3.2 DNA的结构(共26张PPT)

(共26张PPT)
第2节 DNA的结构
第三章 基因的本质
在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。
你能从下面的DNA指纹图判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
目录
一、DNA双螺旋结构模型的构建
二、DNA的结构
三、DNA相关计算
一、DNA双螺旋结构模型的构建
美国生物学家沃森(J.D.Watson，1928一)和英国物理学家克里克(F.Crick，1916-2004)，共同提出了DNA的双螺旋结构模型。这是继20世纪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了分子水平。两位科学家获得了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。
阅读“思考·讨论”，思考以下问题
1、当时科学界对DNA有怎样的认识
DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这四种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基
2、威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱对他们有什么帮助？
沃森和克里克以DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA呈螺旋结构
3、沃森和克里克最终构建的DNA结构模型中，DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
DNA是由两条方向相反的链构成的，具有双螺旋结构
4、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位？
DNA 的基本骨架是由脱氧核糖一磷酸构成的，位于双螺旋的外部
5、DNA 中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
A与T配对，C与G配对，位于双螺旋的内部
成功之处：A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有恒定的直径，能够解释A、T、G、C的数量关系
在DNA中，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量
即：A=T，G=C
二、DNA的结构
DNA组成和结构的“五四三二一”
五种元素：
四种碱基：
三种物质：
两条长链：
一种螺旋：
C、H、O、N、P
A、G、C、T，组成四种脱氧核苷酸
规则的双螺旋结构
两条反向平行的脱氧核苷酸长链
磷酸、脱氧核糖、碱基
含氮碱基
嘌呤或者嘧啶
脱氧核糖
磷酸
基团
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1'-C，与磷酸基团相连的碳叫作5'-C
5’
5’
3’
3’
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
DNA的一条单链具有两个末端：一端有一个游离的磷酸基团，磷酸基团连在5’-C上，因此这一端称作5’-端；另一端有一个羟基，羟基连在3’-C上，因此这一端称作3’-端。DNA双链的两条单链走向相反，一条是从5'-端到3’-端，另一条是从3'-端到5’-端
DNA双螺旋结构特点
（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
（2）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A(腺瞟呤)一定与T(胸腺密定)配对；G(鸟瞟呤)一定与C(胞密啶)配对
碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则
5’
5’
3’
3’
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
A、T形成两个氢键，C、G形成三个氢键，C、G碱基对越多，氢键越多，结构越稳定
每个DNA分子含有两个游离的磷酸基团
思考：
DNA有哪些特性？
（1）稳定性
（2）多样性
（3）特异性
思考·讨论
1、DNA只含有4种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？
DNA中虽然只含有4种脱氧核酸，但碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息
2、DNA是如何维系它的遗传稳定性的？
(1)DNA中碱基对之间的氢键维系了两条链的偶联；
(2)在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力
3、你能够根据DNA的结构特点，设想DNA的复制方式吗？
半保留复制
三、DNA相关计算
1、DNA双链中，互补的两个碱基数量相等，即A=T，C=G
例：
（1）一个DNA分子含有200个碱基，其中腺嘌呤（A）有40个，则G有多少个（ ）
A. 10个 B. 40个 C.50个 D. 60个
（2）一个DNA分子含有100个碱基对，其中腺嘌呤（A）有40个，则G有多少个（ ）
A. 10个 B. 40个 C.50个 D. 60个
D
D
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
2、DNA双链中，两个不互补的碱基之和占碱基总数的比值相等，并为碱基总数的1/2 ，即(A+G)/(A+G+T+C)=(T+C)/(A+G+T+C)=(A+C)/(A+G+T+C)=(T+G)/(A+G+T+C)=1/2
例：
在一条DNA双链中，碱基总数为50个，其中A有10个，那么T+G占碱基总数的多少多少？
1/2
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
3、一条链中互补的两碱基的和占该单链的比，等于其互补链中这两碱基的和占互补链的比，等于DNA 双链中这两种碱基的和占碱基总数的比例，即
(A1+T1 )/(A1+T1+C1+G1)=(A2+T2)/(A2+T2+C2+G2)，
(C1+G1 )/(A1+T1+C1+G1)=(C2+G2)/(A2+T2+C2+G2)
例：
一条DNA双链中共有100个碱基，其中α链A+T共有20个，那么β链中A+T占了β链的多少？C+G占了α链的多少？
2/5
3/5
3、若一条链中（A1+G1）/（T1+C1）=K，则另一条链中（A2+G2）/（T2+C2）=1/K
4、不同DNA，（A+T）/（G+C）值一般不同
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
课后总结
1、DNA双螺旋结构模型建构
沃森和克里克：DNA双螺旋结构
富兰克林
查哥夫
2、DNA结构
DNA组成和结构的“五四三二一”
DNA双螺旋结构特点
DNA的特异性
3、DNA相关计算
课后练习
1. DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。
(1)DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基。（ ）
(2)在DNA的双链结构中，碱基的比例总是(A+G)/(T+C)=1。（ ）
√
√
2.下面是DNA的结构模式图，请写出图中①~⑩的名称。
①_____________
②_____________
③_____________
④_____________
⑤_____________
⑥_____________
⑦_____________
⑧_____________
⑨_____________
⑩_____________
胞嘧啶
腺嘌呤
鸟嘌呤
胸腺嘧啶
脱氧核糖
磷酸
脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
3.在含有4种碱基的DNA区段中，腺瞟吟有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则 （ ）
A. b≤0.5 B.b≥0.5
C. 胞密定为a(1/2b-1)个 D. 胞密定为b(1/2a-1)个
4.一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3'，那么它的互补链的序列是 ( ）
A. 5'-CTATGG-3'
B. 5'-GATACC-3'
C. 5'-GGTATC-3'
D. 5'-CCATAG-3'
C
C