第二节DNA分子的结构

1、第二节第二节 dna分子的结构分子的结构 这是这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入分子的层次。因为这项分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革生物科学中最具有革命性的发现命性的发现”，两位科学家获得了，两位科学家获得了1962年度诺年度诺贝尔生理学或医学奖。贝尔生理学或医学奖。 1953年，年，美国科学家沃森美国科学家沃森（jd.watson，1928）和英国科学）和英国科学家克里克（家克里克（f.crick，19162004），共），共同提出了同提出了dna分子的双螺旋结构模型。分

2、子的双螺旋结构模型。v20世纪初，摩尔根通过果蝇杂交实验证明世纪初，摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因基因位于染色体上位于染色体上。v1943年，艾弗里证明了年，艾弗里证明了dna携带有遗传信息，携带有遗传信息，并认为并认为dna可能就是基因可能就是基因。v1951年，生物物理学家威尔金斯用年，生物物理学家威尔金斯用x射线衍射射线衍射技术技术对对dna结构进行研究，发现结构进行研究，发现dna是一种是一种螺旋结构螺旋结构。v女物理学家富兰克林在女物理学家富兰克林在1951年底拍到了一张十年底拍到了一张十分清晰的分清晰的dna的的x射线衍射照片射线衍射照片。dnadna双螺旋结构模型的构建双螺旋结构

3、模型的构建dna的空间结构以超高分辨率扫描式电子以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的显微镜拍到的dnadna照片。照片。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dnadna的空间结构的空间结构讨论：讨论：dna是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？dna的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于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？的什么部位呢？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的什么的什么部位？部位？dna平面结构dna立体结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸1、dna的化学组成的

4、化学组成基本单位：基本单位：p脱氧核糖含氮碱基磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基脱氧核苷酸脱氧核苷酸元素组成：元素组成：c h o n p组成脱氧核苷酸的碱基：组成脱氧核苷酸的碱基：胞嘧啶（胞嘧啶（c）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（t）腺嘌呤（腺嘌呤（a）鸟嘌呤（）鸟嘌呤（g）因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4种种腺膘呤脱氧核苷酸腺膘呤脱氧核苷酸a胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸c鸟瞟呤脱氧核苷酸鸟瞟呤脱氧核苷酸gt胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸很多个脱氧核苷酸聚合成为很多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（dna)链链脱氧核苷酸脱氧核苷酸2、dna的立体结构特点的立体结构

5、特点 磷酸、脱氧核糖磷酸、脱氧核糖 交替连接交替连接 构成构成 基基 本骨架本骨架； 碱基碱基； 2条链上的碱基通过条链上的碱基通过 氢键氢键形成形成碱基对碱基对3.内侧内侧: 2.外侧：外侧：1.由由2条链按条链按反向平行反向平行方式方式盘绕成双螺旋结构；盘绕成双螺旋结构；碱基互补配对原则碱基互补配对原则a与与t配对；配对； g与与c配对配对aaccggatttgccctadna碱碱基基互互补补配配对对情情况况图图解解at之间形成之间形成2个氢键个氢键cg之间形成之间形成3个氢键个氢键在双链在双链dna分子中，分子中，注意注意:两条链之间的脱氧核苷酸数目相等两条链之间的脱氧核苷酸数目相等,即

6、两条即两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等注意：在单链注意：在单链dna中，中，a不一定等于不一定等于t；g也不一定等于也不一定等于c同理同理,一条链中碱基一条链中碱基g的数量等于另一条链的数量等于另一条链中碱基中碱基_的数量的数量一条链中碱基一条链中碱基a的数量等于另一条链的数量等于另一条链中碱基中碱基_的数量的数量t（a=t）c（g=c）dna分子中各种碱基的数量关系分子中各种碱基的数量关系双链双链dna分子中：分子中：也即是：（也即是：（a+g）/（t+c） =a=t，g=c；即即a+g=a+c=t+g，1一条链中的一条链中的a+t=t+a

7、（另一条链）；（另一条链）；双链双链dna分子中：分子中：t+c所以：所以：（a+g）占整条）占整条dna链碱基总数的链碱基总数的同理同理:（t+c）% 也等于也等于50%同理：一条链中的同理：一条链中的g+c=c+g（另一条链）（另一条链）50%或或答：答：dna通过通过碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序（即为脱氧核苷酸的排列顺序）（即为脱氧核苷酸的排列顺序）储存大量的遗传信息储存大量的遗传信息思考题：思考题：dna是遗传物质，储存着大是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么量的遗传信息，那么dna是通过什么储是通过什么储存大量的遗传信息？存大量的遗传信息？aaatttggggcccatc你注意

8、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。dna分子的特性：分子的特性：多样性：多样性：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。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：特定的特异性：特定的dna分子具有特定的碱基排列顺序。分子具有特定的碱基排列顺序。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。遗传信息：遗传信息：dna分子中的碱基对排列顺序就代表了分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。遗传信息。dnadna分子的结构分子的结构小结小结化学组成：化学组成

9、：基本组成单位：四种脱氧核苷酸基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子脱氧核糖一分子磷酸一分子磷酸空间结构空间结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则分子结构的多样性和特异性分子结构的多样性和特异性练习练习1 某生物细胞某生物细胞dna分子的碱基中，腺分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占嘌呤的分子数占22，那么，胞嘧，那么，胞嘧啶的分子数占（啶的分子数占（）a.11%b.22%c.28%d.44%若若dna分子的一条链中（分子的一条链中（a+t）/（c+g）=a，则其互补链中该比值，则其互补链中该比值应为应为（）a.ab.1/ac.1d.1-1/aca已知双链已知双链dna分子中的一条链中分子中的一条链中（a+g）/（t+c）=m，求：，求：（1）在其互补链中的