1、威尔金斯威尔金斯沃沃森森和和克克里里克克查哥夫查哥夫一、一、DNADNA双螺旋结构模型的双螺旋结构模型的构建构建DNADNA模型构建中重大贡献的科学家模型构建中重大贡献的科学家富兰克林富兰克林DNADNA衍射图谱衍射图谱1.模型名称模型名称DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型2.模型构建者模型构建者1953年，美国生物学家年，美国生物学家沃森沃森和英国物理学家和英国物理学家克里克克里克3.构建依据构建依据（1）DNA是以是以4种种脱氧核苷酸脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，为单位连接而成的长链，这这4种脱氧核苷酸分别含有种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基种碱基；（2）威尔金斯和富兰克林获
2、得的）威尔金斯和富兰克林获得的DNA衍射图谱衍射图谱；（3）查哥夫发现在）查哥夫发现在DNA中，中，腺嘌呤的量总是腺嘌呤的量总是等于胸腺等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量；4.构建历程构建历程1953年年，沃森和克里克撰写的，沃森和克里克撰写的核酸的分子结构一核酸的分子结构一脱氧核糖核酸的一个结构模型脱氧核糖核酸的一个结构模型论文在英国论文在英国自然自然杂志上刊载，引起了极大的杂志上刊载，引起了极大的轰动轰动19621962年年，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖究成果共同
3、获得了诺贝尔生理学或医学奖左一：威尔金斯左一：威尔金斯左左三：克里克三：克里克左五：沃森左五：沃森DNADNA的空间（立体）结构的空间（立体）结构DNADNA的平面结构的平面结构ATCGATAGCT氢键氢键磷酸二酯键磷酸二酯键二、二、DNADNA的结构的结构ATGATACT5353含氮碱基含氮碱基OCH2HHOHHHH磷酸磷酸基团基团12345脱氧核糖上与脱氧核糖上与碱基碱基相连的的碳叫做相连的的碳叫做_，与与磷酸基团磷酸基团相连的碳叫做相连的碳叫做_；1-C5-CDNA 的一条单链具有两个末端，一端有的一条单链具有两个末端，一端有一个一个游离的磷酸基团游离的磷酸基团，这一端称为，这一端称为_
4、，另一端有一个另一端有一个羟基羟基（-OH），称作），称作_；.5-端端3-端端DNA的两条单链的走向的两条单链的走向_，从双链，从双链的的一端一端起始，一条单链是从起始，一条单链是从5-端到端到3-端端的，另一条则是从的，另一条则是从_；相反相反3-端到端到5-端的端的（一）（一）DNADNA的双螺旋结构的主要特点的双螺旋结构的主要特点ATCGATAGCT53531.DNA是由是由_条单链组成的，条单链组成的，这两条链按这两条链按_的方式的方式盘旋成双螺旋结构；盘旋成双螺旋结构；两两反向平行反向平行（一）（一）DNADNA的双螺旋结构的主要特点的双螺旋结构的主要特点ATCGATAGCT535
5、32.DNA中的中的_和和_交替连接，排列在交替连接，排列在_侧，侧，构成构成_；碱碱基排列在基排列在_侧；侧；脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸外外基本骨架基本骨架内内（一）（一）DNADNA的双螺旋结构的主要特点的双螺旋结构的主要特点ATCGATAGCT53533.两条链上的碱基通过两条链上的碱基通过_连接成连接成_，并且碱基配，并且碱基配对具有一定的规律：对具有一定的规律：氢键氢键碱基对碱基对TCA一定与一定与_配对配对；G一定与一定与_配对配对；（一）（一）DNADNA的双螺旋结构的主要特点的双螺旋结构的主要特点ATCGATAGCT5353*碱基互补配对原则：碱基互补配对原则：碱基之间这种碱基之
