1、中关村标志性雕塑中关村标志性雕塑“DNA“DNA双螺旋结构双螺旋结构”DNA雕塑雕塑1.201.20世纪世纪3030年代后期，瑞典的科学家们证明年代后期，瑞典的科学家们证明DNADNA是不是不对称的对称的。第二次世界大战以后，科学家们用电子显。第二次世界大战以后，科学家们用电子显微镜测定出微镜测定出DNADNA分子的直径约为分子的直径约为2 nm2 nm。19511951年美国生物化学家年美国生物化学家查查戈夫戈夫定量分析定量分析DNADNA分子的碱基分子的碱基组成。组成。来源来源碱基组成碱基组成腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T
2、）人人30.930.919.9 19.9 19.819.829.429.4母鸡母鸡28.828.820.520.521.521.529.229.2酵母菌酵母菌31.331.318.718.717.117.132.932.9大肠杆菌大肠杆菌24.724.726.026.025.725.723.623.6DNADNA分子中碱基含量分子中碱基含量A=TA=T，G=CG=C 腺嘌呤和胞嘧啶总数等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶总数，腺嘌呤和胞嘧啶总数等于鸟嘌呤和胸腺嘧啶总数，即即A+C=G+T A+C=G+T 嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即A+G=C+TA+G=C+T。你能发现你能发现DN
3、ADNA分子中四种碱基之间可能存在怎样的数分子中四种碱基之间可能存在怎样的数量关系吗？量关系吗？3.19523.1952年英国化学家年英国化学家富兰克琳富兰克琳（R.E.FranklinR.E.Franklin）等）等采用采用X X射线衍射技术拍摄到射线衍射技术拍摄到DNADNA分子结构的照片，分子结构的照片，确认确认DNADNA分子为螺旋结构分子为螺旋结构，并且是由不止一条链所构成的。，并且是由不止一条链所构成的。4.19534.1953年美国科学家年美国科学家沃森沃森（J.D.WatsonJ.D.Watson）（左）和）（左）和英国科学家英国科学家克里克克里克（F.CrickF.Crick
4、）（右）（右）提出提出DNA分子分子的双螺旋结构的双螺旋结构模型。模型。【点拨】【点拨】由由DNADNA的衍射图谱推测出的衍射图谱推测出DNADNA呈双螺旋结呈双螺旋结构的是沃森和克里克。构的是沃森和克里克。并不是所有的并不是所有的DNADNA都是双螺旋结构，有的都是双螺旋结构，有的DNADNA是单是单链结构。链结构。、DNADNA的化学组成的化学组成C H O N PC H O N P复习提问复习提问DNADNA中文全称中文全称:组成元素组成元素:基本单位基本单位:脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基 1234含氮碱基含氮碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷
5、酸 5OHO脱氧核苷酸的组成脱氧核苷酸的组成HH HHH脱氧核苷酸的不同取决于碱基的不同脱氧核苷酸的不同取决于碱基的不同胸腺嘧啶胸腺嘧啶（T T）胞嘧啶胞嘧啶（C C）鸟嘌呤鸟嘌呤（G G）腺嘌呤腺嘌呤（A A）含氮碱基种类：含氮碱基种类：因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4 4种：种：腺膘呤脱氧核苷酸腺膘呤脱氧核苷酸A胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸C鸟瞟呤脱氧核苷酸鸟瞟呤脱氧核苷酸GT胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸如何形成脱氧核苷酸如何形成DNA分分子？子？DNA的结构又是如何？的结构又是如何？2.1脱氧核苷酸的连接脱氧核苷酸的连接:一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链4
6、123OHHCH2Hp=OHOOHOCH2H123OHH44脱一个脱一个H2O磷酸二酯键磷酸二酯键2 2、DNADNA的结构的结构2.2多脱氧核苷酸链的形成多脱氧核苷酸链的形成ATGCATGC磷酸二酯键磷酸二酯键氢键氢键联想一下，联想一下，像什么？像什么？3.4nm3.4nm2nm2nm0.34nmAAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行反向平行(一条：磷一条：磷-脱脱-磷磷-脱脱-,另一条：另一条：-脱脱-磷磷-脱脱-磷磷-,)的脱氧核苷酸长链盘的脱氧核苷酸长链盘旋成旋成双螺旋结构双螺旋结构。2.2DNA分子的结构特点：分子的结构特点：PPPPA AT T
7、C CG GP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPA AC CT TG G磷酸脱氧核糖含氮碱基DNA的平面结构的平面结构1023450123455533AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的反向平行的脱氧核苷酸长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；碱基在碱基在内侧内侧。2.2DNA分子的结构特点：分子的结构特点：AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向
8、平行反向平行的脱氧核苷酸长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，排列在列在外侧外侧，构成，构成基本骨架基本骨架；碱基在碱基在内侧内侧。（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。2.2DNA分子的结构特点：分子的结构特点：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，形成嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基碱基对对，且，且A只和只和T配对、配对、C只和只和G配对，这种碱配对，这种碱基之间的一
