第二节DNA分子的结构

1 格里菲思肺炎双球菌的转化实验存在转化因子2 艾弗里肺炎双球菌的转化实验DNA是遗传物质3 赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验DNA才是真正的遗传物质4 有些病毒不含DNA 只含RNA和蛋白质RNA是遗传物质 DNA是主要的遗传物质 DNA具有什么的分子结构才能携带各种生物的遗传信息呢 第3章基因的本质 第2节DNA分子的结构 一 DNA双螺旋结构模型的建构 早在19世纪 人们就发现了DNA的化学成分 组成元素 C H O N P 基本组成单位 脱氧核苷酸 脱氧核糖 碱基 磷酸 AGCT 脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 脱氧核糖核苷酸 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 1953年 月 日 英国的 自然 杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的成果 DNA双螺旋结构的分子模型 这一成就后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现 也被认为是分子生物学诞生的标志 1962年 沃森 克里克和威尔金斯三人共同获得了诺贝尔生理学和医学奖 DNA双螺旋结构模型的构建 思考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 1 英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的 的 射线衍射图谱 2 当时科学界认识到 N 分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链 这四种脱氧核苷酸分别含有A T C G四种碱基 3 查哥夫的研究成果 腺嘌呤 的量总是等于胸腺嘧啶 的量 鸟嘌呤 的量总是等于胞嘧啶 的量这一碱基之间的数量关系 DNA的空间结构 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 以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的DNA照片 从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构 A A A T T T G G G G C C C A T C 1 由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构 DNA分子的结构特点 A A A T T T G G G G C C C A T C 含氮碱基 脱氧核糖 磷酸 A A A T T T G G G G C C C A T C 2 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 1 由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构 碱基对 另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键连接成碱基对 且A只和T配对 C只和G配对 碱基之间的这种一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则 A T G C 氢键 哪种碱基对的含量高时DNA分子更稳定 A A A T T T G G G G C C C A T C 3 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 且遵循碱基互补配对原则 DNA分子的结构特点 2 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 1 由两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构 1分子脱氧核糖连接几分子碱基和磷酸 连接2个脱氧核苷酸的化学键为磷酸二酯键 要表达自然界这么多的性状 需要很丰富的信息 遗传物质决定性状要通过遗传信息来体现 DNA为什么能储存大量的遗传信息呢 DNA的结构 由磷酸和脱氧核糖组成的基本骨架是稳定不变的 4种碱基对的排列顺序千变万化 包含大量的遗传信息 DNA中含有2个碱基对 碱基对的排列顺序有 种DNA中含有2个碱基对 碱基对的排列顺序有 种DNA中含有n个碱基对 碱基对的排列顺序有 种 探究 42 43 4n DNA分子中4种碱基的排列顺序 遗传信息 DNA分子具有 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 碱基的排列顺序千变万化 不同的生物 DNA中碱基对的排列顺序不同 每一个DNA分子具有特定的碱基排列顺序 多样性 特异性 1 胞嘧啶2 腺嘌呤3 鸟嘌呤4 胸腺嘧啶5 脱氧核糖6 磷酸7 胸腺嘧啶脱氧核苷酸8 碱基对9 氢键10 一条脱氧核苷酸链的片段 课堂反馈 1 下面是DNA的分子结构模式图 说出图中1 10的名称 课堂反馈 2 已知1个DNA分子中有1800个碱基对 其中胞嘧啶有1000个 这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是 A 1800个和800个B 1800个和l800个C 3600个和800个D 3600个和3600个 C 3 拓展题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 从中概括出一些规律 A T G C A G T C A GT C 50 也可以写成以下形式 A G T C 1 规律概括 在DNA双链中 任意两个不互补碱基之和 并为碱基总数的 A T C G A T C G A C T G A C T G 相等 50 碱基互补配对有关计算 在DNA双链中 A T G C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 推论 不互补碱基之和的比 双链中相等 并为碱基总数的50 单链之间互为倒数 a 则 1 互补碱基的比例 双链与任一单链的相应比例相等 有关DNA中的碱基计算 1 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 60个 2 DNA分子的一条单链中 A 20 T 22 求整个DNA分子中G 29 3 某DNA分子中 鸟嘌呤与胞嘧啶之和为46 该DNA一条链 a链 中腺嘌呤占28 a链的互补链 b链 中腺嘌呤占该链全部碱基的百分比是 26 有关DNA中的碱基计算 4 已知DNA的一条单链中 A G T C 0 4 上述比值在其互补链和整个DNA分子中分别是 A 0 4和0 6B 2 5和1 0C 0 4和0 4D 0 6和1 0 5 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 B 判断下列为什么细胞正在进行什么分裂 处在什么时期 1 双螺旋和三螺旋结构模型 他们将碱基置于螺旋的外部 认识到错误后沃森和克里克没有气馁 他们又重新构建了一个将磷酸 脱氧核糖骨架安排在螺旋外部 碱基安排在螺旋内部的双链螺旋 2 相同碱基进行配对 沃森和克里克从查哥夫那里获悉 腺嘌呤 的量总是等于胸腺嘧啶 的量 鸟嘌呤 的量总是等于胞嘧啶 的量 于是 他们改变了碱基配对的方式 让A与T配对 G与C配对 最终 构建出了正确的DNA模型 思考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 早凋的