DNA分子的结构讲课课件

1、 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子的双螺旋结构模型。 沃森和克里克沃森和克

2、里克沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺沃森、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旋而荣获19621962年诺贝尔医学生理学奖。年诺贝尔医学生理学奖。左一：左一： 威尔金斯威尔金斯左三：左三： 克里克克里克左五：左五： 沃森沃森DNA分子双螺旋结构模型的发现，是分子双螺旋结构模型的发现，是生物学史上的一座里程碑，它为生物学史上的一座里程碑，它为DNA复制复制提供了构型上的解释，使人们对提供了构型上的解释，使人们对DNA作为作为基因的物质基础不再怀疑，并且奠定了分基因的物质基础不再怀疑，并且奠定了分子遗传学的基础。子遗传学的基础。DNA双螺旋模型在科学双螺旋模型在科

3、学上的影响是深远的。上的影响是深远的。2003年是年是DNA双螺旋模型发现双螺旋模型发现50周年，周年，科学界举行了隆重的纪念活动。科学界举行了隆重的纪念活动。早凋的早凋的“科学玫瑰科学玫瑰” 富兰克林富兰克林（ R.E.Franklin） 她在1953年率先采用X射线衍射技术拍摄到 晶体照片，推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。 但但“科学玫瑰科学玫瑰”没等到没等到分享荣耀，在研究成果被分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢承认之前就已凋谢。(英，英，R.E.Franklin, 19201958）X衍射技术是用衍射技术是用X光透过光透过物质的结晶体，使其在物质的结晶体，

4、使其在照片底片上衍射出晶体照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分可以用来推测晶体的分子排列。子排列。DNA的的X射线衍射图射线衍射图富兰克林拍摄的富兰克林拍摄的DNA的的X射线衍射图射线衍射图脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸1 1、构成的化学元素有几种？、构成的化学元素有几种？ _。 组成组成DNADNA的基本单位是：的基本单位是：_。脱氧核苷酸脱氧核苷酸C C、HH、OO、NN、P P脱氧核苷酸脱氧核苷酸二、二、DNADNA的分子结构的分子结构AGCT脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸2.2.脱氧

5、核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类3.脱氧核苷酸连接形成脱氧核苷酸链方式脱氧核苷酸连接形成脱氧核苷酸链方式脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链 连连 接接 ATGCATGC脱氧核苷酸长链连接方式正确的是：脱氧核苷酸长链连接方式正确的是： 习习练练堂堂课课ATGCATGCA AG GC CT T氢氢键键A AT TG GC C4.DNA4.DNA平面平面结构结构碱基互补配对原则碱基互补配对原则互补链互补链注意：一个注意：一个DNADNA分子的双链中，分子的双链中，A A总是与总是与T T数目数目相等；相等；C C总是与总是与G G数目相等数目相等你注意到了吗？你注意到了吗？稳定稳定不变的不变的千变万化千变万化

6、的的三、三、DNADNA的空间结构的空间结构从中可从中可见见DNA具有规具有规则的双则的双螺旋空螺旋空间结构间结构四、四、DNA分子的结构特性分子的结构特性1）多样性）多样性在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNADNA分子也大约有分子也大约有40004000个碱基对，请同学们计算个碱基对，请同学们计算DNADNA分子有多少种？分子有多少种？4 种种40002）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一 个个DNA分子的特异性分子的特异性.碱基对的排列顺序就代表了碱基对的排列顺序就代表了遗传信息遗传信息3） 稳定性稳定性五、五、DNADNA和和

7、RNARNA的化学成分比较的化学成分比较磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸A AGGC CT TUUA AGGC C核糖核苷酸核糖核苷酸一、一、DNADNA分子具有特殊的空间结构，也就是具有规分子具有特殊的空间结构，也就是具有规则的则的_结构。这一结构的特点是：结构。这一结构的特点是：1.DNA1.DNA分子是由分子是由_条反向平行的条反向平行的_长长链盘旋而成；链盘旋而成； 2.DNA2.DNA分子中的分子中的_和和_交替连结，交替连结，排列在外侧，其顺序是排列在外侧，其顺序是_的，而排列在内侧的的，而排列在内侧的_的排列顺序是的排列顺序是_；3.3.两条链

8、上的碱基通过两条链上的碱基通过_连结起来，配对规律连结起来，配对规律是：是：A A与与_，G G与与_双螺旋双螺旋 两两 脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸氢键氢键千变万化千变万化碱基对碱基对不变不变 T T C C总结：总结：一、一、DNADNA分子具有特殊的空间结构，也就是具有规则的分子具有特殊的空间结构，也就是具有规则的_结构。结构。双螺旋双螺旋总结：总结：二、二、DNADNA分子（双链）中分子（双链）中A A与与T T连接，连接，C C与与G G连接方式固定，连接方式固定，叫做碱基互补配对原则，因此叫做碱基互补配对原则，因此DNADNA中中A=TA=T的数目，的数目，C=GC

9、=G的数的数目；且目；且A A与与T T间有间有2 2个氢键，个氢键，C C与与G G间有间有3 3个氢键，所以个氢键，所以DNADNA中中C C与与G G占比例越大则占比例越大则DNADNA结构越稳定；结构越稳定；五、五、DNADNA与与RNARNA的区别的区别1.1.五碳糖不同；五碳糖不同；三、三、DNADNA的特性：的特性：多样性多样性 特异性特异性 稳定性稳定性2.2.碱基种类有不同；碱基种类有不同；3.DNA3.DNA一般为双链，一般为双链，RNARNA一般为单链。一般为单链。 四、计算四、计算DNADNA种类：种类：4 种种n(n为碱基对对数为碱基对对数)双链双链DNA分子中：分子

