《DNA分子的结构》课件.ppt

第三章第三章 基因的本质基因的本质第二节第二节 D NA分子的结构分子的结构1、教学目标、教学目标2、教学重点、教学重点3 3、教学难点、教学难点(1)DNA分子基本单位的化学组成分子基本单位的化学组成(B:识记识记)(2)DNA分子的结构特点分子的结构特点(C:理解理解)(3)碱基互补配对原则(B:识记识记)（1）DNA分子的结构。（2）碱基互补配对原则及其重要性。（3）DNA分子的多样性。DNA分子的立体结构特点。小资料小资料2004年年7月月28日，日，“分子生物学之父分子生物学之父”克里克在圣地牙哥加州大学医院与世长克里克在圣地牙哥加州大学医院与世长辞，享年辞，享年88岁。岁。1953年年4月月25日，克里克和沃森在自日，克里克和沃森在自然杂志上发表了然杂志上发表了DNA的双螺旋结构，的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革从而带来了遗传学的彻底变革，更宣告更宣告了分子生物学的诞生。了分子生物学的诞生。种瓜为什么能得瓜，就是遗传物质由亲种瓜为什么能得瓜，就是遗传物质由亲代传给子代的结果。遗传物质为什么能代传给子代的结果。遗传物质为什么能自我复制呢？它是怎样复制的呢？这些自我复制呢？它是怎样复制的呢？这些机理都蕴藏在克里克和沃森的机理都蕴藏在克里克和沃森的DNA双螺双螺旋结构模型的伟大发现之中。旋结构模型的伟大发现之中。DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建1、早在、早在19世纪，人们就发现了世纪，人们就发现了DNA的化学成分：的化学成分：脱氧核苷酸2、脱氧核苷酸组成、脱氧核苷酸组成磷酸磷酸含含N碱基碱基脱氧脱氧核糖核糖C(胞嘧啶胞嘧啶)A(腺嘌呤腺嘌呤)G(鸟嘌呤鸟嘌呤)T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶)A(腺嘌呤腺嘌呤)T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶)G(鸟嘌呤鸟嘌呤)C(胞嘧啶胞嘧啶)脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类ATCG腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA双螺旋结构模型的构建过程双螺旋结构模型的构建过程20世纪初，摩尔根通过果蝇杂交实验证明 。1943年，艾弗里证明了DNA携带有遗传信息，并认为 。1951年，生物物理学家威尔金斯用X射线衍射技术对DNA结构进行研究，发_。女物理学家富兰克林在1951年底拍到了一张十分清晰的 。基因位于染色体上基因位于染色体上DNA可能就是基因可能就是基因DNA是一种螺旋结构是一种螺旋结构DNA的的X射线衍射照射线衍射照 1.DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？2.DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于别位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？3.DNA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的的什么部位？什么部位？2条条 反向双螺反向双螺DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接 在外侧。碱基通过氢键连接成碱基对并且必须碱基通过氢键连接成碱基对并且必须A和和T、C和和G配对配对 在内测在内测讨论讨论2放大放大从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构DNADNA分子空间结构分子空间结构GGGCCAATTCCCGGTTAA4 DNA单连5 氢键氢键1 脱氧核苷酸脱氧核苷酸嘌呤和嘧啶之间通过嘌呤和嘧啶之间通过_配对，形成配对，形成 _且且A只和只和_配对、配对、C只和只和_ 配配对，这种碱基之间的一一对对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做应的关系就叫做_氢键氢键TG碱基对碱基对 碱基互补碱基互补配对原则配对原则DNA的分子结构的分子结构 （1）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。（2）长链中碱基对的排列顺序是千变万化的。注意注意：DNA分子的特异性：DNA分子的的不同就体分子的的不同就体在特定的碱基（对）排在特定的碱基（对）排列顺序中。列顺序中。多样性：多样性：特异性：特异性：遗传信息：遗传信息：DNA分子碱基对分子碱基对的排列顺序千变万化。的排列顺序千变万化。特定的特定的DNA分子分子具有特定的碱基排列顺序。具有特定的碱基排列顺序。DNA分子中分子中的碱基对排列顺序就代表了的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。遗传信息。归纳 DNA分子的结构特点（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成核苷酸长链盘旋成_。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成连接，排列在外侧，构成_；(3)碱基在内侧。通过氢键把嘌呤和嘧啶碱基在内侧。通过氢键把嘌呤和嘧啶配对配对,且配对方式是且配对方式是_。即即原则。原则。双螺旋结构双螺旋结构基本骨架基本骨架A只和只和T配对、配对、C只和只和G配对配对碱基互补配对碱基互补配对DNA分子的结构1、化学组成：、化学组成：基本组成单位：四种脱氧核苷酸结构组成基本组成单位：四种脱氧核苷酸结构组成一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核苷酸一分子脱氧核苷酸一分子磷酸一分子磷酸2、空间结构、空间结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长两条脱氧核苷酸长碱基碱基氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则3、分子结构的多样性和特异性体现在：、分子结构的多样性和特异性体现在：特定的碱基（对）排列顺序中。