DNA分子的结构(示范课)

中关村DNA标志 雅典奥运会开幕式经典场景 第2节DNA分子的结构 一 解开DNA结构之谜 1 20世纪30年代后期 瑞典的科学家们证明DNA是不对称的 第二次世界大战以后 科学家们用电子显微镜测定出DNA分子的直径约为2nm 3 2 1951年美国生物化学家查戈夫定量分析DNA分子的碱基组成 发现A T G C 4 3 1952年英国化学家富兰克琳 R E Franklin 等采用X射线衍射技术拍摄到DNA结构的照片 确认DNA为螺旋结构 并且是由不止一条链所构成的 5 4 1953年美国科学家沃森 J D Watson 左 和英国科学家克里克 F Crick 右 提出DNA分子的双螺旋结构模型 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年诺贝尔医学生理学奖 左一 威尔金斯左三 克里克左五 沃森 DNA的化学组成 脱氧核糖核酸 CHONP 脱氧核苷酸 复习提问 脱氧核糖 含氮碱基 磷酸 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 A 腺嘌呤T 胸腺嘧啶G 鸟嘌呤C 胞嘧啶 含氮碱基种类 腺膘呤脱氧核苷酸 A 胞嘧啶脱氧核苷酸 C 鸟瞟呤脱氧核苷酸 G T 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核苷酸如何形成DNA分子 DNA的结构又是如何 磷酸二酯键 2 DNA分子的结构 2 1脱氧核苷酸的连接 磷酸二酯键 A A T T G G G C C A T C 1 DNA是由几条链构成的 它具有怎样的立体结构 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 3 DNA中的碱基是如何配对的 它们位于DNA的什么部位 思考与讨论 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 3 DNA分子的结构特点 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 A A T T G G G C C A T C 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 G C比例越高 DNA结构越稳定 碱基对的种类 A T T A C G G C 4 DNA分子的结构特性 1 稳定性 外侧恒定 内侧配对稳定 形成稳定的空间结构 外侧恒定 内侧配对稳定 稳定的空间结构 磷酸 脱氧核糖交替连接固定不变 构成基本骨架 碱基对之间严格遵循碱基互补配对的原则 碱基之间通过氢键连接 维持双螺旋的稳定 每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构 4 DNA分子的结构特性 2 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 以1 2 3 4四个数字排列成四位数 有多少种组合方式 44种 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 4种 A T T A G C C G 请同学们计算DNA分子上的碱基对有多少种排列方式 如排列成4000位数 44000种 对于特定的DNA分子来讲 碱基对的排列顺序有何特点 3 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 DNA的组成和结构可用五四三二一表示 五种元素 C H O N P 四种碱基 A G C T 组成四种脱氧核苷酸 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长链 一种螺旋 规则的双螺旋结构 化学组成单位 双螺旋结构 基本单位 脱氧核苷酸 种类 腺嘌呤脱氧核苷酸含A 鸟嘌呤脱氧核苷酸含G 胞嘧啶脱氧核苷酸含C 胸腺嘧啶脱氧核苷酸含T 主要特点 碱基互补配对原则 DNA分子的特性 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 内侧由碱基对组成 碱基对由氢键相连接 多样性 特异性 稳定性 碱基4种 排列顺序 4n n为碱基对数 DNA结构 A TG CA G T C 1 小结 1 DNA分子的基本骨架是 A 磷脂双分子层B 规则的双螺旋结构C 脱氧核糖和磷酸交替连接D 碱基间的连接 C 2 下图是DNA分子结构模式图 用文字填出1 10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 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 A G T CA C T G 即 A G T C A C T G 1 1 双链DNA分子中 互补的两条链中A G T C互为倒数 如果链 中的A G T C b则链 中的A G T C b 双链中A G T C 不同链该比值不同 双链DNA分子中任何一条链A T G C相等 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 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是多少 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 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 规律 亲代DNA分子经n次复制后 所需游离的脱氧核苷酸数为 N游离的脱氧核苷酸数 a 2n 1 a表示模板的碱基数 n表示复制的次数 规律3 亲代DNA分子第n次复制 所需游离的脱氧核苷酸数为 N游离的脱氧核苷酸数 a 2n 1 a表示模板的碱基数 n表示复制的次数 3 若DNA分子的一条