ＤＮＡ分子结构

1、 含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖问题：问题：DNA中含氮的碱基中含氮的碱基有几种？有几种？答：四种答：四种（1 1）腺嘌呤（腺嘌呤（A A）（2 2）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）（3 3）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）（4 4）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T） DNADNA的组成元素的组成元素： C、H、O、N、P DNADNA的的基本单位基本单位： 脱氧（核糖）核苷酸脱氧（核糖）核苷酸、DNADNA的化学组的化学组成成AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类问题：问题：DNA分子

2、的空间结分子的空间结构有哪些特点呢？构有哪些特点呢？沃森和克里克认为：沃森和克里克认为：DNA分分子的空间结构是规则的双螺子的空间结构是规则的双螺旋结构。旋结构。2、DNA分子的结构：分子的结构：图图 3-11 DNA分子的结构模式图分子的结构模式图连连 接接 ATGCATGC.DNA分子是由两条链组成分子是由两条链组成的，这的，这两条链按反向两条链按反向平行方式平行方式盘旋成盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。.DNA分子中的脱氧核糖和分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；构成基本骨架；碱基碱基排列在内排列在内侧。侧。DNA分子分子双螺旋结构的双螺旋结构

3、的主要特点主要特点： .两条链上的碱基通过氢键连两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：一定的规律：A一定与一定与T配对，配对，G一定与一定与C配对。配对。 碱基之间的这种一一对应的关碱基之间的这种一一对应的关系，叫做系，叫做碱基互补配对原则碱基互补配对原则。DNA分子结构的主要特点分子结构的主要特点DNA分子是有分子是有 条链组成，条链组成， 盘旋盘旋成成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；构成基本骨架； 排列在内侧。排列在内侧。碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则。原则。反向平

4、行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对2【课堂反馈课堂反馈】1 1下面是下面是DNADNA的分子的结构模式图，说出图中的分子的结构模式图，说出图中1 11010的名称。的名称。 12345678109GTCA1. 胞嘧啶胞嘧啶2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 鸟嘌呤鸟嘌呤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2 2已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有40004000个碱基对，其中个碱基对，其中胞

5、嘧啶有胞嘧啶有22002200个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的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脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是 （ ）A A40004000个和个和900900个个 B B40004000个和个和l800l800个个C C80008000个和个和18001800个个D D80008000个和个和36003600个个C3. 3. 拓展题拓展题你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公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。括出一些规律。A=T

6、 G=CA=T G=C A+G=T+C A+G=T+C 也可以写成以下形式：也可以写成以下形式： 规律概括：在规律概括：在DNADNA双链中，任意两个不互补碱基之双链中，任意两个不互补碱基之和和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+GA+G( )=T+CT+C( )=50%A+GA+G T+C T+C =( )( )( )=( ( ） ( )=1A+G+T+CA+G+T+CA+CT+CT+GA+G恒等恒等一半一半碱基计算的一般规律碱基计算的一般规律:1. DNA双双链中，链中，互补互补碱基的数量碱基的数量相等相等(A=T 、C=G) ； DNA单单链中，链中，互补互补碱基的数量碱基的数量不

7、一定相等不一定相等 （A T、C G） 2. . 双双链链DNADNA分子分子不互补不互补碱基对的碱基之碱基对的碱基之和和的的比值比值为为1 1，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 （A+CA+C）/ /（T+GT+G）=1 =1 即即 A+C = T+GA+C = T+G （A+GA+G）/ /（T+CT+C）=1 =1 即即 A+G = T+CA+G = T+C3. DNA3. DNA分子其中分子其中一条一条链中的链中的互补互补碱基碱基对的碱基之对的碱基之和和的的比值比值与与另一条另一条互补链互补链中以及中以及双链双链DNADNA中该比值中该比值相等相等。 若