6、间这种_的关的关系，叫做碱基互补配对原则；系，叫做碱基互补配对原则；一一对应一一对应A A（腺嘌呤（腺嘌呤）T T（胸腺嘧啶）（胸腺嘧啶）G G（鸟嘌呤）（鸟嘌呤）C C（胞嘧啶）（胞嘧啶）* * * *氢键越多越稳定氢键越多越稳定所以所以GCGC碱基对比例越多，碱基对比例越多，DNADNA分子的热稳定性越高分子的热稳定性越高（二）（二）DNADNA的特性的特性ATCGATAGCT53531.稳定性稳定性（1 1）外部稳定外部稳定的的基本基本骨架骨架磷磷酸和酸和脱氧核糖脱氧核糖交替连接交替连接形成形成；（2 2）内部碱基对稳定内部碱基对稳定通过通过氢氢键键连接连接，严格遵循碱基互补配对原严格遵
7、循碱基互补配对原则，则，加强稳定性加强稳定性；（3 3）空间结构稳定空间结构稳定规则的双规则的双螺旋螺旋结构结构；（二）（二）DNADNA的特性的特性ATCGATAGCT53532.多样性（课本多样性（课本P59）DNADNA中中碱碱基排列顺序基排列顺序千变万化千变万化；（若有若有n n对碱对碱基基，则则DNADNA储存的遗传储存的遗传信息信息可用可用_表示表示）4 4n n现学现用：现学现用：在在生物体内，一个最短生物体内，一个最短DNADNA分子也分子也大约大约有有8 8000000个碱个碱基基，则这样的，则这样的DNADNA分子碱基排列顺序有分子碱基排列顺序有_种可能；种可能；4 440
8、00400080008000个碱基个碱基=4000=4000个碱基对个碱基对=4000=4000对碱基对碱基多样性主要跟碱基的排列顺序有关，几乎与碱基的种多样性主要跟碱基的排列顺序有关，几乎与碱基的种类无关，因为类无关，因为几乎所有的几乎所有的DNA都含有所有的四种碱基都含有所有的四种碱基；（二）（二）DNADNA的特性的特性ATCGATAGCT53533.特异性（课本特异性（课本P59）每种每种DNADNA都有都有特定的碱基排列特定的碱基排列顺序顺序；现学现用：现学现用：ATCGATAGCT1.1. 是左边链的是左边链的_端，这一端末端端，这一端末端的基团为的基团为_； 是右边链的是右边链的
9、_端，这一端端，这一端末端末端的基团为的基团为_；3-5-.羟基羟基磷酸基团磷酸基团2.2. 和中，和中，_是真正的脱氧核是真正的脱氧核苷酸，名称是苷酸，名称是_；腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸3.3. 的名称是的名称是_；一条脱氧核苷酸链片段一条脱氧核苷酸链片段4.4. 一个一个DNA分子分子有有_个游离的磷个游离的磷酸基团，位于两条链的酸基团，位于两条链的_；一一个脱氧核糖上个脱氧核糖上连着连着_个磷个磷酸基团；酸基团；一一个磷酸基团上个磷酸基团上连着连着_个脱个脱氧核糖；氧核糖；一一个脱氧核糖上连着个脱氧核糖上连着_个碱基；个碱基；DNA两条两条链之间相邻链之间相邻的碱基由的碱基由_连
10、接，一连接，一条链中相邻条链中相邻的碱基也是通过的碱基也是通过这个连接的吗这个连接的吗？21或或21或或2氢键氢键脱氧核糖脱氧核糖-磷酸基团磷酸基团-脱氧核糖脱氧核糖15-端端B B站视频演示站视频演示三、碱基互补配对原则相关计算三、碱基互补配对原则相关计算碱基互补配对原则：碱基互补配对原则：A A（腺嘌呤（腺嘌呤）T T（胸腺嘧啶）（胸腺嘧啶）G G（鸟嘌呤）（鸟嘌呤）C C（胞嘧啶）（胞嘧啶）A1T2T1A2G1C2C1G21 1个个A-TA-T碱基对含有碱基对含有2 2个氢键；个氢键；1 1个个G-CG-C碱基对含有碱基对含有3 3个氢键；个氢键；A1T2T1A2G1C2C1G2规律一：
