《DNA的结构2》PPT课件.ppt

第二节 DNA的结构,雅典奥运会开幕式经典场景,一、双螺旋结构模型的构建,2004年7月28日，“分子生物学之父”克里克在圣地牙哥加州大学医院与世长辞，享年88岁。 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。 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DNA双螺旋结构模型的伟大发现之中。,沃森和克里克,回眸历史,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，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。,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）,富兰克林1920年生于伦敦，15岁就立志要当科学家，但父亲并不支持她这样做。她早年毕业于剑桥大学，专业是物理化学。1945年，当获得博士学位之后，她前往法国学习X射线衍射技术。她深受法国同事的喜爱，有人评价她 “从来没有见到法语讲的这么好的外国人”。1951年，她回到英国，在伦敦大学国王学院取得了一个职位 。,富兰克林在法国学习的X射线衍射技术在研究中派上了用场。 X射线是波长非常短的电磁波。医生通常用它来透视，而物理学家用它来分析晶体的结构。当X射线穿过晶体之后，会形成衍射图样一种特定的明暗交替的图形。不同的晶体产生不同的衍射图样，仔细分析这种图形人们就能知道组成晶体的原子是如何排列的。富兰克林精于此道，她成功的拍摄了DNA晶体的X射线衍射照片。,DNA的X射线衍射图,回眸历史,富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图,富兰克林拍摄的DNA晶体的X射线衍射照片，这张照片正是发现DNA结构的关键。,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年诺贝尔医学生理学奖。,左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森,二、DNA分子的结构,、DNA的分子结构,脱氧核糖核酸,C 、H、 O 、N 、P,脱氧核苷酸,复习提问, DNA的基本单位脱氧核苷酸,脱氧 核糖,含氮碱基,磷酸,腺嘌呤,鸟嘌呤,（A）,（G）,胸腺嘧啶,胞嘧啶,（T）,（C）,脱氧核苷酸的组成成分:,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,腺嘌呤脱氧核苷酸, 脱氧核苷酸的种类：, 多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链,二条脱氧核苷酸链组成一个分子,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,T,T,G,G,T,C,二、DNA的空间结构,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,DNA平面结构,两条链的关系？,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,DNA平面结构,磷酸、脱氧核糖交替连接 构成基本骨架 “扶手”, 外侧：,A,A,A,G,G,C,C,A,DNA平面结构,碱基 “阶梯”,内侧:,2条链上的碱基通 过_连接成碱基对,碱基互补配对原则,A = T / G C,氢键,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,由2条链按反向平行 方式盘绕成双螺旋结构；,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）外侧的脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架。,（3）内侧的碱基按照碱基互补配对原则通过氢键连结起来，形成碱基对。,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,T,T,A,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。,三、DNA分子的结构特性,1）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。,在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：AT、TA、GC、CG。请同学们计算DNA分子有多少种？,2）特异性,碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。,3) 稳定性,具有规则的双螺旋结构,三、DNA分子的特性：,多样性：,碱基有4种：A、T、G、C,碱基对有4种：AT、TA、GC、CG,而n个碱基对的组合方式有4n 种. 如: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，碱基对的数目可能相同，但碱基对的排列顺序肯定不同。, 稳定性：,碱基互补配对原则保持双链平行，氢键的作用力保持双链的结构牢固.,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。 DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息.,小结,化学组成,的双螺旋结构,基本单位脱氧核苷酸,种类：,四种,DNA分子的特性：稳定性、多样性和特异性,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。 外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。,分子的结构,DNA的 结构和组成可用“五四三二一”表示分别表示的是什么？,五种元素：,C、H、O、N、P,四种碱基：,A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸,三种物质：,磷酸、脱氧核糖、含氮碱基,两条长链：,两条反向平行的脱氧核苷酸链,一种螺旋：,规则的双螺旋结构,下图是DNA分子结构模式图，用文字填出110的名称。,胞嘧啶（C）,腺嘌呤（A）,鸟嘌呤（G）,胸腺嘧啶（T）,脱氧核糖,磷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,碱基对,氢键,一条脱氧核苷酸链的片段,、,、,、,、,、,、,、,、,、,、,有关DNA中的碱基计算,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,=a,双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不 互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补 碱基之和的比值等于1,( A+G)/(T+C)=1,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,规律总结：,A=T， G=C, A+G=T+C = 50%,=a,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C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比值的倒数.,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。,c%,c%,1、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则 胸腺嘧啶为_,2、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_,3、 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%,4、（2000上海）由120个碱基组成的DNA分子片段， 可因其碱基对组成和序列的不同而携 带不同 的遗传信息，其种类数最多可达 （ ） A、4120 B、1204 C、460 D、604,C,练习：,5、某双链DNA分子中，A