dna分子结构

(共37张PPT)
DNA分子的结构
沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现DNA的双螺旋结构而荣获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、19世纪50年代科学界认识到DNA 的化学组成。
一、DNA双螺旋结构的构建
DNA的基本组成元素有哪些？
C、 H、 O、 N、 P
DNA的基本组成单位是什么？由哪几种物质组成？
脱氧核苷酸 = 含氮碱基 + 脱氧核糖 + 磷酸
含氮碱基：A、T、G、C
A
G
C
T
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
脱氧核苷酸的种类
2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱，并且获得相关其数据
3、沃森和克里克提出DNA螺旋结构的初步构想。
4、1952年奥地利著名生物化学家查哥夫研究成果:
几乎所有生物的DNA中，
腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的(A=T)，
鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。
5、1953年沃森和克里克发表论文《核酸的分子结构模型－脱氧核糖核酸的一个结构模型》
从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构
二、DNA分子双螺旋结构
A
A
T
T
G
G
C
C
A
T
每个脱氧核苷酸之间是怎样连接成链的？
两条脱氧核苷酸链之间是通过什么连接的？
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
三、DNA双螺旋结构的主要特点
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
（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；碱基在内侧。
三、DNA双螺旋结构的主要特点
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。
（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。
三、DNA双螺旋结构的主要特点
A
T
G
C
碱基对
另一碱基对
氢键
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。
DNA分子结构主要特点
DNA分子是有 条链组成， 盘旋成 结构。
交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。
碱基通过 连接成碱基对，并遵循
原则。
反向平行
双螺旋
脱氧核糖和磷酸
碱基对
氢键
碱基互补配对
2
　下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1－10的名称。
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
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
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
你注意到了吗？
稳定不变的
千变万化的
DNA分子的特性：
(2)多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。
(3)特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。
(1)稳定性：DNA中脱氧核糖与磷酸的交替连接方式不变；碱基互补配对的方式不变；每个DNA分子都有稳定的双螺旋结构
例题：DNA分子结构具有多样性的原因是
A．磷酸和脱氧核糖排列顺序千变万化
B．四种碱基的配对方式千变万化
C．两条长链的空间结构千变万化
D．碱基对的排列顺序千变万化
DNA分子的结构
小结
★化学组成：
基本组成单位：四种脱氧核苷酸
一分子含氮碱基
一分子脱氧核糖
一分子磷酸
★空间结构
规则的双螺旋结构
两条脱氧核苷酸长链
碱基对
氢键
碱基互补配对原则
★分子结构的多样性和特异性
A1 T1 C1 G1
T2 A2 G2 C2
1
2
A1＝T2 ，T1＝A2 ， C1＝G2 ， G1＝C2
注意：在整个双链DNA分子中仍存在着
A ＝ T ， C＝ G
因为 A ( A1 + A2 ) ＝ T ( T1 + T2 ) ，
C (C1 + C2 ) ＝ G (G1 + G2) .
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
∴
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+G
( )
=
T+G
( )
=50%
A+G
T+C
=
( )
( )
=
( )
( )
=1
A+T+G+C
A+T+G+C
A+C
T+G
T+G
A+C
相等
一半（50%）
规律：①互补碱基之和（A+T）/(C+G)的比例在整个DNA及在一条链中都相等。
②非互补碱基之和（A+G）/(T+C)的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数。
一条链中 互补链中 整个DNA分子中
A1+T1
C1+G1
＝ m
A2+T2
C2+G2
＝
A+T
C+G
＝
A1+G1
T1+C1
＝ n
A2+G2
T2+C2
＝
A+G
T+C
＝
m
m
1
n
1
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
若DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值为
A、a B、1/a
C、1 D、1—1/a
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为A︰C︰G︰T＝1︰1.5︰2︰2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为
A 5︰4 B 4︰3
C 3︰2 D 5︰2
一个双链DNA分子片断中有磷酸150个，胸腺嘧啶30个，那么它含有脱氧核苷酸和胞嘧啶分别是（ ）
A．300个和30个
B．150个和30个
C．300个和 45个
D．150和45个
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。
A+T
A+T+G+C
A1 +T1 +G1 +C1
A1 +T1
=
=
A2 +T2 +G2 +C2
A2 +T2
=
A1 +T1
（A+T）
1
2
=
=
A2 +T2
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
（G+C）
1
2
G1 +C1
G2 +C2
=
=
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%
双链中
A+T=54%
G+C=46%
单链中
A1+T1=54%
G1+C1=46%
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%　
某生物细胞DNA双链分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占22％，那么，胞嘧啶的分子数占
A．11％ B．22％
C．28％ D．44％
2、根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（ ）
3、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