1、第3章基因的本质第2节DNA的结构 DNA DNA全称叫全称叫 ，是，是主要的遗传物质。主要的遗传物质。它的基本组成单位是它的基本组成单位是 _ 。含氮碱基含氮碱基A A脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸忆一忆一忆忆：脱氧脱氧核糖核糖核酸核酸P P脱氧脱氧核糖核糖T T G G含氮碱基含氮碱基腺嘌呤（腺嘌呤（A A）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）腺嘌呤脱氧核糖核苷酸腺嘌呤脱氧核糖核苷酸胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸胞嘧啶脱氧核糖核苷酸胞嘧啶脱氧核糖核苷酸鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）C C 这四种脱氧核苷酸是怎样连接起来这四种脱氧
2、核苷酸是怎样连接起来的，的，DNADNA的空间结构到底是怎样的的空间结构到底是怎样的呢？呢？在上个世纪的在上个世纪的四五十年代，在四五十年代，在欧美科学家中欧美科学家中间展开了一间展开了一场：场：DNADNA结构结构研究竞赛研究竞赛一、DNA双螺旋结构模型的构建科学家科学家研究成果研究成果威尔金斯威尔金斯、富兰克林、富兰克林应用X射线衍射技术获得DNA衍射图谱查哥夫查哥夫A=T、C=G沃森沃森、克里克、克里克（19531953年）年）D DN NA A的的X X射射线线衍衍射射图图你第一眼看到此图有什么你第一眼看到此图有什么感觉？感觉？沃森克里克克里克英国皇家学院英国皇家学院美国加州理工大学美
3、国加州理工大学英国剑桥大学英国剑桥大学威尔金斯威尔金斯富兰克林富兰克林沃沃 森森 克克 里里 克克DNADNA分子分子X X射线射线衍射图衍射图DNADNA分子分子螺旋结构结构兼收并蓄兼收并蓄博采众长博采众长鲍鲍 林林 19541954年诺贝年诺贝尔奖获得者尔奖获得者主要用模型主要用模型建构法研究建构法研究物质物质结构结构A AT TC CG GA AT TC CG GG GG GA AA AA-TA-T、CGCG碱基对碱基对有相同的形状和有相同的形状和直径直径（1 1）A-TA-T、CGCG碱基互碱基互补配对补配对（2 2）碱基对排列在内侧，）碱基对排列在内侧，脱氧核糖脱氧核糖磷酸排列磷酸排
4、列在外侧在外侧一、DNA双螺旋结构模型的构建科学家科学家研究成果研究成果威尔金斯威尔金斯、富兰克林、富兰克林应用X射线衍射技术获得DNA衍射图谱查哥夫查哥夫A=T、C=G沃森沃森、克里克、克里克（19531953年）年）DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型A AT TC CG G一条一条DNADNA单链上的脱氧核糖核单链上的脱氧核糖核苷酸通过苷酸通过磷酸二酯键磷酸二酯键连接连接5 5 端端3 3 端端二、DNA的结构有游离磷酸基团的一端为有游离磷酸基团的一端为55端端有游离羟基的一端为有游离羟基的一端为33端端A AT TC CG G磷磷酸酸二二酯酯键键5 5 端端3 3 端端二、DNA的
5、结构A AT TG GC CT TA AC CG G碱基排列在内碱基排列在内侧，脱氧核糖侧，脱氧核糖磷酸骨架排磷酸骨架排在外侧在外侧碱基互补配对碱基互补配对一、DNA的结构3 3 端端5 5 端端反向平行反向平行双螺旋结构双螺旋结构二、DNA的结构A AT TC CG GA AT TG GC C氢氢键键二、DNA的结构 _、_交替交替连接连接构成构成基本骨架基本骨架外侧：外侧：脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸二、DNA的结构碱基对 2 2条链上的碱基通过条链上的碱基通过_连接连接成碱基对成碱基对A A与与T T配对；配对；A A =T=T/G G C C？氢键氢键内侧：内侧：碱基互补配对原则碱基互补配
6、对原则（2 2）由由2 2条条链按链按_方方式式盘绕成盘绕成_结构结构反向平行反向平行双螺旋双螺旋1.1.多样性：多样性：_的千变万化，构成了的千变万化，构成了DNADNA分子的多样性。分子的多样性。在生物体在生物体内，一内，一个最短个最短DNADNA分子也大约有分子也大约有40004000个个碱基对，碱基对有：碱基对，碱基对有：ATAT、TATA、GCGC、CGCG。请同学们计算。请同学们计算DNADNA分子有多少分子有多少种？种？4 4 种种400040002 2.特异性特异性 碱基对碱基对的的特定排列特定排列顺序顺序，又，又构成了构成了每一每一个个DNADNA分子的特异性。分子的特异性。
7、3 3.稳定性稳定性具有规则的双螺旋结构具有规则的双螺旋结构三、DNA的结构特性碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序思考思考：研究表明：研究表明：DNADNA结构的稳定性结构的稳定性与与四种四种碱基的含量碱基的含量有关：有关：G G和和C C的的含量越含量越多，多，DNADNA的结构就越稳定。的结构就越稳定。G G与与C C形成三个形成三个氢键，氢键，A A与与T T只形成两只形成两个氢键个氢键。氢键越氢键越多，结合多，结合力越强。力越强。1.1.设设DNADNA一条链一条链为为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据链。根据碱基互补配对碱基互补配对原则原则可知：可知：在在DNADNA双链双链