8、（若（A A1 1+ T+ T1 1）/ /（G G1 1+ C+ C1 1）= a= a 则（则（A A2 2+ T+ T2 2）/ /（G G2 2 + C + C2 2）= a= a （A+ TA+ T）/ /（G + CG + C）= a= a 4. DNA分子一条链中的不互补碱基对的碱分子一条链中的不互补碱基对的碱基之和的比值是另一条互补链中该比值的基之和的比值是另一条互补链中该比值的倒数。倒数。 若（若（A1+ C1）/（G1+ T1） =a 则（则（A2+ C2）/（G2+ T2） = 1/a 或（或（A1+ G1）/（C1 + T1） =a 则（则（A2+ C2）/（G2+ T

9、2） = 1/a讨论：讨论：作为遗传物质，应该储存大量的遗传信息。作为遗传物质，应该储存大量的遗传信息。DNA只有只有4种脱氧核苷酸，它如何能够储存种脱氧核苷酸，它如何能够储存足够量的遗传信息？足够量的遗传信息？碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序千变万化千变万化碱基对排列方式和碱基对数量（碱基对排列方式和碱基对数量（n）的关系：）的关系：碱基对排列方式碱基对排列方式 = 4n (n代表碱基对数代表碱基对数) 3、DNA分子的结构特点：分子的结构特点：主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。多样

10、性：多样性：不同种类的不同种类的DNA分子，其内碱分子，其内碱基对的排列顺序都不同。基对的排列顺序都不同。特异性：特异性： 对于一个确定的对于一个确定的DNA分子来说它的分子来说它的 碱基排列顺序都是确定的。碱基排列顺序都是确定的。 稳定性稳定性1.若若DNA分子的分子的一条一条链中链中(AT)/(CG)=a，则和该则和该DNA单链互补的单链片段中单链互补的单链片段中 (AT)/(CG)的比值为的比值为 Aa B1/a C1 D1-1/a2.一段多核苷酸链中的碱基组成为：一段多核苷酸链中的碱基组成为：35的的A、20的的C、35的的G、10的的T。它是。它是一段一段 A双链双链DNA B单链单

11、链DNA C双链双链RNA D单链单链RNA AB3. 在双链在双链DNA分子中，当分子中，当(A+G)/(T +C)在在一条多脱氧核苷酸链上的比例为一条多脱氧核苷酸链上的比例为0.4时，时，则在另一互补链则在另一互补链和整个和整个DNA中，这种中，这种比例分别是比例分别是 A. 0.4，1 B. 1 ，1 C. 0.6，1 D. 2.5，14.由由120个碱基对组成的个碱基对组成的DNA分子片段，分子片段，可因其可因其碱碱基对组成和序列不同携带不同基对组成和序列不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达的遗传信息，其种类最多可达 A. 120 B. 1204 C. 460 D. 4120DD模型

12、建构模型建构制作制作DNA双螺旋双螺旋结构模型结构模型DNA双螺旋结构的发现是双螺旋结构的发现是20世纪世纪生物学的最伟大发现。生物学的最伟大发现。遗传学的发展史遗传学的发展史 DNA双螺旋结构的发现双螺旋结构的发现资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的基本单位是基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸1分子磷酸分子磷酸1分子脱氧核糖分子脱氧核糖1分子含氮碱基分子含氮碱基DNADNA模型的构建模型的构建1分子脱氧核苷酸分子脱氧核苷酸 = + + .代表磷酸代表磷酸 S代表脱氧核糖代表脱氧核糖 代表代表4种碱基种碱基 代表连接各组分的化学键代表连

13、接各组分的化学键 【模型建构模型建构1】: 脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱碱 基基A G C T磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖ACT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸G脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分分子的基本单位是子的基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2：DNA是由是由4种脱氧核苷酸连接而成的长链。种脱氧核苷酸连接而成的长链。【模型建构【模型建构2】 一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链资料资料1： 20世纪世纪30年代

14、，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子分子的基本单位是的基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2： DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。资料资料3：1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了供了DNA的的X射线衍射图谱射线衍射图谱 。【模型建构【模型建构3】【模型建构【模型建构4】DNA呈螺旋结构呈螺旋结构资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是分子的基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。而成的长链。资料资料3：