11、规律一：一个一个双链双链DNADNA中，中，A=TA=T、G=CG=C，则，则A+G=T+CA+G=T+C，即，即“嘌呤数嘌呤数= =嘧啶数嘧啶数”；同时还可得同时还可得A+C=G+TA+C=G+T，综上，可总结为，综上，可总结为“任意两个任意两个不互补不互补的碱基的碱基之和恒相等之和恒相等”，且，且为总碱基数一半为总碱基数一半；例例1 1：已知一个含已知一个含150150个磷酸的个磷酸的双链双链DNADNA分子分子中有腺嘌呤中有腺嘌呤2525个，请问此个，请问此DNADNA分子中有多少个胞嘧啶？分子中有多少个胞嘧啶？ 50A1T2T1A2G1C2C1G2规律一：规律一：一个一个双链双链DNA
12、DNA中，中，A=TA=T、G=CG=C，则，则A+G=T+CA+G=T+C，即，即“嘌呤数嘌呤数= =嘧啶数嘧啶数”；同时还可得同时还可得A+C=G+TA+C=G+T，综上，可总结为，综上，可总结为“任意两个任意两个不互补不互补的碱基的碱基之和恒相等之和恒相等”，且，且为总碱基数一半为总碱基数一半；例例2 2：某某双链双链DNADNA的分子中，鸟嘌呤的的分子中，鸟嘌呤的分子数占碱分子数占碱基总数基总数的的22%22%，那么胸腺，那么胸腺嘧啶的分子数占碱基总数的嘧啶的分子数占碱基总数的A A、22% B22% B、28% 28% C C、78% 78% D D、50%50%BA1T2T1A2G
13、1C2C1G2规律一：规律一：一个一个双链双链DNADNA中，中，A=TA=T、G=CG=C，则，则A+G=T+CA+G=T+C，即，即“嘌呤数嘌呤数= =嘧啶数嘧啶数”；同时还可得同时还可得A+C=G+TA+C=G+T，综上，可总结为，综上，可总结为“任意两个任意两个不互补不互补的碱基的碱基之和恒相等之和恒相等”，且，且为总碱基数一半为总碱基数一半；例例3 3：双链：双链DNADNA的组成分析表明下列的的组成分析表明下列的相关比值其中有一相关比值其中有一个是个是可变可变的（的（ ）A A、A/T BA/T B、（、（A+TA+T）/ /（G+CG+C）C C、G/C G/C D D、 （A+
14、GA+G）/ /（T+CT+C） B补充：一个补充：一个双链双链DNADNA中，中，A+TA+T与与G+CG+C不一定相等；不一定相等；若在一个生物体若在一个生物体内嘌呤内嘌呤嘧啶是什么原因？嘧啶是什么原因？ATGC有单链结构存在有单链结构存在AUGC例例4 4：某生物鸟嘌呤：胞嘧啶某生物鸟嘌呤：胞嘧啶=3:1=3:1，则该生，则该生物不可能是（物不可能是（ ）A.A.大肠杆菌大肠杆菌B.B.流感病毒流感病毒C.T2C.T2噬菌体噬菌体D.D.人体细胞人体细胞C含有单链结构，含有单链结构， 嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？ATGC双链结构下，一定是嘌呤双链结构下，一
15、定是嘌呤=嘧啶，若嘌呤嘧啶，若嘌呤嘧啶，则必然有单链结构存在；嘧啶，则必然有单链结构存在；存在单链结构时，存在单链结构时，可能可能是嘌呤是嘌呤=嘧啶也嘧啶也可能可能是嘌呤是嘌呤嘧啶，关系不确定；嘧啶，关系不确定；AUGC例例5 5：现有一待测核酸样品，经检测后，对现有一待测核酸样品，经检测后，对碱基个数统计和计算得到下列结果：碱基个数统计和计算得到下列结果：(A+T(A+T）/(G+C)=1,(A+G)/(T+C)=1/(G+C)=1,(A+G)/(T+C)=1，根，根据此结果，该样品（据此结果，该样品（ ）A.A.无法确定是无法确定是DNADNA还是还是RNARNAB.B.可确定为双链可确定