8、中：中：A=TA=T，G=CG=CA A1 1T T2 2T T1 1A A2 2G G1 1C C2 2C C1 1G G2 2DNADNA双链双链1 1 2 2A+G=A+G=A+C=A+C=（A+GA+G）/（A+T+G+CA+T+G+C）=1/21/2规律规律一：一：在在DNADNA双链双链中，嘌呤数等于嘧啶数中，嘌呤数等于嘧啶数，并并为为碱基总数的碱基总数的5050%T+CT+CT+GT+G四、有关有关DNADNA中的碱基计算中的碱基计算例题例题1 1：某：某双链双链DNADNA分子分子中，中，G G占占2323%，求，求A A占多少？占多少？A=50A=50%23%23%=27%=
9、27%A+TA+TA+T+G+CA+T+G+C=A A2 2+T+T2 2+G+G2 2+C+C2 2A A2 2+T+T2 2=A A1 1+T+T1 1+G+G1 1+C+C1 1A A1 1+T+T1 1=30%30%30%30%2.2.30%30%A A1 1T T2 2T T1 1A A2 2G G1 1C C2 2C C1 1G G2 2DNADNA双链双链1 1 2 2规律规律二：双链二：双链DNADNA中，中，A+TA+T（或（或C+GC+G）在碱基总数所）在碱基总数所占比例等于任意一条单链中占比例等于任意一条单链中A+TA+T（或（或C+GC+G）在该单）在该单链碱基总数所占
10、比例。链碱基总数所占比例。例题例题2 2：某：某双链双链DNADNA分子分子中，中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数碱基总数的的54%54%，其，其中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2222%，求，求另一条链上另一条链上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。24%24%例题例题3 3：从：从某生物组织提取的某生物组织提取的DNADNA成分成分中，鸟嘌呤中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和和胞嘧啶之和占全占全部部碱基含量的碱基含量的4646%，已知，已知1 1号链的碱基中号链的碱基中28%28%是是腺嘌呤，腺嘌呤，2222%是胞嘧啶。
11、是胞嘧啶。（1 1）全部）全部碱基中腺嘌呤占碱基中腺嘌呤占_%_%（2 2）与）与1 1号链相对应的号链相对应的2 2号链号链中，腺嘌呤中，腺嘌呤占该链全部碱基占该链全部碱基的的_%_%27272626若（若（A A1 1+G+G1 1）/（T T1 1+C+C1 1）=0.4=0.4，规律规律三：三：整个双链整个双链DNADNA中中（A+GA+G）/（T+CT+C）=1=1，则在，则在两条单链里，该比例互为倒数。两条单链里，该比例互为倒数。2.52.5A A1 1T T2 2T T1 1A A2 2G G1 1C C2 2C C1 1G G2 2DNADNA双链双链a a b b3.3.则（
12、则（A A2 2+G+G2 2）/（T T2 2+C+C2 2）=（A+GA+G）/（T+CT+C）=1 1例题例题4 4：在：在DNADNA的一个单链的一个单链中，中，A+G/T+C=0.2A+G/T+C=0.2，上述，上述比例在其比例在其互补链和整个互补链和整个DNADNA分子中分子中分别是分别是多少？多少？互补链中该比例为互补链中该比例为 5 5整个整个DNADNA分子中该比例为分子中该比例为 1 1A+TA+TG+CG+CA A2 2+T+T2 2G G2 2+C+C2 2A A1 1+T+T1 1G G1 1+C+C1 1=规律规律四：四：双双链链DNADNA分子中分子中A+T/G+
13、CA+T/G+C等于其中等于其中任任何一何一条链的条链的A+T/G+CA+T/G+C。A1T2T1A2G1CC1G2=4.4.n nn nn nDNADNA化学化学组成组成DNADNA的双螺的双螺旋旋结构结构基本单位：基本单位：种类种类：四种四种两两条条反向平行的反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成脱氧核苷酸长链盘旋而成外外侧由侧由脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替连接构成交替连接构成基本基本骨架骨架，碱碱基基排列在排列在内侧内侧。DNADNA分子两条链上的碱基通过分子两条链上的碱基通过氢键氢键连接成连接成碱碱基对。基对。DNADNA分子的分子的特性：特性：稳定性、多样性和特异性稳定性、多样性和特异性脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸
