32DNA的分子结构cfl

1、dna分子的结构分子的结构http:/ s型细菌中存在型细菌中存在“转化因子转化因子”n19441944年艾弗里的体外转化实验证明年艾弗里的体外转化实验证明dnadna是使是使r r型型细菌产生稳定遗传变化的物质细菌产生稳定遗传变化的物质n19521952赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验 dnadna是是真正的遗传物质真正的遗传物质n 18921892年，伊凡诺夫斯基（年，伊凡诺夫斯基（dmitrii ivanowskidmitrii ivanowski）发现并过滤得到了烟草花叶病毒，从而开始了人发现并过滤得到了烟草花叶病毒，从而开始了人们对病毒的深入研究。们对病毒的深

2、入研究。n在这之后，斯坦利（在这之后，斯坦利（wendell stanleywendell stanley）成功地获得了烟草花叶病毒的结晶体，并以该项成功地获得了烟草花叶病毒的结晶体，并以该项研究获得了研究获得了19641964年诺贝尔化学奖，该项基础研究，年诺贝尔化学奖，该项基础研究，被誉为病毒学最重要的科学贡献之一。烟草花叶被誉为病毒学最重要的科学贡献之一。烟草花叶病毒的发现，证明病毒的发现，证明rnarna也可以使遗传物质也可以使遗传物质 1953 1953年年4 4月月2525日，英国日，英国naturenature杂志刊登了杂志刊登了沃森和克里克的大约沃森和克里克的大约900900字

3、的文章字的文章“核酸的分子结核酸的分子结构构脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（dnadna）的一个结构模型）的一个结构模型”。1、dna分子结构的发现，在当年并未引起很大的轰动，引用科学史家奥尔贝的话来说是“双螺旋寂静的登场”。 2、英国只有一家全国性的报纸新闻纪事在1953年5月15日头版报道了这一消息，用了一个非常醒目和富有想像力的标题：“你为什么是你逼近生命的奥秘” 。3、“这个构造拥有一些全新的特征，对生物学来说具有相当的意义。”这句话，可能是科学史上最出名的低调表述之一。这是1953年4月25日出版的那期自然中，沃森与克里克文章中的一句话。50年后沃森也承认，当年他们并没有预想到这项突破会

4、为我们开启了分子生物学及遗传学的大门。4、九年后，即1962年，沃森和克里克以及威尔金斯因对发现dna双螺旋结构做出的卓越贡献而获得诺贝尔奖。 沃森沃森（j.d.watson）、）、克里克（克里克（f.crick）和威尔金斯和威尔金斯（m.wikins）因）因发现发现dna的双螺的双螺旋而荣获旋而荣获1962年年诺贝尔医学生理诺贝尔医学生理学奖。学奖。左一：威尔金斯左一：威尔金斯 左三：克里克左三：克里克 左五：沃森左五：沃森 dna分子双螺旋结构的发现，在分子双螺旋结构的发现，在自然科学发展史上具有划时代意义。自然科学发展史上具有划时代意义。阅读故事，思考回答 沃森和克里克开始研究沃森和克里

5、克开始研究dna结构时，科学界结构时，科学界对对dna已有的认识是什么？已有的认识是什么？一条脱氧核苷酸链还一条脱氧核苷酸链还是几条链是几条链? dna dna分子是以四种脱氧核苷酸为单位分子是以四种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这连接而成的长链，这4 4种核苷酸分别含有种核苷酸分别含有atgcatgc四种碱基；四种碱基； 1951年，（英）威尔金斯和年，（英）威尔金斯和富兰克林富兰克林(r.e.franklin)提供提供了了dna的的x射线衍射图谱射线衍射图谱 。一、一、dna模型建构模型建构dna分子呈三螺旋分子呈三螺旋or双螺旋结构双螺旋结构?dna双链双链p41352o53p4135

6、20ppp41352op413520pp两条链中的碱基是排在外侧，两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？还是在内侧？连接两条链的连接两条链的碱基如何配对碱基如何配对?这是由于嘌呤这是由于嘌呤碱是双环化合物，碱是双环化合物，占有空间大；嘧啶占有空间大；嘧啶碱是单环化合物，碱是单环化合物，占有空间小。而占有空间小。而dna分子的两条分子的两条链的距离是固定的。链的距离是固定的。1952 春春 奥地利奥地利 查哥夫查哥夫 腺嘌呤腺嘌呤(a)的量总是等于的量总是等于胸腺嘧啶胸腺嘧啶(t)的量的量(a=t)；鸟嘌呤鸟嘌呤(g)的量总是等于的量总是等于胞嘧啶胞嘧啶(c)的量的量(g=c)。dna分子呈双螺