9、一对应的关系就叫做基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配碱基互补配对原则对原则。ATGC氢键氢键 G与与C形成三个氢键，形成三个氢键，A与与T只形成两个氢键。氢键只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强。越多，结合力越强。G和和C的含量越多，的含量越多，DNA的结的结构就越稳定。构就越稳定。【点拨】【点拨】DNADNA结构的结构的“五、四、三、二、一五、四、三、二、一”记忆方记忆方法法“五五”种元素：种元素：C C、H H、O O、N N、P P。“四四”种碱基：种碱基：A A、G G、C C、T T，相应的四种脱氧核苷酸。，相应的四种脱氧核苷酸。“三三”种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。种物质：
10、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。“二二”条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。“一一”种螺旋：规则的双螺旋结构。种螺旋：规则的双螺旋结构。AAATTTGGGGCCCATC 思考1：结构中的哪个结构是稳定不变的?哪个结构是千变万化的？两条长链上的脱两条长链上的脱氧核糖与磷酸交氧核糖与磷酸交替排列的顺序是替排列的顺序是稳定不变的。稳定不变的。长链中的碱基对长链中的碱基对的排列顺序是千的排列顺序是千变万化的。变万化的。(2)(2)多样性多样性:碱基对的数量及排列顺序多种多碱基对的数量及排列顺序多种多样样.(.(若有若有n n对碱基对碱基,排列方式可以有排列方式可以有4 4
11、n n)(3)(3)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（决定多样性）（决定多样性）3.DNA3.DNA的结构特性的结构特性（1）稳定性稳定性：主链：主链：DNA中脱氧核糖和磷酸交中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序是稳定不变替排列的顺序是稳定不变；碱基对：碱基对：两条链间两条链间碱基互补配对及形成氢键的方式不变碱基互补配对及形成氢键的方式不变（不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列（不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同）顺序肯定不同）在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNA分子
12、也大约有分子也大约有4000个碱基对，个碱基对，DNA分子有多少种？分子有多少种？4 种4000DNADNA通过碱基对的排列顺序（即脱氧核苷酸的排列通过碱基对的排列顺序（即脱氧核苷酸的排列顺序）储存大量的遗传信息。顺序）储存大量的遗传信息。思考：思考：DNADNA是遗传物质，储存着大量的遗传信息，是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么那么DNADNA通过什么来储存大量的遗传信息呢？通过什么来储存大量的遗传信息呢？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。根据碱基互链。根据碱基互补配对原则补配对原则A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C
13、 C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链DNA双链信息双链信息：A=T C=GDNA1：DNA2：A1 T1 G1 C1 A2 T2 G2 C2 DNA有关碱基数量的计算：有关碱基数量的计算：A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1+T+T1 1+G+G1 1 +C+C1 1A A1 1 +T+T1 1=A A2 2+T+T2 2+G+G2 2 +C+C2 2A A2 2+T+T2 2=A1 +T1（A+T）1 12 2=A2+T2（G+C）1 12 2G1+C1G2+C2=单双链信息转化单双链信息转化G+CG+CA+T+G+A+T+G+C C=A A1 1 +T
14、 T1 1 +G G1 1 +C C1 1GG1 1+C C 1 1A A2 2+T T2 2+GG2 2+C C2 2G G2 2+C C2 2A A1 1+GG1 1T T1 1+C C1 1T T2 2 +C C2 2A A2 2 +GG2 2=A A 1 1+C C1 1T T1 1+G G1 1T T2 2 +G G2 2A A2 2+C C2 2=1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，GG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%23%=27%A=50%23%=27
15、%2 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，上述比例在其互补链和整个述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？若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述比，上述比例在其互补链和整个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;0.4 0.40.4 0.43 3、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%，其中一条链上，其中一条链上G
