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DNA分子的结构,让学生观察图片,了解美国军方是如何判断逮捕的人物是真正的萨达姆?,早在19世纪，人们就发现了DNA的化学成分：,DNA双螺旋结构模型的构建,脱氧 核糖,碱基,磷酸,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,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,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,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年诺贝尔生理学或医学奖。,左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森,2、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？,思考与讨论,主要涉及了物理学（主要是晶体学），生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。 涉及的方法主要有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法；构建模型的方法等等。 现代科学技术中许多成果的取得都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。,要善于利用他人的研究成果和经验； 要善于与他人 交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的； 研究小组成员在知识背景上最好是互补的； 对所从事的研究要有兴趣和激情等。,3、沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作的研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？,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,DNA的空间结构,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。,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起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。,DNA分子的结构特点,注意：A+T=C+G ?,碱基互补配对原则,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有两个氢键，C与G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,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。,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。,DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。,稳定性：,DNA分子的特点：,DNA分子的两条脱氧核苷酸长链盘绕成规则的双螺旋结构； DNA分子的基本骨架稳定不变，都是脱氧核糖和磷酸交替连接成的结构； DNA分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基对之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。,DNA分子的特点：,多样性：,一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有 种。,特异性：,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。,DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。,每种生物的DNA分子都有特定的碱 基排列顺序。,44000,若某一DNA分子中有n个碱基对，则DNA的分子结构有4n种。,思考,研究表明：DNA结构的稳 定性与四种碱基的含量有 关：G和C的含量越多， DNA的结构就越稳定。,同学们知道是由于什么原因吗？,G与C形成三个氢键，A与T只形成两 个氢键。氢键越多，结合力越强。,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,DNA分子各种碱基的数量关系 ：, 在整个DNA分子中，A=T、G=C； A+G=T+C，A+C=T+G； (A+G）/（T+C）=1 (A+C）/（T+G）=1,两个非互补碱基之和占碱基总数的50%。 即A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%,两条链上全部碱基数相等,如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a，则另一条链中的(A+T) / (G+C)比例也是a；如果一条链中的(A+G) / (T+C)=b,则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是1/b,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。 即： (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 总( A+T)% 同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总( G+C)%,【课堂反馈】,A+T+G+C,A+T+G+C,A+C,T+G,T+G,A+C,相等,一半,例题1、某双链DNA分子中，G占23%， 求A占多少？,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？,例题2、某双链DNA分子中，一条链G占23%，求另一条链中C占多少？,2.5 1,例题4、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。,AT=54% G+C=46%,24%,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（ ） A11 B22 C28 D44,(C),2、根据碱基互补配对原则，在AG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、11/a 4、若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为 ACGT11.522.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为 A 54 B 43 C 32 D 52,(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.460,6、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_,7、一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_,8、 DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G= _,20%,60个,29%,9.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,(3)在另一互补链中这一比例是多少?,n,(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?,n,当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时,求:,10.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 ( ) 、26% 、24% 、14% 、11%,A,1.DNA的一条单链中AT/GC0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子 中分别是（ ） A、0.4和0.6 B、2.5和1 C、0.4和0.4 D、0.6和1,解析: （A1+T1）/（G1+C1）=（T2+A2）/（C2+G2） =(A+T)/(G+C)=0.4,C,2.某DNA分子有两条链，分别是a链和b链， (1)已知a链上（AT）/（CG），则b链和