第二节、DNA分子结构

(共28张PPT)
第二节DNA分子的结构
寻甸一中 李秀琼
北京中关村高科技园区的DNA雕塑
鉴别真伪萨达姆可采用什么方法？
DNA鉴定
你见过DNA吗？你认为DNA应该像什么样子？
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
1、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
资料：
3、沃森和克里克提出DNA是螺旋结构的初步构想。
4、1952年查哥夫指出：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).
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》
1962年：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诺贝尔生理学或医学奖。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
1分子磷酸
1分子脱氧核糖
1分子含氮碱基
一、DNA双螺旋结构模型的建构
1分子脱氧核苷酸 = + + .
代表磷酸
S
代表脱氧核糖 (含S的一面向上)
代表4种碱基
代表连接各组分的化学键
碱 基
A
G
C
T
磷酸
脱氧
核糖
1、DNA的元素组成：C H O N P
2、DNA的基本组成单位：脱氧核苷酸
A
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
G
3、由于组成脱氧核苷酸的碱基有四种， 因此，脱氧核苷酸也有4种
腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）
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分子的结构特点：
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
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。
A
T
G
C
氢键
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成双螺旋结构。
DNA分子的结构特点
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。
DNA分子的结构特点
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；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连结成碱基对，并遵循碱基互补配对原则。
DNA分子的结构特点
在DNA分子中形成 碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。
2. 碱基对之间的氢键具有固定的数目，A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键
3. 在双链DNA分子中有A=T，C=G，所以 A+G=C+T 即 嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数
三、碱基互补配对原则
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
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。
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。
DNA分子的多样性和特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。
DNA分子的特性：
①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。
②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。
注：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了
遗传信息。
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
（ ） （ ）
50％
也可以写成以下形式：
A + G
T ＋ C
1
（ ）
（ ）
（ ）
（ ）
……
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+G
A+T+C+G
A + C
T + G
A + C
T + G
恒等
50％
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 ， T1=A2， G1 = C2 ， C1 = G2 。
则在DNA双链中： A = T ， G = C
可引申为：
①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数:
A+G=T+C 则A+G/T+C=1
A+G/A+T+G+C=50%
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
例题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 =50% ，A%=50%-G%，
A=50%–23%=27%
例题2、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%
A＋T=54% G+C=46%
②双链DNA分子中A+T/G+C的比值等于其中任何一条链的A+T/G+C的比值。
A+T
G+C
A1+T1
G1+C1
A2 +T2
G 2 +C2
=
=
③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C的比值互为倒数，而互补的两条链中A+T/G+C比值相等。
A1+G1
T1 +C1
= a，则
T2 +C2
A2 +G2
= 1/a
例题3、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？
2.5 1 ;
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
若
A1+T1
G1 +C1
= a，则
A2+T2
G2 +C2
= a
若
不互补，成倒数
互补，相等
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。
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
同理：G1 +C1
G2 +C2
=
=
DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算
某生物细胞DNA分子的碱中，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％
(C)
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（ ）
(C)
3、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
4、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
(A)
（B）
5.某双链DNA分子中，（A+T）/（G+C）=1.5 则它的C占全部碱基的： A.20% B.25% C. 30% D.35%
A.20%
6、由120个碱基组成的DNA分子片段，可因碱基对组成和序列的不同，而形成具有不同遗传信息的DNA分子，其种类数最多可达
A.4120 B.1204 C.460 D.604
C.460