生物必修二 3．2DNA的分子结构（26张PPT）

(共26张PPT)
第三章 基因的本质
第2节 DNA分子的结构
1953年，美国科学家沃森（J．D.Watson，1928—）和英国科学家克里克（F.Crick，1916—2004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
构建模型1
双螺旋和
三螺旋:
威尔金斯和富兰克林提供的_____________
碱基位于螺旋的____
,骨架在内部
否定
构建模型2
双螺旋:
特点
____________骨架在外部，碱基在内部，且________进行配对
否定
构建模型3
双螺旋:
查哥夫提出DNA分子碱基数量关系：A=T，G=C
磷酸-脱氧核糖骨架在外部，碱基在内部，且A与___配对，G与__配对。
?
一、DNA双螺旋模型构建历程
脱氧核苷酸长链
脱氧核苷酸
DNA衍射图谱
外部
相同碱基
T
C
磷酸-脱氧核糖

1953年4月25日，克里克和沃森在《自然》杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，更宣告了分子生物学的诞生。
沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
1、基本元素：
C、H、O、N、P
2、基本单位：
脱氧核苷酸
脱氧核糖
磷酸
碱基
一分子脱氧核苷酸＝一分子 +　
一分子 + 一分子 。
脱氧碳糖
含氮碱基
磷酸
二、DNA分子的结构
4种
1
2
3
4
5
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
4种脱氧核苷酸
二、DNA分子的结构
4种脱氧核苷酸多个
脱水聚合
磷酸二酯键
脱氧核苷酸链
两条链
脱氧核糖核酸（DNA）
3、组成方式
DNA分子的平面结构
DNA双螺旋结构
脱氧核苷酸单链
DNA双链
DNA的空间结构
图的上半部分是以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的照片。
图的下半部分是DNA的人工模型。
从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构
5‘
3‘
5‘
3‘
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。
（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接起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
磷酸二酯键
4、结构特点
注意：
① 一个双链DNA分子中每个脱氧核糖
连接着 磷酸；
一个双链DNA分子中每个脱氧核糖
连接着 含氮碱基；
一个双链DNA分子有 游离的磷酸；
②两条链间配对的两碱基之间通过 相连；
一条链上的相邻碱基
通过 相连；
③DNA的初步水解产物是
DNA的彻底水解产物是
1个或2个
1个
2个
脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖
氢键
脱氧核苷酸
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
1、多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
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？
2、特异性
每种生物的DNA都有特定的碱基数目及特定的碱基排列顺序
3、稳定性
三、 DNA分子的结构特性
DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变
　　　　　　 两条链间碱基互补配对及形成氢键的方式不变
规则的双螺旋结构不变
任意两个不互补碱基之和恒等且各占DNA总碱基数的50％；
配对的两碱基之和在单双链所占比例相等；
两条链间，不配对的两碱基之和的比值互为倒数
碱基互补原则：腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶(C)配对.碱基之间的这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则
应用：DNA分子中有关碱基的计算。
三、碱基互补配对原则及应用
DNA结构特性：
1.基本骨架、碱基排列在内侧、碱基互补配对原则、氢键的作用力保持双链结构牢固.
2.长链中的碱基对的排列顺序是千变万化
3、每一个DNA分子具有特定的碱基（对）排列顺序
稳定性
多样性
特异性
N对碱基的DNA分子有4n种排列顺序
DNA中的遗传信息蕴藏在：
碱基对（碱基、脱氧核苷酸）的排列顺序中
①双链DNA分子中：
( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)
=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1
DNA碱基数目规律总结：
∵A=T， G=C
∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50%
两个互补碱基相等
任意两个不互补碱基之和恒等且各占DNA总碱基数的50％
不互补碱基之和的比值等于1．
②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。
= n
= n
③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。
典型例题
如图为不同生物或不同器官（细胞）的DNA分子中（A+T）/（G+C）的比值情况，据图回答问题：

（1）猪的不同组织细胞的DNA分子
碱基比例大致相同，原因是
_______________________________ _

（2）上述三种生物中的DNA分子，热稳定性最强的是


（3）假设小麦DNA分子中（A+T）/（G+C）=1.2，那么
（A+G）/（T+C）=________。
不同的组织细胞来源于同一个受精卵的有丝分裂
小麦
1
（DNA分子中G≡C占的比例越大DNA分子越稳定）
（4）假如猪的某一DNA分子中有腺嘌呤30%，则该分子一条链上
鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的_______。
_________
40%
①双链DNA分子中，两互补碱基相等A=T， C=G ；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基之和的比值等于1．
( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1
碱基计算规律总结：
∵A=T， C=G
∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50%
四、碱基互补配对原则及应用
②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，A+T即互补碱基之和在一条链上、在互补链上、在整个DNA分子中所占比例相同。
碱基计算规律总结：
三、碱基互补配对原则及应用
=
=
n
n
m%
m%
④双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C的值互为倒数，即两条链间非互补碱基的和之比互为倒数。
碱基计算规律总结：
三、碱基互补配对原则及应用
=
1
A+G
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？

3．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？
练习
1.某双链DNA分子中，鸟嘌呤占23%，求腺嘌呤占多少？
27%
2.5 1
0.4 0.4
4、某双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链的24%，问另一条链中的C占多少？
30%
1、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____
2、 DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G= _____
20%
29%
练习：
双螺旋结构
基本单位——脱氧核苷酸
主要特点
特异性
①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
元素组成:C H O N P
DNA分子的结构
模型构建
碱基互补配对原则及应用
DNA分子结构特性
稳定性
多样性
小结：
1.下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。
胞嘧啶（C）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段