNADNA的基本的基本单单位脱氧核苷酸位脱氧核苷酸AGCT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脱氧核苷酸的种类类DNA分子的平面分子的平面结构构ATGCATGC氢键一条脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸单链磷酸二酯键碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 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。ATGC氢键氢键AAATTTGGGGCCCATC（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分子双螺旋结构分子双螺旋结构的特点的特点AAATTTGGGGCCCATC（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分子双螺旋结构分子双螺旋结构的特点的特点AAATTTGGGGCCCATC（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，且遵循基对，且遵循碱基互补配碱基互补配对原则对原则。DNA分子双螺旋结构分子双螺旋结构的特点的特点(1)(1)多样性多样性:碱基对的排列顺序多种多样碱基对的排列顺序多种多样.(.(若若有有n n对碱基对碱基,排列方式可以有排列方式可以有4 4n n)(2)(2)特异性特异性:每种生物的每种生物的DNADNA都有特定的碱基数都有特定的碱基数目及特定的碱基排列顺序目及特定的碱基排列顺序三、三、DNA的的结构特性构特性（3）稳定性定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交中脱氧核糖和磷酸交替替连接的方式不接的方式不变；两条两条链间碱基互碱基互补配配对及形成及形成氢键的方式不的方式不变问题：问题：根据碱基互补配对原则，你能推导出根据碱基互补配对原则，你能推导出DNADNA分子中各种碱基之间有哪些数量关系吗？分子中各种碱基之间有哪些数量关系吗？设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2，A2=T1，G1=C2，G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C可引申为：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C 即A+G/T+C=1或A+G/A+T+G+C=50%或A%=50%-G%A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA双链例题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%双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。=A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1=A2+T2+G2+C2A2+T2=A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA双链 例例题2 2、某双、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碱基碱基总数的数的54%54%，其中一条，其中一条链上上G G占占该链碱基碱基总数的数的22%22%。求另一条。求另一条链上上G G占占其所在其所在链碱基碱基总数的百分含量。数的百分含量。AT=54%G+C=46%G1A1+T1+G1+C1=22%G+CG1+C1G2+C2=A+T+G+CA1+T1+G1+CA2+T2+G2+C2A1+T1+G1+C1G2=24%双链DNA分子中，互补的两条链中非互补碱基和之比互为倒数。DNA分子中A+G/T+C之比相等。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/a 例题3、在DNA的一个单链,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？2.5 1;A 1 T 2T 1 A2G 1 C 2C 1 G 2DNA双链规律：非互律：非互补碱碱 基和之互基和之互为倒数倒数双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G 2+C2=规律：互律：互补碱碱 基和之比相等基和之比相等例：某DNA分子中，当A+T/G+C在一单链中为0.4时，在其互补链中这个比例是：0.4DNADNA分子的结构分子的结构小结小结1.1.化学元素组成：化学元素组成：C H O N PC H O N P2.2.基本组成单位：基本组成单位：(四种四种)脱氧核苷酸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一分子脱氧核糖一分子磷酸一分子磷酸3.3.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原则碱基互补配对原则4.4.DNADNA分子特点分子特点:多样性多样性,特异性特异性,稳定性稳定性1 1已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有18001800个碱基对，其中胞嘧啶有个碱基对，其中胞嘧啶有10001000个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数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目和腺嘌呤的数目分别是 （）A A18001800个和个和800800个个 B B18001800个和个和l800l800个个C C36003600个和个和800800个个 D D36003600个和个和36003600个个C【课堂反馈课堂反馈】2 2、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=_ 29%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，则 胸腺嘧啶为胸腺嘧啶为_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 100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分子中，胞嘧啶分子中，胞嘧啶 应是应是_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、（、（20002000上海）由上海）由120120个碱基组成的个碱基组成的DNADNA分子片段，分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携可因其碱基对组成和序列的不同而携 带不同带不同 的遗传信息，其种类数最多可达的遗传信息，其种类数最多可达 （）A A、4 4120 120 B B、1201204 4 C C、4 460 60 D D、60604 4C C考一考：考一考：5 5、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碱基总数的碱基总数的54%54%，其中，其中一条链上一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占其所在链碱占其所在链碱基总数的百分含量。基总数的百分含量。解析一：解析一：设设DNADNA分子碱基总数为分子碱基总数为100100.已知：已知：A+T=54A+T=54，则，则G+C=46G+C=46所以，所以，G G1 1+C+C 1 1=G=G 2 2 +C+C 2 2=23=23已知：已知：G G 1 1=10022%=1112所以所以,C 2=G 1=11则:G 2=2311=12G 2A 2+T 2+G 2+C 2=1212100=24%解析二解析二:已知已知A+T总=54%,则=46%G+C总所以所以G1+C 11/2总=46%.已知已知1/2总G 1=22%所以所以1/2总C 1=46%22%=24%因因为 G2=C1所以所以1/2总G 2=24%24%24%练习（课本本P51）1 1下面是下面是DNADNA的分子结构模式图，说出图中的分子结构模式图，说出图中1 11010的的名称。名称。12345678109GTCA1.胞嘧啶胞嘧啶2.腺嘌呤腺嘌呤3.鸟嘌呤鸟嘌呤4.胸腺嘧啶胸腺嘧啶5.脱氧核糖脱氧核糖6.磷酸磷酸7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.碱基对碱基对9.氢键氢键10.一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段