DNA分子的结构课件(示范课)ppt.ppt

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1、第第2节节 DNA分子的结构分子的结构、DNADNA的化学组成的化学组成C H O N PC H O N P复习提问复习提问DNADNA中文全称中文全称: :组成元素组成元素: :基本单位基本单位: :脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基含氮碱基种类：含氮碱基种类：因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4 4种：种：腺膘呤脱氧核苷酸腺膘呤脱氧核苷酸A胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸C鸟瞟呤脱氧核苷酸鸟瞟呤脱氧核苷酸GT胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸如何形成脱氧核苷酸如何形成DNA分子？分子？DNA的结构又是如何？的结构又是如何？资料

2、资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的基本单位是基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。【模型建构模型建构2】一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 每相邻两个脱氧核苷酸之间通过形成3,5-磷酸二酯键磷酸二酯键连接，多个脱氧核苷酸形成一条长链。资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分分子的基本单位是子的基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2：DNA是由许多个

3、脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。资料资料3： 1951年，英国科学家年，英国科学家(威尔金斯和富兰克林威尔金斯和富兰克林)提供了提供了DNA的的X射线衍射图谱射线衍射图谱 ,表明表明DNA分子呈分子呈_。一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建螺旋结构螺旋结构资料资料4 4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出得出： 腺嘌呤（腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量）的量(A=T)，鸟嘌呤（，鸟嘌呤（G）的量总）的量总是等于胞嘧啶（是等于胞嘧啶（C）的量）的量(G=C)。【模型建构模型建构3】

4、DNA分子呈双螺旋结构，分子呈双螺旋结构，A与与T、G与与C配对配对资料资料五：五：19531953年，两位年轻科学家：美年，两位年轻科学家：美国的国的J.D.Watson J.D.Watson ( (沃森沃森 2 24 4岁岁) )和英国和英国的的F.CrickF.Crick( (克里克克里克 3636岁岁）以以威尔金威尔金斯斯和和富兰克林富兰克林的的DNADNA晶体晶体X X射线衍射图射线衍射图谱以及谱以及查哥夫查哥夫的当量定律为基础，在的当量定律为基础，在naturenature上发表了论文核酸的分上发表了论文核酸的分子结构子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模脱氧核糖核酸的一个结构模型，引起

5、极大的轰动。型，引起极大的轰动。年美国科学家年美国科学家沃森沃森（atson)atson)和英国和英国科学家科学家克里克克里克（rick)rick)提出分子的提出分子的双螺旋双螺旋结构模型结构模型。被誉为。被誉为2020世纪最伟大的发现。世纪最伟大的发现。联想一下，联想一下，像什么？像什么？AAATTTGGGGCCCATC（2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧核糖和磷酸核糖和磷酸交替连接交替连接，排列在外侧，构成排列在外侧，构成基本基本骨架骨架；碱基在碱基在内侧内侧。（3）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通过过氢键氢键连结起来，形成连结起来，形成碱基对碱基对，且遵循，且遵循碱基互碱基互补配对原则

6、补配对原则。3.DNA3.DNA分子的结构特点分子的结构特点（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸长链盘旋成长链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A A只和T T配对、C C只和G 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氢键氢键G.CG.C比例越高，比例越高，DNADNA结构越稳定？结构越稳定？碱基对的碱基对的种类种类A-TT-AC-GG-C？4 4、DNADNA分子的结构特性分子的结构特性1) 1) 稳定性：稳定性：外侧恒定，内侧配对稳定，形成稳定外侧恒定

7、，内侧配对稳定，形成稳定的空间结构的空间结构 外侧恒定：外侧恒定：内侧配对稳定内侧配对稳定: :稳定的空间结构稳定的空间结构 ：磷酸、脱氧核糖交替连接磷酸、脱氧核糖交替连接 构成基本骨架构成基本骨架A-T，G-C双螺旋结构双螺旋结构4 4、DNADNA分子的结构特性分子的结构特性2 2）多样性）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNADNA分子的多样性。分子的多样性。 以以1 1，2 2，3 3，4 4四个数字排列成四位数，有多少种组四个数字排列成四位数，有多少种组合方式？合方式？4 种400044种种 在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNAD

