高中生物必修二3.2DNA分子的结构.ppt

第2节 DNA分子的结构,一. DNA的基本单位脱氧核苷酸,1,2,3,4,5,A,G,C,T,化学元素组成：,C H O N P,A,C,G,T,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,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(4种),一、DNA双螺旋结构模型的构建,1953年，美国科学家沃森（JD.Watson，1928）和英国科学 家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。,回眸历史,1、沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？,思考,（1）英国科学家威尔金斯和富兰克林,（2）奥地利著名生物化学家查哥夫,2、沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？,思考,3、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？,4、这对理解生物学科的发展有什么启示？,思考,在生命的旋梯上 沃森和克里克,1953年4月25日，克里克和沃森在自然杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，更宣告了分子生物学的诞生。,二DNA分子的结构,3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？,2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？,1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？,思考,下一页,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44000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。,稳定性：,中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性）,DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。,特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。,下一页,碱基互补配对原则应用,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 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。 则在DNA双链中： A = T ， G = C,可引申为：,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,AG=TC AC=TG,即（AG）（TC） （AC）（TG）,1,1,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,如果链中的AGTCb 则链中的AGTC,b,双链中AGTC,不同生物该比值不同,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。,=,同理：,下一页,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。所以，,A=50%23%=27%,2、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？ 若DNA的一个单链中，A+T/G+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 ;,0.4 0.4,3、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%,4、某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的34%，其中一条链上的C占该链碱基总数的28%，那么，对应的另一条互补链上的C占该链碱基总数的比例是多少？,38%,5、在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a 个，占该区段全部碱基的比例为b，则 （ ) b0.5 B. b0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b1) D.胞嘧啶为b(1/2a 1),C,6、分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有A，由此可知，该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少？,40%,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,稳定性和特异性,小结,碱基互补配对原则的应用,1、碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？,这是由于嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；嘧啶碱是单环化合物，占有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的。,2.为什么只能是A配T，G配C，不能是A配C，G配T？,(2)A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，使DNA的结构更加稳定.,(1)A的量总是等于T的量,G的量总是等于C的量,返回,早凋的“科学玫瑰” 富兰克林（ R.E.Franklin）,她和同事威尔金斯 在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到D晶体照片，,但“科学玫瑰”没等到分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。,(英，R.E.Franklin, 19201958）,为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。,返回,返回,DNA衍射图谱,不同来源DNA四种碱基的摩尔比例关系,根据上表，你会得出什么样的结论？,思考,（1）同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同； （2）几乎所有生物的DNA， 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)。 （3）不同生物来源的DNA碱基组成不同，表现为A+T/G+C的比值不同。,奥地利著名生物化学家查哥夫研究成果：,返回,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,下一页,下一页,返回,A,T,C,G,A,C,T,G,磷酸,脱氧核糖,反向平行,含氮碱基,返回,DNA的平面结构,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,沃森和克里克：分子的规则的双螺旋结构,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,你知道右图结构中的哪个结构是稳定不变的哪个结构是千变万化的？,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中碱基计算的一般规律,1.双链DNA分子中互补的碱基的量相等 即AT、CG (最基本的规律),3.双链DNA分子中两不互补的碱基之和比值相等 即（A+G）/（T+C）（A+C）/（T+G）=1,2.双链DNA分子中任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50 即：（A+C）=（T+G）%=50%,4.DNA分子的一条链上（A+ T）（C+ G）= a,DNA分子的一条链上（A+ C）/（T+ G）b,(通常不等1),DNA分子中（A+T)/(G+C)比值等于每条单链中的比值。,则该链的互补链上相应比例为a,则该链的互补链上相应比例为1b。,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,返回,三、制作DNA双螺旋结构模型,注意事项 、制作磷酸脱氧核糖和含氮碱基