7、旋结构，分子呈双螺旋结构，a与与t、g与与c配对配对 1952 1952年，奥地利生物化学家查哥夫提出：年，奥地利生物化学家查哥夫提出： a a的量等于的量等于t t的量，的量，gg的量等于的量等于c c的量的量人人牛牛大鼠大鼠酵母菌酵母菌结核杆菌结核杆菌小麦小麦噬菌体噬菌体 沃森和克里克沃森和克里克1953年沃森和克里克创建了年沃森和克里克创建了dna分子的双螺分子的双螺旋结构图旋结构图【课堂反馈【课堂反馈p51】1下面是下面是dna的分子结构模式图，说出图中的分子结构模式图，说出图中110的的名称。名称。 12345678109gtca1. 胞嘧啶胞嘧啶2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 鸟嘌呤鸟嘌呤

8、4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶5. 脱氧核糖脱氧核糖6. 磷酸磷酸7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8. 碱基对碱基对9. 氢键氢键10. 一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段3.dna中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于dna的什么部位？的什么部位？2.dna的基本骨架是由哪些物质组成的？它的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于们分别位于dna的什么部位呢？的什么部位呢？1.dna是由几条链构成的？它具有怎样的立是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？体结构？【思考】【思考】总结总结dna分子双螺旋结构特点分子双螺旋结构特点5335dna分子的结构特点：分

9、子的结构特点：多样性：多样性：一个最短的一个最短的dna分子也有分子也有4000个碱基对，个碱基对，可能的排列方式就有可能的排列方式就有44000种。种。 特异性：特异性：不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。基对的排列顺序肯定不同。稳定性：稳定性：中的脱氧核糖和磷酸交替连接的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方式不变；两条链间碱基互补配对的原则不变；共价键、氢键。则不变；共价键、氢键。dna分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。特定的特定的dna分子具有特定的碱基排列顺序。分子具有特定

10、的碱基排列顺序。4n(n表示碱基对数表示碱基对数)双双螺螺旋旋结结构构基本单位基本单位:规则的双规则的双螺旋结构螺旋结构特异性特异性由两条反向平行的脱氧核苷酸长由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。链盘旋而成。外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。，碱基排列在内侧。dna分子两条链上的碱基通过氢分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。键连接成碱基对。元素组成元素组成:dna分分子子的的结结构构dna分子分子结构特性结构特性稳定性稳定性多样性多样性c h o n p脱氧核苷酸脱氧核苷酸基本骨架、碱基互补基本骨架、碱基互补配、共价键、

11、氢键配、共价键、氢键碱基对排列方式多样碱基对排列方式多样习题全程设计p69 第1题设设dna一条链为一条链为1链，互补链为链，互补链为2链。根据碱基链。根据碱基互补配对原则互补配对原则,可知：可知： a1 = t2 a2 = t1 g1 = c2 g2 = c1且在且在dna双链中：双链中： a = t ， g = ca 1t 2t 1a2g 1c 2c 1g 2dna双链双链1.在单链dna分子中：脱氧核苷酸的数目 = 脱氧核糖的数目 = 含氮碱基的数目= 磷酸的数目。2.在双链dna中：（1）在双链dna分子中，已知某碱基的百分含量，求其他碱基的百分含量，可用：a=t，g=c，a+g=t+

12、c=50%。4.4.双链双链dna分子中，分子中，a+t占整个占整个dna分子碱基分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中总数的百分比等于其中任何一条链中a+t占该占该链碱基总数的百分比。链碱基总数的百分比。a+ta+t+g+c=a1t2t1a2g1c2c1g2a2 +t2 +g2 +c2a2 +t2=a1 +t1 +g1 +c1a1 +t1=c%c%c%a+tg+ca2 +t2g2 +c2a1+t1g1+c1=a=a3.双链双链dna分子中分子中a+t/g+c等于其中任何一条链的等于其中任何一条链的a+t/g+c。=a全程设计全程设计p51统计、归纳双链统计、归纳双链dna分子中四种碱基数量

