1、第第2节节 DNA的结构的结构 资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的 基本单位是基本单位是 。 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 1分子磷酸分子磷酸 1分子脱氧核糖分子脱氧核糖 1分子含氮碱基分子含氮碱基 一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 1分子脱氧核苷酸分子脱氧核苷酸 = + + 【模型建构模型建构1】: 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 碱碱 基基 A G C T 磷酸磷酸 脱氧脱氧 核糖核糖 A C T 腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺
2、嘧啶脱氧核苷酸 G 脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类 资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的 基本单位是基本单位是 。 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 资料资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。 【模型建构模型建构2】 一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链 一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 每相邻两个脱氧核苷酸之间通过形成 3,5-磷酸二酯键磷酸二酯键连接，多个脱氧 核苷酸形成一条长链。 资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分分 子
3、的基本单位是子的基本单位是 。 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 资料资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。 资料资料3： 1951年，英国科学家年，英国科学家(威尔金斯和富兰克林威尔金斯和富兰克林) 提供了提供了DNA的的X射线衍射图谱射线衍射图谱 ,表明表明DNA分子呈分子呈 _。 一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 螺旋结构螺旋结构 资料资料4 4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究奥地利著名生物化学家查哥夫研究 得出得出： 腺嘌呤腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶的量总是等于胸腺嘧啶 （T）的量的量(A=T)，鸟嘌呤鸟嘌呤（G）的
4、量总的量总 是等于胞嘧啶是等于胞嘧啶（C）的量的量(G=C)。 【模型建构模型建构3】 DNA分子呈双螺旋结构，分子呈双螺旋结构， A与与T、G与与C配对配对 资料资料五：五：19531953年，两位年轻科学家：美年，两位年轻科学家：美 国的国的J.D.Watson J.D.Watson ( (沃森沃森 2 24 4岁岁) )和英国和英国 的的F.CrickF.Crick( (克里克克里克 3636岁岁）以以威尔金威尔金 斯斯和和富兰克林富兰克林的的DNADNA晶体晶体X X射线衍射图射线衍射图 谱以及谱以及查哥夫查哥夫的当量定律为基础，在的当量定律为基础，在 naturenature上发表了
5、论文核酸的分上发表了论文核酸的分 子结构子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模脱氧核糖核酸的一个结构模 型，引起极大的轰动。型，引起极大的轰动。 请同学们制作请同学们制作DNA分子双螺旋分子双螺旋 结构模型。结构模型。 【课堂反馈课堂反馈】 1 1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的的 名称。名称。 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 G T C A 1. 胞嘧啶胞嘧啶 2. 腺嘌呤腺嘌呤 3. 鸟嘌呤鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖脱氧核糖 6. 磷酸磷酸 7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8. 碱基对碱基对 9