8、NA分子也大约有分子也大约有40004000个碱个碱基对，碱基对有（基对，碱基对有（4 4种）：种）：A AT T、T TA A、G GC C、C CG G。请同学们计算请同学们计算DNADNA分子上的碱基对有多少种排列方式？分子上的碱基对有多少种排列方式？如排列成如排列成4000位数？位数？ 44000种种对于特定的对于特定的DNADNA分子来讲，碱基对的排列顺序有何特点？分子来讲，碱基对的排列顺序有何特点？3 3）特异性：）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNADNA分子的特异性。分子的特异性。DNADNA的组成和结构可用五四三二一表示的组成

9、和结构可用五四三二一表示五种元素：五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：四种碱基：A、G、C、T，组成，组成四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸三种物质：三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋：一种螺旋：规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构AGCT下图是下图是DNADNA分子结构模式图，用文字填出分子结构模式图，用文字填出1 11010的的名称。名称。胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对碱基对氢

10、键氢键一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段、如如图：设图：设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则（1 1）1 1链和链和2 2链上的哪些碱基数量总是相等的？链上的哪些碱基数量总是相等的？两条链的碱基数目是否相两条链的碱基数目是否相等？等？ （2 2）在）在DNADNA双链中，哪些碱基数量总是相等的？双链中，哪些碱基数量总是相等的？（3 3）在）在1 1链上，链上，A1A1等于等于T1T1吗？吗？G1G1和和C1C1的数量一样吗？的数量一样吗？(4)(4)已知：已知：1 1链上碱基共有链上碱基共有100100个，

11、其中个，其中A1+A2A1+A2共共3030个个问：这个问：这个DNADNA分子中碱基一共有多少个？分子中碱基一共有多少个？G1G1和和G2G2共多少个？共多少个？A1A1T1T1G1G1C1C1T2T2A2A2C2C2G2G2有关有关DNA中的碱基计算规律中的碱基计算规律A1=T2，T1=A2，G1=C2，C1=G2A1+T1+G1+C1=T2+A2+C2+G2 A=A1+A2=T2+T1=T，同理：，同理：C=G不一定不一定100*2=200个个 因为因为A1+A2=A1+T1=30所以所以G1+G2=G1+C1=100-(A1+T1)=100-30=70有关有关DNA中的碱基计算规律中的

12、碱基计算规律（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=11两条链两条链不互补的碱基不互补的碱基之和相等。之和相等。（A+G）/（A+T+G+C）=1 / 2两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比等于等于50%（1/2）。）。因为：A与与T互补配对，G与与C互补配对， 所以：即A=T C=G例题例题1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析：因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+C=50%A+G=T+C=50%。所以，。所以，A=50%A=50%23%=27%23%=27%

13、双链双链DNA分子中，分子中，A+T占整个占整个DNA分分子碱基总数的百分比等于其中任何一条子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中链中A+T占该链碱基总数的百分比，其占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链中任何一条链A+T是整个是整个DNA分子分子A+T的一半的一半,G+C也一样。也一样。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= = =A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C+C2 2A A2 2 +T +T2 2= =A1 +T1（A+T）1 12 2= = =A2 +T2A A

14、1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链（G+C）1 12 2G1 +C1G2 +C2= = =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。解析一：设DNA分子碱基总数为100.已知：A+T=54，则G+C=46所以，G1+C1 =G2 +C2 =23已知：G 1 =10022%=1112所以, C 2=G 1=11则: G 2=2311=12G 2A 2 +T 2 +G 2 +C 2=1212100= 24%解析二

15、:已知A+T总= 54%,则= 46%G+C总所以G1+C 11/2总= 46%.已知1/2总G 1= 22%所以1/2总C 1= 46%22%= 24%因为 G2=C1所以1/2总G 2= 24%24%两条链中两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数比值的倒数.T 1 +C 1=nA1+G 1不同生物的不同生物的DNADNA分子中，其互补配对的碱基之和分子中，其互补配对的碱基之和的比值不同，代表了每种生物的比值不同，代表了每种生物DNADNA分子的分子的特异性特异性。 u（A+C）：（：（T

16、+G）=1不能反映种间差异。不能反映种间差异。u（A+T）：（）：（C+G）不同生物一般不同，）不同生物一般不同， 反映种间差异。反映种间差异。1nA 2+G 2T 2 +C2=4 4、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上，上述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多少？少？5 5若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上，上述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多少？少？2.5 12.5 10.4 0.40.4 0.46 6、构成双链、构成双链DNADNA分子的四种碱基之间的关分子的四种碱基之间的关系，下列哪项因物种而异（系，下列哪项因物种而异（ ） A、（、（A+C）/（T+G） B、（、（A+G）/（T+C） C、（、（A+T）/（G+C） D、 A/T或或G/CC多谢指导！