16、为双链DNADNAC.C.无法确定是单链无法确定是单链DNADNA还是双链还是双链DNADNAD.D.可确定为单链可确定为单链DNADNACA1T2T1A2G1C2C1G2规律二：规律二：在在DNADNA双链双链中，假设一条单链中，假设一条单链的的不互补碱基和之比不互补碱基和之比A+G/T+CA+G/T+C等于等于m m，则则互补链互补链的的A+G/T+CA+G/T+C的值的值与之互为倒数关系即与之互为倒数关系即1/m1/m；例例6 6：DNADNA的一个单链中（的一个单链中（A+GA+G）/ /（T+CT+C）=0.4,=0.4,上述比例在其互补单链和整上述比例在其互补单链和整个个DNADN
17、A分子中分别是（分子中分别是（ ）A A、0.40.4和和0.5 0.5 B B、2.52.5和和0.4 0.4 C C、2.52.5和和1.0 1.0 D D、0.40.4和和1.01.0CA1T2T1A2G1C2C1G2规律三：规律三：在在DNADNA双链双链中，假设一条单链中，假设一条单链的的互补碱基和之比互补碱基和之比A+T/G+CA+T/G+C等于等于m m，则则互补链互补链的的A+A+T T/G+C/G+C的的值值及及整个整个DNADNA分子分子中中A+T/G+CA+T/G+C的值的值与之相等即与之相等即m m；例例7 7：DNADNA的一个单链中（的一个单链中（A+TA+T）/
18、/（G+CG+C）=0.4,=0.4,上述比例在其互补单链和整上述比例在其互补单链和整个个DNADNA分子中分别是（分子中分别是（ ）A A、0.40.4和和0.5 0.5 B B、0.40.4和和0.4 0.4 C C、2.52.5和和1.0 1.0 D D、0.40.4和和1.01.0BA1T2T1A2G1C2C1G2规律三：规律三：在在DNADNA双链双链中，假设一条单链中，假设一条单链的的互补碱基和之比互补碱基和之比A+T/G+CA+T/G+C等于等于m m，则则互补链互补链的的A+A+T T/G+C/G+C的的值值及及整个整个DNADNA分子分子中中A+T/G+CA+T/G+C的值的
19、值与之相等即与之相等即m m；例例8 8：在在双链双链DNADNA分子分子中，中，G G和和C C之和占全部之和占全部碱基的碱基的48%48%，其中，其中一条链一条链的的A A占占该链该链碱碱基总数基总数的的24%24%，则另一条链中的，则另一条链中的A A占占该该链链碱碱基总数的百分比基总数的百分比为（为（ ）A A、24% B24% B、26% 26% C C、28% 28% D D、76%76%CA1T2T1A2G1C2C1G2规律三：规律三：在在DNADNA双链双链中，假设一条单链中，假设一条单链的的互补碱基和之比互补碱基和之比A+T/G+CA+T/G+C等于等于m m，则则互补链互补
20、链的的A+A+T T/G+C/G+C的的值值及及整个整个DNADNA分子分子中中A+T/G+CA+T/G+C的值的值与之相等即与之相等即m m；例例9 9：在在双链双链DNADNA分子分子中中，A A与与T T之和占之和占全部碱基总数的全部碱基总数的42%42%，若其中一条链的，若其中一条链的C C占该链碱基总数的占该链碱基总数的24%24%，T T占占30%30%，则，则另一条链上另一条链上C C、T T分别占该链碱基总数分别占该链碱基总数的（的（ ）A A、34% 12%34% 12%B B、42% 12% 42% 12% C C、58% 34% 58% 34% D D、34% 30%34