6、. 氢键氢键 10. 一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链 的片段的片段 碱基对的排列顺序不同碱基对的排列顺序不同 碱基对的排列顺序中碱基对的排列顺序中 【思考思考】 1 1、比较不同组的、比较不同组的DNADNA模型有什么不同？模型有什么不同？ 2 2、DNADNA中的遗传信息蕴藏在哪儿中的遗传信息蕴藏在哪儿? ? 3 3、碱基对数量（、碱基对数量（n n）和碱基对排列方式）和碱基对排列方式 的关系的关系? ? 4n (n代表碱基对数代表碱基对数) 碱基对有碱基对有 4 4 种：种：A AT T、T TA A、G GC C、C CG G 1、DNA分子结构分子结构 DNA分子是有分子是有 条链组
7、成，条链组成， 盘旋盘旋 成成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，构交替连接，排列在外侧，构 成基本骨架；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双螺旋结构模型的分析双螺旋结构模型的分析 （A A与与T T、C C与与G G配对）。配对）。 A P 脱氧脱氧 核糖核糖 G P 脱氧脱氧 核糖核糖 C P 脱氧脱氧 核糖核糖 T P 脱氧脱氧 核糖核糖 与五碳糖相连的碱基与五碳糖相连的碱基
8、主干：主干： 磷酸、五碳糖交磷酸、五碳糖交 互排列构成，互排列构成，稳定不变稳定不变 侧支：侧支： 脱氧核苷酸链： 磷酸二磷酸二 酯键酯键 返回 脱氧脱氧 核糖核糖 T P C P 脱氧脱氧 核糖核糖 G P 脱氧脱氧 核糖核糖 A P 脱氧脱氧 核糖核糖 A T G C 碱基互补碱基互补 配对原则配对原则 A P 脱氧脱氧 核糖核糖 G P 脱氧脱氧 核糖核糖 C P 脱氧脱氧 核糖核糖 T P 脱氧脱氧 核糖核糖 氢键氢键 碱基对碱基对 2.DNA分子的结构特性分子的结构特性 （2 2）多样性：）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了碱基对的排列顺序的千变万化，构成了 DNADNA分子
9、的多样性。分子的多样性。 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个个碱基对碱基对，请同，请同 学们计算学们计算DNA分子有多少种？分子有多少种？ 4 种种 4000 （3 3）特异性）特异性 碱基对的特定排列顺序碱基对的特定排列顺序, ,又构成了每一个又构成了每一个DNADNA分子的特异性分子的特异性 （1 1）稳定性）稳定性 多脱氧核苷酸链形成多脱氧核苷酸链形成稳定的双螺旋结构稳定的双螺旋结构。 两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变，两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变， 碱基配对的方式稳定不变。碱基配对的方式稳定不变。 双链双
10、链DNA分子中：分子中： 可表示为：可表示为： ( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G) =(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1 A=T， G=C A+G=T+C =A+C=T+G= 50% 任意两个不互补碱基之和任意两个不互补碱基之和恒等恒等 且各占且各占DNA总碱基数的总碱基数的50 即即: 不互补碱基之和的比值等于不互补碱基之和的比值等于1 A 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA双链双链 三、三、利用碱基互补配原则的计算规律利用碱基互补配原则的计算规律 1 1、在一条双链、在一条双链DNADNA分子中，腺嘌呤占分子中，腺嘌呤占35%35
11、%，它，它 所含的胞嘧啶应占（所含的胞嘧啶应占（ ） A A、 15% B15% B、 30% 30% C C 、35% D 35% D 、70%70% 2 2、在双链、在双链DNADNA中有鸟嘌呤中有鸟嘌呤P P个，占全部碱基的个，占全部碱基的 比例为比例为N / M N / M （MM2N2N），则该），则该DNADNA分子中腺分子中腺 嘌呤的数目是（嘌呤的数目是（ ） A A 、 P BP B、（、（PM / NPM / N） + P + P C C、（、（PM / 2NPM / 2N）P D P D 、 PM / 2NPM / 2N A C 双链双链DNA分子中分子中A+T/G+C等于
12、其等于其 中任何一条链的中任何一条链的A+T/G+C。 A+T G+C A 2 +T 2 G 2 +C 2 A 1 1+T1 G 1 1+C1 1 =n = n = n A 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA双链双链 在在DNA分子中一条链中分子中一条链中A+T的和占该的和占该 链碱基比率等于另一条链中链碱基比率等于另一条链中A+T的和占的和占 该链碱基比率，还等于双链该链碱基比率，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。 A+T A+T+G+C A 2 +T 2 +G 2 +C 2 A 2 +T 2 = A
