1、 第第2 2节节 DNADNA分子的结构分子的结构1学学 习习 目目 标标 DNA分子结构主要特点分子结构主要特点 DNA分子的特性分子的特性 有关有关DNA中的碱基计算中的碱基计算2回忆一下：脱氧核苷酸1分子脱氧核糖，1分子含氮碱基，1分子磷酸脱氧核糖在中间，一边连接含氮碱基，一边连接磷酸。A腺嘌呤，T胸腺嘧啶，C胞嘧啶，G鸟嘌呤四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸。 两类：嘌呤、嘧啶1、DNA的基本单位是什么？2、每个基本单位是由哪几部分构成的？3、构成一分子脱氧核苷酸的三个组分是如何连接的？4、组成DNA的碱基分几类？有几种？英文缩写和中文
2、名称分别是什么？5、依据碱基的不同，构成DNA的脱氧核苷酸有多少种？分别是什么？3AT、GC41、DNA分子结构分子结构DNA分子是有分子是有 条链组成，条链组成， 盘旋盘旋成成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；构成基本骨架； 排列在内侧。排列在内侧。碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则原则反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对2二、二、DNADNA模型分析模型分析（A A与与T T、C C与与G G配对）。配对）。5G与与C形成三个氢键，形成三个氢键，A与与T形成
3、两个氢形成两个氢键，因此键，因此C与与G比例越大，比例越大，DNA结构越结构越稳定。稳定。6DNADNA分子的结构特性分子的结构特性2 2）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。在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNA分子也大约有分子也大约有4000个碱基对，请同学们计算最短个碱基对，请同学们计算最短DNA分子有多少种？分子有多少种？4 种40003 3）特异性：）特异性： 特定的特定的DNADNA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。 1) 1) 稳定性：稳定性：脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，
4、脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，碱基互补配对原则保持双链平行，氢键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。的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。DNADNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。7例题例题1 1：将双螺旋结构的：将双螺旋结构的DNADNA分子彻分子彻底水解，得到的产物是（底水解，得到的产物是（） A 四条多聚脱氧核苷酸链四条多聚脱氧核苷酸链 B 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 C 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 D C、H、O、N、P五种元素
5、五种元素例题例题2 2：将双螺旋结构的：将双螺旋结构的DNADNA分子初分子初步水解，得到的产物是（步水解，得到的产物是（）8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的名称。的名称。 12345678109GTCA1.1.胞嘧啶胞嘧啶2.2.腺嘌呤腺嘌呤3.3.鸟嘌呤鸟嘌呤4.4.胸腺嘧啶胸腺嘧啶5.5.脱氧核糖脱氧核糖6.6.磷酸磷酸7.7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.8.碱基对碱基对9.9.氢键氢键10.10.脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链【课堂反馈课堂反馈P51】9A+TG+CA2 +T2G2 +C2A1+T1G1+C1=n=n
6、1 1、双链、双链DNADNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,50%,且不互补且不互补碱基之和的比值等于碱基之和的比值等于1 1。(A+C)/(T+G)=(T+G)/(A+C)=(T+C)/(A+G)=( A+G)/(T+C)=2 2、双链、双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任等于其中任何一条链的何一条链的A+T/G+CA+T/G+C。规律总结：规律总结：A1T2T1A2G1C2C1G2A=T， C=GA+C=n= （A+T+C+G） 50%T+GA+G=T
7、+C=110A+TG+CA2 +T2G2 +C2A1+T1G1+C1=n=n1 1、双链、双链DNADNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,50%,且不互补且不互补碱基之和的比值等于碱基之和的比值等于1 1。(A+C)/(T+G)=(T+G)/(A+C)=(T+C)/(A+G)=( A+G)/(T+C)=2 2、双链、双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任等于其中任何一条链的何一条链的A+T/G+CA+T/G+C。规律总结：规律总结：A1T2T1A2G1C2C1
8、G2A=T， C=GA+C=n= （A+T+C+G） 50%T+GA+G=T+C=1113 3、双链、双链DNADNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互为互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一链中这一 比值的倒数。比值的倒数。1nA2+G2T2+C2=4 4、双链、双链DNADNA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百分比等于其中任何一条链中百分比等于其中任何一条链中A+TA+T占该链碱基总数的占该链碱基总数的百分比。百分比。A+TA+T+G+C=A1T
