1、第3章基因的本质第2节DNA分子的结构1953年，美国科学家沃森（年，美国科学家沃森（JD.Watson，1928）和英国科学家克里克（）和英国科学家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了），共同提出了DNA分子的双分子的双螺旋结构模型。螺旋结构模型。这是这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入分子的层次。因为这项它标志着生物学的研究进入分子的层次。因为这项“生物生物科学中最具有革命性的发现科学中最具有革命性的发现”，两位科学家获得了，两位科学家获得了1962年年度诺贝尔生理学或医学奖。度诺贝尔
2、生理学或医学奖。在生命的旋梯上在生命的旋梯上沃森和克里克沃森和克里克早凋的早凋的“科学玫瑰科学玫瑰”富兰克林（富兰克林（R.E.Franklin）她和同事威尔金斯在她和同事威尔金斯在1951年率年率先采用先采用X射线衍射技术拍摄到射线衍射技术拍摄到D晶体照片，为推算出晶体照片，为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。了决定性的实验依据。但但“科学玫瑰科学玫瑰”没等到分享荣没等到分享荣耀，在研究成果被承认之前就耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。已凋谢。(英，英，R.E.Franklin,19201958）X衍射技术是用衍射技术是用X光透过物质的光透过
3、物质的结晶体，使其在照片底片上衍射结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。以用来推测晶体的分子排列。DNA的的X射线衍射图射线衍射图富兰克林拍摄的富兰克林拍摄的DNA的的X射线衍射图射线衍射图脱氧核苷酸脱氧核苷酸1 1、DNADNA的化学组成的化学组成基本单位：基本单位：P脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基脱氧核苷酸脱氧核苷酸元素组成：元素组成：C H O N P组成脱氧核苷酸的碱基：组成脱氧核苷酸的碱基：胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（）鸟嘌呤
4、（G）因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有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两个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接两个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接DNADNA平面结构平面结构基本单位：基本单位：脱氧核苷酸脱氧核苷酸2 2、DNADNA的立体结构特点的立体结构特点磷酸、脱氧核糖磷酸、脱氧核糖 交替连交替连接接 构成基本骨架；构成基本骨架；碱基；碱基；2条链上的碱基通条链上的碱基通过氢键形成过氢键形成碱基对碱基对3.内侧内侧:2.外侧：外侧：1.由由2条链按反向平行方式盘绕条链按反向平行方
5、式盘绕成双螺旋结构；成双螺旋结构；A与与T配对；配对；碱基互补配对原则碱基互补配对原则G与与C配对配对AACCGGATTTGG CCTAAT之间形成之间形成2个氢键个氢键CG之间形成之间形成3个氢键个氢键DNA碱基互补配对情况图解碱基互补配对情况图解在双链在双链DNA分子中，分子中，注意：注意：在单链在单链DNA中，中，A不一定等于不一定等于T；G也不一也不一定等于定等于C同理同理,一条链中碱基一条链中碱基G的数量等于另一条链中碱的数量等于另一条链中碱基基C的数量（的数量（G=C）一条链中碱基一条链中碱基A的数量等于另一条链中碱的数量等于另一条链中碱基基T的数量（的数量（A=T）；）；双链双链
6、DNA分子中：分子中：3 3、DNADNA分子中各种碱基的数量关系分子中各种碱基的数量关系也即是：（也即是：（A+G）/（T+C）A=T，G=C；即即A+G=或或 A+C=T+G，=1一条链中的一条链中的A+T=T+A（另一条链）；（另一条链）；双链双链DNA分子中：分子中：T+C所以：所以：（A+G）占整条）占整条DNA链碱基总数的链碱基总数的同理同理:（T+C）也占整条）也占整条DNA链碱基总数的链碱基总数的50%同理：一条链中的同理：一条链中的G+C=C+G（另一条链）（另一条链）50%如果一条链中的（如果一条链中的（A1+T1）/（G1+C1）=若一条链中的（若一条链中的（A1+G1）
7、/（T1+C1）=，则，则 则另一条链中（则另一条链中（A2+T2）/（G2+C2）也等于）也等于a，a;b1/b另一条链中的（另一条链中的（A2+G2）/（T2+C2）=双链双链DNA分子中：分子中：即：（即：（A1+T1）%=（A2+T2）%=总（总（A+T）%，同理同理（G1+C1）%=（G2+C2）%=总（总（G+C）%在双链在双链DNA分子的一条链中，分子的一条链中，A+T的和占该链的的和占该链的碱基比率等于另一条链中碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链的碱基的和占该链的碱基比率，还等于双链比率，还等于双链DNA分子中分子中A+T的和占整个的和占整个DNA分子的碱基比率。分子的碱基比率。1、某生物细胞、某生物细胞DNA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18%，则鸟嘌呤的分子数占，则鸟嘌呤的分子数占 32%或者：或者：A+G=T+C=50%因为因为A=T=18%，所以所以G+C=答：答：又因为又因为G=C，A=18%，所以，所以G=50%-18%=32%所以所以A+T=36%；100%-36%=64%因此因此G=C=32%课堂小练课堂小练