特定的碱基（对）排列顺序中。你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？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，从中概出一些规律。推导后尝试进一步总结这些公式，从中概出一些规律。A T ，G C A+G T+C A+G T C A+T+C+GA+T+C+G50=A+G也可以写成以下形式：也可以写成以下形式：A+C T+G T+G A+C T C1规律概括：规律概括：在在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和双链中，任意两个不互补碱基之和_，并为碱基总数的并为碱基总数的_。相等相等50()()()()()()DNA分子各种碱基的数量关系分子各种碱基的数量关系：在整个在整个DNA分子中，分子中，A=T、G=C；A+G=T+C，A+C=T+G；(A+G）/（T+C）=1 DNA分子的分子的一条链中的一条链中的A+T=另一条链的另一条链的T+A；同理，；同理，G+C=C+G两个非配对碱基之和占碱基总数的两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。即。即 A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%如果一条链中的如果一条链中的(A+T)/(G+C)=a，则另一条链中的，则另一条链中的(A+T)/(G+C)比例也是比例也是a；如果一条链中的；如果一条链中的(A+G)/(T+C)=b,则另一条则另一条链中链中(A+G)/(T+C)的比例是的比例是1/b在在DNA分子中一条链中分子中一条链中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，还等于双链的和占该链碱基比率，还等于双链DNA分子中分子中A+T的和占整个的和占整个DNA分子的碱基比率。分子的碱基比率。即：即：(A1+T1)%=(A2+T2)%=总总(A+T)%同理：同理：(G1+C1)%=(G2+C2)%=总总(G+C)%1 1组成组成DNADNA结构的基本成分是结构的基本成分是()核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶尿嘧啶A A B BC C D D课堂练习课堂练习2.DNA双螺旋结构模型，各“部件”之间需要连接。3.如图所示的连接中，错误的是()_3一对同源染色体上的两个一对同源染色体上的两个DNA分子之间最可分子之间最可能相同的是能相同的是()A碱基序列碱基序列 B碱基数目碱基数目C.碱基种类碱基种类 D.(AT)/(GC)的比值的比值4、细胞内某一、细胞内某一DNA片段中有片段中有30%的碱基为的碱基为A，则该片段中则该片段中()A.G的含量为的含量为30%B.U的含量为的含量为30%C.嘌呤含量为嘌呤含量为50%D.嘧啶含量为嘧啶含量为40%5、下列关于、下列关于DNA结构的叙述中，错误的是结构的叙述中，错误的是()A大多数大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋分子由两条核糖核苷酸长链盘旋成螺旋结构成螺旋结构B外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架内侧是碱基本骨架内侧是碱基CDNA两条链上的碱基间以氢键相连，且两条链上的碱基间以氢键相连，且A与与T配对，配对，C与与G配对配对DDNA的两条链反向平行的两条链反向平行6、某学生制作的以下碱基对模型中，、某学生制作的以下碱基对模型中，正确的是正确的是()7、下面关于、下面关于DNA分子结构的叙述中，不正确的分子结构的叙述中，不正确的是是()(双选双选)A每个每个DNA分子中含有四种脱氧核苷酸分子中含有四种脱氧核苷酸BDNA分子的两条链反向平行分子的两条链反向平行CDNA两条链上的碱基以氢键相连，且两条链上的碱基以氢键相连，且A与与U配配对，对，G与与C配对配对D每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个含氮每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个含氮碱基碱基8、DNA的一条单链中的一条单链中(上述比例在其互补单链和上述比例在其互补单链和整个整个DNA分子中分别为分子中分别为()9、某、某DNA分子中，分子中，(GC)之和占全部碱基的之和占全部碱基的35.8%，其中一条链的，其中一条链的T与与C分别占该链碱基总数分别占该链碱基总数的的32.9%和和17.1%，则它的互补链中，则它的互补链中，T和和C分别分别占碱基总数的占碱基总数的()()A32.9%B17.1%C31.3%D18.7%10、如图是DNA片段的结构图，请据图回答：(1)图甲是DNA片段的_结构，图乙是DNA片段_结构。(2)填出图中部分结构的名称：2_、3_ 5_。(3)从图中可以看出DNA分子中的两条链是由_和_交替连接构成的。(4)连接碱基对的7是_，碱基配对的方式如下：即_与_配对；_与_配对。(5)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是_的，从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成_结构。平面平面立体立体(或空间或空间)一条脱氧核苷酸单链片段一条脱氧核苷酸单链片段脱氧核糖脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖氢键氢键A(腺嘌呤腺嘌呤)T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶)G(鸟嘌呤鸟嘌呤)C(胞嘧啶胞嘧啶)反向平行反向平行规则的双螺旋规则的双螺旋再见