9、2T1A2G1C2C1G2A2 +T2 +G2 +C2A2 +T2=A1 +T1 +G1 +C1A1 +T1=m%m%m%T1+C1=n A1+G112 5 5、一种碱基在两条链中所占的比例等于这种碱、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基在每条单链中所占的比例之和的一半A1T2T1A2G1C2C1G2AA+T+G+C=A2 +T2 +G2 +C2A2 =A1 +T1 +G1 +C1A1 =m%n%m%+n%2100 100m%n%13 设设DNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据链。根据碱基互补配对原则，则：碱基互补配对原则，则：
10、 A1 = T2 ，A2 = T1 G1 = C2 ，G2 = C1且在且在DNA双链双链中：中： A = T ; G = C A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链14（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=（A+G）/（A+T+G+C）=引申练习：引申练习：111 / 2规律规律2 2：DNA双链中，双链中，任意两个任意两个不互补不互补的碱基的碱基之和相等之和相等，并为，并为碱基总数碱基总数的的50%50%例题：某双链例题：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 DNA分子中，分子中，A
11、+G=T+C=50%所以所以 A=50%23%=27%15拓展题：你能根据碱基互补配对原则，推导出相拓展题：你能根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。公式，从中概括出一些规律。A=T G=CA=T G=C A+G=T+CA+G=T+C 也可以写成以下形式：也可以写成以下形式： 规律概括：在规律概括：在DNA双链中，任意两个双链中，任意两个不互补不互补碱基碱基之和之和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+GA+G( )=T+GT+G( )=50%A+GA+G T+C T+C =( )( )(
12、 )=( )( )( )=1A+T+G+CA+T+G+CT+GT+CA+CA+G相相 等等一半一半【课堂反馈课堂反馈P51】161 1. .某双链某双链DNADNA分子的碱基分子的碱基中，鸟嘌呤占中，鸟嘌呤占30%30%，则胸，则胸腺嘧啶为腺嘧啶为_2 2. .一个一个DNADNA分子的碱基中，分子的碱基中，腺嘌呤占腺嘌呤占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，分子中，胞嘧啶应是胞嘧啶应是_20% 60个个【课堂反馈课堂反馈】17 例题：在双链例题：在双链DNA中有腺嘌呤中有腺嘌呤P个，个，占全部碱基比例占全部碱基比例N/M（M2N），），则该
13、则该DNA分子中鸟嘌呤的个数为（分子中鸟嘌呤的个数为（ ）A.P B.PM/N+P C.(PM/2N)P D.PM/2NC18A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链一条链中一条链中互补链中互补链中整个整个DNADNA分分子中子中A1+T1C1+G1 mA2+T2C2+G2？A+TC+G？mm规律规律3 3：互补碱基之和：互补碱基之和（A+T）/(C+G)的比例在的比例在整个整个DNADNA分子分子中的比值和其在中的比值和其在任意一条单链任意一条单链中的比值中的比值都相等都相等19一条链中一条链中互补链中互补链中整个整个DNADNA分分子中子中规律规律4 4：不互补碱
14、基之和：不互补碱基之和（A+G）/(T+C)的的的比例在整个的比例在整个DNADNA分子中为分子中为1 1，在，在两条互补链中互为倒数两条互补链中互为倒数A1+G1T1+C1 nA2+G2T2+C2？A+GT+C？1n1A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链20【课堂反馈课堂反馈】 例例2 2：在：在DNA的一个单链，的一个单链，A+G/T+C=0.4，上述比例在，上述比例在其互补链和整个其互补链和整个DNADNA分子中分子中分别是多少？分别是多少？2.5 1 例例1 1：若：若DNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补上述比例在其互
15、补链和整个链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？0.4 0.4A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链21结论：结论：两互补碱基之和的比值两互补碱基之和的比值（A+T）/（G+C）因因DNA或生物的种类或生物的种类不同而不同不同而不同例：根据碱基互补配对原则，在例：根据碱基互补配对原则，在AGAG时，时，双链双链DNADNA分子中，分子中，下列四个式子中因生物种下列四个式子中因生物种类不同而不同的是：类不同而不同的是： A.(A+C)/(T+G) B.(C+G)/(A+T) C.(A+G)/(C+T) D.A/T和和G/CB【课堂反馈课堂反馈】22
16、若若DNA分子中一条链的碱分子中一条链的碱基摩尔比为基摩尔比为ACGT11.522.5，则其互补链中，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为为 （ ）A 54 B 43 C 32 D 52A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链23【课堂反馈课堂反馈】 例题：某双链例题：某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之之和占整个和占整个DNADNA碱基总数的碱基总数的54%54%，其中一，其中一条链上条链上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占其所在链碱基总数的百分含