13、的分子中四种碱基数量的比例关系。比例关系。文字解说项目项目整个整个dna分子分子1链链2链链一一a t c g的关系的关系a=？ g=？ a1=？ c2=？ 二二（a+t）或）或（g+c）k三三(a+g)/(t+c)非互非互补碱基和之比补碱基和之比m 四四（a+t）/（g+c）互补碱基和之比互补碱基和之比n 五五（a+g）或）或（t+c）在整个在整个dna分子中占碱基总数的分子中占碱基总数的全程设计全程设计p51统计、归纳双链统计、归纳双链dna分子中四种碱基数量的分子中四种碱基数量的比例关系。比例关系。文字解说项目项目整个整个dna分子分子1链链2链链一一a t c g的关系的关系a=？ g

14、=？ a1=？ c2=？ 二二（a+t）或）或（g+c）kkk三三(a+g)/(t+c)非互非互补碱基和之比补碱基和之比1 1m1/m 四四（a+t）/（g+c）互补碱基和之比互补碱基和之比nn n 五五（a+g）或）或（t+c）在整个在整个dna分子中占碱基总数的分子中占碱基总数的1/21已知已知1个个dna分子中有分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶个碱基对，其中胞嘧啶有有1000个，这个个，这个dna分子中应含有的脱氧核苷酸的数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目和腺嘌呤的数目分别是 （ ）a1800个和个和800个个 b1800个和个和l800个个c3600个和个和80

15、0个个 d3600个和个和3600个个c【课堂反馈】【课堂反馈】2.dna分子的一条单链中，分子的一条单链中，a=20%，t=22%，求整个求整个dna分子中分子中g= _ 29%4.dna的一条单链中的一条单链中a+g/t+c =0.4,在互补单在互补单链和整个链和整个dna分子中分别是多少？分子中分别是多少？ 2.5 1 5.在双链在双链dna分子中分子中,当当t+c/a+g 在一条多核在一条多核苷酸链上的比例是苷酸链上的比例是0.5时时,则在另一条互补链和则在另一条互补链和整个整个dna分子中分子中,这种比例应分别是多少？这种比例应分别是多少？2 1 3. 某某dna的碱基中的碱基中,鸟

16、嘌呤的分子数占鸟嘌呤的分子数占22,那么胸腺嘧啶的分子数占多少？那么胸腺嘧啶的分子数占多少？ t占占28 6.在一个双链在一个双链dna分子中分子中,g占碱基总量占碱基总量的的18,其中一条链中其中一条链中g占占20,那么此链那么此链中中c应为多少？应为多少？分析根据规律六分析根据规律六,g平均占平均占18,由于由于在一条链中多占在一条链中多占2,所以在互补链中应少所以在互补链中应少2,即即16,又根据规律一又根据规律一,g与与c配对配对,此此链中链中c也应为也应为16。7.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%8.在

17、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？9.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 0.410.某双链某双链dna分子的碱基中，鸟嘌呤占分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则，则 胸腺嘧啶为胸腺嘧啶为_11.一个一个dna分子的碱基中，腺嘌呤占分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含，那么在含有有 100个碱基对的个碱基对的dna分子中，胞嘧啶分子中，胞嘧啶 应是应是_12.dna分子的一条单链中，分子的一条单链中，a=20%，t=22%，求整，求整个个 dna分子中分子中

18、g= _ 20% 60个个29%13.由由120个碱基组成的个碱基组成的dna分子片段，因其碱基对组分子片段，因其碱基对组成和序列的不同而携成和序列的不同而携 带不同的遗传信息，其种类数最带不同的遗传信息，其种类数最多可达多可达 （ ） a、4120 b、1204 c、460 d、604c14.某双链某双链dna分子中，分子中，a与与t之和占整个之和占整个dna碱基总数的碱基总数的54%，其中一条链上其中一条链上g占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%。求另一条链上。求另一条链上g占其所占其所在链碱基总数的百分含量。在链碱基总数的百分含量。解析一：解析一：设设dna分子碱基总数为分子碱基总数为

19、100.已知：已知：a+t=54，则，则g+c=46所以，所以，g1+c 1 =g 2 +c 2 =23已知：已知：g 1 =10022%=1112所以所以, c 2=g 1=11则则: g 2=2311=12g 2a 2 +t 2 +g 2 +c 2=1212100= 24%解析二解析二:已知已知a+t总总= 54%,则则= 46%g+c总总所以所以g1+c 11/2总总= 46%.已知已知1/2总总g 1= 22%所以所以1/2总总c 1= 46%22%= 24%因为因为 g2=c1所以所以1/2总总g 2= 24%24%磷酸二酯键磷酸二酯键四种含n碱基请问标注的核苷酸请问标注的核苷酸怎么命名呢？怎么命名呢？胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤腺嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶鸟嘌呤鸟嘌呤20世纪初，摩尔根通过果蝇杂交实