16、G占该链占该链碱基总数的碱基总数的22%22%。求另一条。求另一条链上链上GG占其所在链碱基总数的占其所在链碱基总数的百分含量。百分含量。24%24%4 4、某、某DNADNA分子中分子中A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基总数分子碱基总数的的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，对应的另一条互补链上的，那么，对应的另一条互补链上的C C占该链占该链碱基总数的比例是多少？碱基总数的比例是多少？38%38%5 5、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，占该区段全部碱基的比例为
17、个，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(1/2ba(1/2b1)D.1)D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2a b(1/2a 1)1)C C6 6、分析一个、分析一个DNADNA分子时，发现分子时，发现30%30%的脱氧核苷的脱氧核苷酸含有酸含有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GG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？40%40%1 1、某双链、某双链DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤分子的碱基中，鸟嘌呤占占30%30%，则胸腺嘧啶为，则胸腺嘧
18、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分分子中，胞嘧啶应是子中，胞嘧啶应是_3 3、DNA DNA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.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)=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
19、系在整个分子中又是这个比例关系在整个分子中又是多少多少?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:5:5: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的一条的一条链链(H(H链链)所含的碱基中所含的碱基中28%28%是腺嘌
20、呤是腺嘌呤,问问与与H H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的链全部碱基数的()()、26%26%、24%24%、14%14%、11%11%A某某DNA分子的碱基中，分子的碱基中，G的分子数的分子数占占22%，那么，那么T的分子数占（）的分子数占（）A、11%B、22%C、28%D、44%解析：解析：GT50%，T50%22%28%C1.DNA1.DNA的一条单链中的一条单链中A AT/GT/GC C0.40.4，上述比例在其互补单链和整个上述比例在其互补单链和整个DNADNA分子分子中分别是（中分别是（）A A、0.40.4和和0.60.6 B B、2.
21、52.5和和1 1 C C、0.40.4和和0.40.4D D、0.60.6和和1 1现学现用现学现用:解析解析:（A1+T1）/（G1+C1）=（T2+A2）/（C2+G2）=(A+T)/(G+C)=0.4C2.2.某某DNADNA分子有两条链，分别是分子有两条链，分别是a a链和链和b b链，已链，已知知a a链上（链上（A AC C）/（T TG G），则），则b b链和链和整个整个DNADNA分子中（分子中（A AC C）/（T TG G）分别是）分别是多少？多少？答案：答案：1/x1/x、1 13、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，其中一条链中的其中一条
22、链中的T占碱基总数的占碱基总数的5，那么，那么另一条链中的另一条链中的T占碱基总数的占碱基总数的 。7%【课堂反馈课堂反馈】2 2已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有18001800个碱基对，其中胞嘧啶个碱基对，其中胞嘧啶有有10001000个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧核苷酸的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数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
23、反馈】3.3.拓展题拓展题你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学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公式，从公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。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DNADNA双链中，任意两个不互补碱基之双链中，任意两个不互补碱基之和和 ，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 =()()()=()()()=1A+T+G+CA+T+G+CA+CT+GT+GA+C相等相等一半一半3.3.一个双链一个双链DNADNA分子的鸟嘌呤占整个分子的鸟嘌呤占整个DNADNA分子碱基数分子碱基数的的27%27%，其中一条链上的腺嘌呤占这条链碱基数的，其中一条链上的腺嘌呤占这条链碱基数的2828，那么，另一条链上的腺嘌呤占整个，那么，另一条链上的腺嘌呤占整个DNADNA分子碱分子碱基数的比例是基数的比例是()A A9%9%B.18%C B.18%C23%D23%D24%24%A A