21、% 30%AA1T2T1A2G1C2C1G2规律三：规律三：在在DNADNA双链双链中，假设一条单链中，假设一条单链的的互补碱基和之比互补碱基和之比A+T/G+CA+T/G+C等于等于m m，则则互补链互补链的的A+A+T T/G+C/G+C的的值值及及整个整个DNADNA分子分子中中A+T/G+CA+T/G+C的值的值与之相等即与之相等即m m；变式：变式：某双链某双链DNADNA分子一条链上分子一条链上(A(AT)/(GT)/(GC)C)的值为的值为0.30.3，则在整个，则在整个DNADNA分分子中子中A:T:G:CA:T:G:C为为( () )A A1:1:1:1 1:1:1:1 B
22、B2:2:3:3 2:2:3:3 C C3:3:10:10 3:3:10:10 D D10:10:3:310:10:3:3CA1T2T1A2G1C2C1G2规律四：规律四：不同生物的不同生物的DNADNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(A(AT)/(GT)/(GC)C)的值的值不同不同，该，该比值体现了不同生物比值体现了不同生物DNADNA分子的分子的特异性；特异性；例例1010：嗜热嗜热菌是一种能在高温环境中生菌是一种能在高温环境中生活的细菌，与一般生物相比，其活的细菌，与一般生物相比，其体内的体内的DNADNA分子中分子中_的比例的比例较高；较
23、高；G-C碱基对碱基对不同生物的不同生物的DNA的的(AT)/(GC)的的值一样吗？值一样吗？不同生物的不同生物的DNA的的(AG)/(TC)的的值一样吗？值一样吗？一样，都是一样，都是1A1T2T1A2G1C2C1G2规律五：规律五：某碱基在某碱基在双链中双链中所占的比例等于它在所占的比例等于它在每条单链中所占比每条单链中所占比例的平均值例的平均值，若某种碱基在，若某种碱基在链中占链中占m%m%，在，在链中占链中占n%n%，那么该种碱基在双链中应占那么该种碱基在双链中应占m+n/2m+n/2；例例1111：在双链在双链DNADNA的一条链中的一条链中A A占占22%22%，另，另一条链中一条
24、链中A A占占24%24%，在整个，在整个DNADNA分子分子中，中，A A占占_；23%A1T2T1A2G1C2C1G2规律六：规律六：若已知若已知A A在双链中所占的比例为在双链中所占的比例为c%c%，则，则A A1 1在单链中所占的在单链中所占的比例比例无法确定无法确定，但，但最大值为最大值为2c%2c%，最小值为，最小值为0 0 ；例例1212：在一个双链在一个双链DNADNA分子中分子中A A占占22%22%，则，则A A在其中一条单链中的数值能确定在其中一条单链中的数值能确定吗？吗？不能不能能确定范围吗？能确定范围吗？能确定范围，能确定范围，0%A144%；A1T2T1A2G1C2
25、C1G2规律七：规律七：DNADNA分子的总氢键数分子的总氢键数=2(A-T=2(A-T碱基碱基对对数数)+3(G-C)+3(G-C碱基碱基对对数数) )例例1313：在某双链在某双链DNADNA中，碱基总数为中，碱基总数为10001000，其中腺嘌呤其中腺嘌呤200200个，则该个，则该DNADNA分子分子中有中有_氢键；氢键；1300A1T2T1A2G1C2C1G2易错提醒：易错提醒：(1)(1)看清看清单双链单双链：所求的碱基占单：所求的碱基占单链中的比例还是双链中的链中的比例还是双链中的比例；比例；(2)(2)看清看清“个个”或或“对对”：题干中：题干中给出的数量是多少给出的数量是多少“对对”碱基还是碱基还是多少多少“个个”碱碱基；基；
