课件35张PPT。DNA雕塑第2节 DNA分子的结构 1953年,美国生物学家沃森和英国物理学家克里克,共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
它标志着生物学的研究进入分子的层次。
两位科学家获得了1962年度诺贝尔生理学或医学奖。一、DNA双螺旋结构模型的建构在生命的旋梯上沃森和克里克 20世纪30年代,科学家认识到:组成DNA分
子的基本单位是 。脱氧核苷酸1分子磷酸1分子脱氧核糖1分子含氮碱基1分子脱氧核苷酸 = + + .碱 基
磷酸
脱氧
核糖AGCT回眸历史ACT腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸G脱氧核苷酸的种类回眸历史 DNA是由4种脱氧核苷酸连接而成的长链。 1951年,英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱。回眸历史推算出DNA呈螺旋结构碱基位于螺旋的外部模型——失败重新构建磷酸—脱氧核糖骨架安排在螺旋外部,碱基安排在螺旋内部的双螺旋(相同碱基配对)——失败回眸历史奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量(A=T),鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C)。 改变碱基配对的方式(A与T、G与C 配对)
——成功回眸历史DNA的结构模式图从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构放大二、DNA分子的结构 磷酸 脱氧核糖含氮碱基磷酸二酯键碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对,形成碱基对,且A只和T配对、C只和G配对,这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键 G与C形成三个氢键,A与T只形成两个氢键。氢键越多,结合力越强。——G和C的含量越多,DNA的结构就越稳定。AAATTTGGGGCCCATC(1)DNA分子由两条脱氧核苷酸长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子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结起来,形成碱基对,且遵循碱基互补配对原则。DNA双螺旋结构的主要特点AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗?两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。三、DNA分子的结构特性 2、多样性:不同种类的DNA分子,其内碱基对的排列
顺序都不同。 在生物体内,一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对,碱基对有:A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子有多少种? 3、特异性:对于一个确定的DNA分子来说它的碱基排
列顺序都是确定的。 1、稳定性:主链:磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。
碱基对:严格遵循碱基互补配对原则。【课堂反馈】 1.下面是DNA的分子结构模式图,说出图中1-10的名称。 1. 胞嘧啶
2. 腺嘌呤
3. 鸟嘌呤
4. 胸腺嘧啶
5. 脱氧核糖
6. 磷酸
7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
8. 碱基对
9. 氢键
10. 一条脱氧核苷酸链的片段1、沃森和克里克于 年提出了著名的 模型,为合理地解释遗传物质的 奠定了基础。
2、DNA又称 ,组成它的基本单位是
(由一分子 、一分子 、一分子 组成)。组成DNA的碱基共有 种(符号表示为 ),脱氧核苷共有 种(名称是① 、② 、③ 、④ 。1953 DNA双螺旋各种功能脱氧核糖核酸脱氧核苷酸磷酸脱氧核糖含氮碱基4A T G C4胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸【课堂反馈】四、DNA有关碱基数量的计算:设DNA一条链为1链,互补链为2链。
根据碱基互补配对原则
可知: A1=T2 , A2=T1,
G1 = C2 , G2 =C1。
则在DNA双链中:
A = T , G = C①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
A+G=T+C 即A+G/T+C=1②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。③双链DNA分子中,互补的两条
链中A+G/T+C互为倒数。④双链DNA分子中,A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比,其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。同理:DNA分子各种碱基的数量关系 :① 在整个DNA分子中,A=T、G=C;
A+G=T+C,A+C=T+G; (A+G)/(T+C)=1② DNA分子的一条链中的A+T=另一条链的T + A ;
同理,G+C = C+G④如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a,则另一条链中的(A+T) / (G+C)比例也是a;如果一条链中的(A+G) / (T+C)=b,则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是1/b③两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。即
A+C=T+G=50%,A+G=T+C=50%⑤在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率
等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率,还等于双
链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。
即: (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 总( A+T)%
同理: ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总( G+C)%拓展题: 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,从中概括出一些规律。
∵ A = T ,G = C
∴ A + G = T + C
∴ A + G T + C
( ) ( )
也可以写成以下形式:规律概括:在DNA双链中,任意两个不互补碱基之和 ,并为碱基总数的 。A+T+C+GA+T+C+GA + C T + GA + C T + G相等50%1、某双链DNA分子中,G占23%,求A占多少?解析:因为DNA分子中,A+G=T+C。所以,A=50%–23%=27%2、在DNA的一个单链中,A+G/T+C=0.4,上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少?
若DNA的一个单链中,A+T/G+C=0.4,上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少?2.5 1 ; 0.4 0.4有关DNA中的碱基计算3、某双链DNA分子中,A与T之和占整个DNA碱基总数的54%,其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。24%4、某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的34%,其中一条链上的C占该链碱基总数的28%,那么,对应的另一条互补链上的C占该链碱基总数的比例是多少?38%5、在含有四种碱基的DNA区段中,有腺嘌呤a
个,占该区段全部碱基的比例为b,则 ( )
b≤0.5 B. b≥0.5
C.胞嘧啶为a(1/2b-1) D.胞嘧啶为b(1/2a - 1)C6、分析一个DNA分子时,发现30%的脱氧核苷酸含有A,由此可知,该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少?40%1、某双链DNA分子的碱基中,鸟嘌呤占30%,则胸腺嘧啶为_____2、一个DNA分子的碱基中,腺嘌呤占20%,那么在含有100个碱基对的DNA分子中,胞嘧啶应是_____3、 DNA分子的一条单链中,A=20%,T=22%,求整个DNA分子中G= _____ 20% 60个29%练习:5.已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求:
(1)在另一互补链中这一比例是多少? 1/m(2) 这个比例关系在整个分子中又是多少?1(3)在另一互补链中这一比例是多少?n(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?n当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时,求:6:从某生物组织中提取DNA进行分析,其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46% ,又知DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 ( )
A、26% B、24% C、14% D、11% A某DNA分子的碱基中,G的分子数占22%,那么T的分子数占( ) A、11% B、22%
C、28% D、44%解析:G+T=50%,T=50%-22%=28% C1.DNA的一条单链中A+T/G+C=0.4,上述比例在其互补单链和整个DNA分子
中分别是( )
A、0.4和0.6 B、2.5和1
C、0.4和0.4 D、0.6和1现学现用:解析:
(A1+T1)/(G1+C1)=(T2+A2)/(C2+G2)
=(A+T)/(G+C)=0.4C2.某DNA分子有两条链,分别是a链和b链,已知a链上(A+C)/(T+G)=x,则b链和整个DNA分子中(A+C)/(T+G)分别是多少?
答案:1/x、13、双链DNA分子中,G占碱基总数的38%,其中一条链中的T占碱基总数的5%,那么另一条链中的T占碱基总数的 。 7% 【课堂反馈】2.已知1个DNA分子中有1800个碱基对,其中胞嘧啶有1000个,这个DNA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 ( )
A.1800个和800个 B.1800个和l800个
C.3600个和800个
D.3600个和3600个C【课堂反馈】A+T+G+CA+T+G+CA+CT+GT+GA+C相等一半