17、量？分含量？A1T1=54%24%G1+C1=46% AT=54%A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链24 例：一个例：一个DNADNA分子中，分子中，G G和和C C之和占全部碱之和占全部碱基数的基数的4646，该，该DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A A和和C C分别占该单链的分别占该单链的2828和和2222，则该，则该DNADNA分子的另一条单链中，分子的另一条单链中，A A和和C C分别占这分别占这一单链的百分比是多少？一单链的百分比是多少？因为因为G+C=46% G=C=23% 所以所以 A=T=27%因为因为A1=28% ； C1=2
18、2% C=（C1+C2）/2 ； A=（A1+A2）/2 所以所以 A2=26% ； C2=24% A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链25例：分析一条双链例：分析一条双链DNA分子时分子时,发现发现有有30%的脱氧核苷酸含腺嘌呤的脱氧核苷酸含腺嘌呤,那么那么其中一条链上含有的鸟嘌呤的最大值其中一条链上含有的鸟嘌呤的最大值是是( )A.20% B.30%C.40% D.70%C解析：解析：A=30%，G=20%假设有假设有100个碱基，则个碱基，则G=20个个一条链上一条链上G最大比值最大比值=20/50=40%A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA
19、DNA双链双链26 例题：在一个双链例题：在一个双链DNA分子中，碱基分子中，碱基总数为总数为m，腺嘌呤数为，腺嘌呤数为n，则下列叙，则下列叙述正确的是（述正确的是（ ） A.A.脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数= =磷酸数磷酸数= =碱基总数碱基总数=m B.B.碱基之间的氢键数为碱基之间的氢键数为（3m-2n）/2 C. C. 一条链中一条链中A+TA+T的数量为的数量为n D.GD.G的数量为的数量为m-nABC27 例：从某生物组织中提取例：从某生物组织中提取DNADNA进行分析，进行分析，其四种碱基数的比例是其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的和占全部碱基数的
20、46%46% , ,又知又知DNADNA的一条链的一条链(H(H链链) )所含的碱基中所含的碱基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤, ,问与问与H H链链相对应的相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数基数的的 ( )( )、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11%A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNA双链双链28A29例：某例：某DNADNA分子中分子中A+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，其中一条链上的上的C C占该链碱基总数的占该链碱基总数的28%28%，那，那么，对应的另一条互补
21、链上的么，对应的另一条互补链上的C C占占该链碱基总数的比例是多少？该链碱基总数的比例是多少？38%A1 +T1 +G1 +C1A1 +T1=m%A+TA+T+G+C=？m%A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链30例：在含有四种碱基的例：在含有四种碱基的DNADNA区段中，区段中，有腺嘌呤有腺嘌呤a a个，占该区段全部碱基个，占该区段全部碱基的比例为的比例为b b，则则 （ ）A.A.b0.5 b0.5 B.B.b0.5b0.5C.C.胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2ba(1/2b1) 1) D.D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2a b(1/2a 1) 1)C31 对双链对
22、双链DNA分子的叙述，下列哪项分子的叙述，下列哪项是不正确的？（是不正确的？（ ） A 若一条链若一条链A和和T的数目相等，则另一条的数目相等，则另一条链链A和和T的数目也相等的数目也相等 B 若一条链若一条链G的数目为的数目为C的两倍，则另一的两倍，则另一条链条链G的数目为的数目为C的的0.5倍倍 C 若一条链若一条链A:T:G:C=1:2:3:4，则另一条，则另一条链相应碱基比为链相应碱基比为2:1:4:3 D 若一条链若一条链G:T=1:2，则另一条链，则另一条链C:A=2:1 32例题：分析一个例题：分析一个DNADNA分子时，发现分子时，发现20%20%的脱氧核苷的脱氧核苷酸含有酸含
23、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含量的含量的最大值可占此链碱基总数的多少？最大值可占此链碱基总数的多少？60%由题可知，在总链中由题可知，在总链中T=A=20% G=C=30%当当G全在一条链上时所占比例最大全在一条链上时所占比例最大则则G在在该链该链中比值为中比值为60%60%33 例：例：已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有18001800个碱基个碱基对，其中胞嘧啶有对，其中胞嘧啶有10001000个，这个个，这个DNADNA分子分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是的数目分别是 （ ） 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3435