10、中：( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1规律总结：规律总结：A=T， G=C A+G=T+C =A+C=T+G= 50%任意两个不互补碱基之和任意两个不互补碱基之和且各占且各占DNA总碱基数的总碱基数的 A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2双链双链DNA分子中分子中A+T/G+C等于其等于其中任何一条链的中任何一条链的A+T/G+C。A+TG+CA 2 +T 2G 2 +C 2A 1 1+T1G 1 1+C1 1=n= n= nA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2在在DNA分子中一条链中分子中一条链中A+T的和

11、占该的和占该链碱基比率等于另一条链中链碱基比率等于另一条链中A+T的和占的和占该链碱基比率，还等于双链该链碱基比率，还等于双链DNA分子中分子中A+T的和占整个的和占整个DNA分子的碱基比率。分子的碱基比率。A+TA+T+G+CA 2 +T 2 +G 2 +C 2A 2 +T 2=A 1 +T 1 +G 1 +C 1A 1 +T 1=两条链中两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数比值的倒数.1nA 2+G 2T 2 +C2=T 1 +C 1=nA1+G 1不同生物的不同生物的DNADNA分子

12、中，其互补配对的碱基之和分子中，其互补配对的碱基之和的比值不同，代表了每种生物的比值不同，代表了每种生物DNADNA分子的分子的特异性特异性。 u（A+C）：（：（T+G）=1不能反映种间差异。不能反映种间差异。u（A+T）：（）：（C+G）不同生物一般不同，）不同生物一般不同， 反映种间差异。反映种间差异。3 3、某双链、某双链DNADNA片段中，片段中，A A占占23%23%，其中一条，其中一条链中的链中的C C占该单链的占该单链的24%24%，问另一条链中的，问另一条链中的C C占多少？占多少？30%5、从某生物中提取出DNA进行化学分析，发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46，又知该

13、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（）A26%B24%C14D11A5、双链、双链DNA分子中，分子中，G占占碱基总数的碱基总数的38，其中一条，其中一条链中的链中的T占碱基总数的占碱基总数的5，那么另一条链中的那么另一条链中的T占碱基占碱基总数的总数的 。 7% 2 2已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有18001800个碱基对，其中胞嘧啶个碱基对，其中胞嘧啶有有10001000个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧核苷酸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数目和腺嘌呤的数目分别是 （ ）A A

14、18001800个和个和800800个个 B B18001800个和个和l800l800个个C C36003600个和个和800800个个 D D36003600个和个和36003600个个C【课堂反馈】【课堂反馈】3 3、 DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个，求整个DNADNA分子中分子中G= _G= _ 29%1 1、在一条双链、在一条双链DNADNA分子中，腺嘌呤占分子中，腺嘌呤占35%35%，它，它所含的胞嘧啶应占（所含的胞嘧啶应占（ ）A A、 15% B15% B、 30% 30% C C 、35% D 35% D 、

15、70%70%2 2、在双链、在双链DNADNA中有鸟嘌呤中有鸟嘌呤P P个，占全部碱基的个，占全部碱基的比例为比例为N / M N / M （MM2N2N），则该），则该DNADNA分子中腺分子中腺嘌呤的数目是（嘌呤的数目是（ ）A A 、 P BP B、（、（PM / NPM / N） + P + P C C、（、（PM / 2NPM / 2N）P D P D 、 PM / 2NPM / 2N4 4、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上，上述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多少？少？5

16、5若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上，上述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多少？少？2.5 12.5 10.4 0.40.4 0.41 1、已知、已知DNADNA双链分子中部分碱基，补充缺少的碱基双链分子中部分碱基，补充缺少的碱基2 2、已知、已知DNADNA双链分子碱基总数为双链分子碱基总数为n n，A A和总数目为和总数目为m m，则，则T T、G G、C C各为多少？各为多少？T = A = m G = C = = 总数总数-A-T2N-2m23 3、现有四种、现有四种DNADNA样

17、品，根据样品中碱基的百分含量判断样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是：最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是： A、含胸腺嘧啶、含胸腺嘧啶32%的样品的样品 B、含腺嘌呤、含腺嘌呤17%的样品的样品 C、含腺嘌呤、含腺嘌呤30%的样品的样品 D含胞嘧啶含胞嘧啶15%的样品的样品BA G C T G T C A C T A G T C G A C A G T G A T C 4、(1)已知已知DNA分子分子H链中链中(A+T)/(G+C)=a，则互补的，则互补的I链中链中(A+T)/(G+C)的值是的值是_。a (2)已知已知DNA分子分子H链中链中(

18、A+G)/(T+C)=a，则互补的，则互补的I链中链中(A+G)/(T+C)的值是的值是_。1/a5、从某生物中提取出、从某生物中提取出DNA进行化学分析，发现鸟嘌呤与胞嘧啶进行化学分析，发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的46，又知该，又知该DNA的一条链（的一条链（H链）所含的链）所含的碱基中碱基中28是腺嘌呤，问与是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的：链全部碱基数的： A26% B24% C14 D11A6、某、某DNA分子中，所有的分子中，所有的G占全部碱基的占全部碱基的24%，一条链中的，一条链中的A占该链的占该链的28%，则互补的链中，则互补的链中A占该链碱基的：占该链碱基的： A、24% B、28% C、12% D、52%A8、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碱基总碱基总数的数的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。求另一条链上另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。占其所在链碱基总数的百分含量。24%9