13、1 +T 1 +G 1 +C 1 A 1 +T 1 = 3 3、某双链、某双链DNADNA片段中，片段中，A A占占23%23%，其中一条，其中一条 链中的链中的C C占该单链的占该单链的24%24%，问另一条链中的，问另一条链中的C C 占多少？占多少？ 30% 两条链中两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基互为倒数。即两不互补碱基 之和的比值等于另一互补链中这一之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数比值的倒数. T 1 +C 1 = n 不同生物的不同生物的DNADNA分子中，其互补配对的碱基之和分子中，其互补配对的碱基之和 的比值不同，代表了每种生物的比值不同，代表了每种生物
14、DNADNA分子的分子的特异性特异性。 （A+C）：（：（T+G）=1不能反映种间差异。不能反映种间差异。 （A+T）：（）：（C+G）不同生物一般不同，）不同生物一般不同， 反映种间差异。反映种间差异。 1 n A 2+G 2 T 2 +C2 = 4 4、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分子中分别是多分子中分别是多 少？少？ 5 5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，上 述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整
15、个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多 少？少？ 2.5 12.5 1 0.4 0.40.4 0.4 6 6、构成双链、构成双链DNADNA分子的四种碱基之间的关分子的四种碱基之间的关 系，下列哪项因物种而异（系，下列哪项因物种而异（ ） A、（、（A+C）/（T+G） B、（、（A+G）/（T+C） C、（、（A+T）/（G+C） D、 A/T或或G/C C 练习练习： 1、 某双链某双链DNA分子中，（分子中，（A+T）/（G+C） =1.5则它的则它的C占全部碱基的：占全部碱基的： A.20% B.25% C. 30% D.35% A 2、某、某DNA分子的碱基中，分子的碱基中，G的
16、分子数占的分子数占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% C 3、测的、测的DNA分子一条单链中（分子一条单链中（A+T）/（G+C） =0.7，在整个，在整个DNA分子中这种比例是分子中这种比例是 A.1.43 B. 0.7 C. 0.5 D0.3 B 4、 根据碱基互补配对原则，且在数量上根据碱基互补配对原则，且在数量上 C=A，那么下列的四个式子中，正确的是，那么下列的四个式子中，正确的是 A.（C+T ） / （ G+A ） =1 B. （ A+C ） / （ T+G ）=1 C.
17、（ G+C ） / （ A+T ） =1 D. （ T+A ） / （ C+G ） =1 A 5、若若DNA分子的分子的一条一条链中链中(AT)/(CG)=a， 则和该则和该DNA单链互补的单链片段中单链互补的单链片段中 (AT)/(CG)的比值为的比值为 Aa B1/a C1 D1-1/a 6、一段多核苷酸链中的碱基组成为：一段多核苷酸链中的碱基组成为：35 的的A、20的的C、35的的G、10的的T。它它 是一段是一段 A双链双链DNA B单链单链DNA C双链双链RNA D单链单链RNA A B 7 7、有两对通过氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它、有两对通过氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它
18、的结构有的结构有1 1个腺嘌呤，个腺嘌呤，1 1个胞嘧啶，则它的其它组个胞嘧啶，则它的其它组 成应是成应是 ( )( ) A A3 3个磷酸、个磷酸、3 3个脱氧核糖、个脱氧核糖、1 1个胸腺嘧啶、个胸腺嘧啶、1 1个鸟个鸟 嘌呤嘌呤 B B2 2个磷酸、个磷酸、2 2个脱氧核糖和个脱氧核糖和1 1个胞嘧啶、个胞嘧啶、1 1个鸟嘌个鸟嘌 呤呤 C C4 4个磷酸、个磷酸、4 4个脱氧核糖、个脱氧核糖、1 1个胸腺嘧啶、个胸腺嘧啶、1 1个鸟个鸟 嘌呤嘌呤 D D4 4个磷酸、个磷酸、4 4个脱氧核糖、个脱氧核糖、1 1个尿嘧啶、一个鸟个尿嘧啶、一个鸟 嘌呤嘌呤 C 8、由、由120个碱基对组成的个碱基对组成的DNA分子片段，分子片段， 可因其可因其碱碱基对组成和序列不同携带不同基对组成和序列不同携带不同 的遗传信息，其种类最多可达的遗传信息，其种类最多可达 A. 120 B. 1204 C. 460 D. 4120 D
