1、第三章 基因的本质第2节 DNA的结构DNA双螺旋结构模型的构建 20世纪30年代，科学家认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。磷酸脱氧核糖含N碱基脱氧(核糖)核苷酸A腺嘌呤脱氧(核糖)核苷酸T胸腺嘧啶脱氧(核糖)核苷酸C胞嘧啶脱氧(核糖)核苷酸G鸟嘌呤脱氧(核糖)核苷酸 20世纪40年代，艾弗里提出DNA是S菌的遗传物质。DNA的结构到底是什么样子的？DNA双螺旋结构模型的构建威尔金斯威尔金斯富兰克林富兰克林用X射线探测DNA，分析衍射图谱来确定DNA的晶体结构沃森沃森克里克克里克23岁的沃森来剑桥完成烟草花叶病毒的博士后课题3
2、5岁的克里克刚从物理学转行道生物学的研究生，主攻蛋白质晶体结构鲍林鲍林顶尖化学家。将量子力学引入化学，并将此推广到分子生物学DNA双螺旋结构模型的构建照片51号 富兰克林发现，将DNA晶体翻转180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森推测出DNA呈螺旋结构DNA两条链是反向排列的。补充：查哥夫发现：在DNA中，腺嘌呤的量等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量等于胞嘧啶的量。沃森和克里克构建出DNA双螺旋结构模型：脱氧核糖-磷酸骨架排列在外侧，碱基在内侧，A和T配对，C和G配对。DNA双螺旋结构模型的构建 1953年，沃森和克里克撰写的论文在英国杂志自然上发表，引起极大的轰动。1962，沃森、克里克和威
3、尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。威尔金斯克里克沃森诺贝尔奖DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？DNA是由两条链构成的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。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？DNA的基本骨架包括脱氧核糖和磷酸，它们排列在DNA的外侧。DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？DNA中的碱基通过氢键连接成碱基对，它们位于DNA的内侧。碱基配对有一定的规律：A与T配对；G与C配对。DNA双螺旋结构模型的构建D N A 的 结 构PAPAPCP（1）DNA由两条单链组成，按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
4、（2）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对：A与T配对；G与C配对。（碱基互补配对原则）磷酸二酯键PPPPPPAG、C含量越高，DNA分子越稳定。D N A 的 结 构02PAPAPCPPPPPPPA53OCH2HHOHHH碱基碱基H1234磷酸基团磷酸基团5脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1-C；与磷酸基团相连的碳叫作5-C。DNA的一条单链具有两个末端：一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5-端；另一端有一个羟基，称作3-端。535端3端DNA的结构特点在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对
5、有：AT、TA、GC、CG。请同学们计算DNA分子有多少种？4 4400040002.特异性：碱基对的特定排列顺序。3.稳定性：1.多样性：外部稳定的基本骨架磷酸和脱氧核糖交替连接形成；内部碱基对稳定通过氢键连接，严格遵循碱基互补配对原则，加强稳定性；空间结构稳定规则的双螺旋结构；AAPPPPPPPPD N A 的 结 构下面是下面是DNADNA的结构模式图，请写出图中的结构模式图，请写出图中 的名称。的名称。1234PPPPGTAC56781091 23 45 67 89 10胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脱氧核糖磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对氢键一条脱氧核苷酸链的片段（1
6、 1）DNADNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A A、T T、G G、C C四种碱基（四种碱基（）（2 2）在）在DNADNA的双链结构中，碱基的比例总是（的双链结构中，碱基的比例总是（A+GA+G）/（T+CT+C）=1=1。（）DNA中的碱基计算规律1.DNA分子的总氢键数=2(A-T碱基对数)+3(G-C碱基对数)例题1、A与T之间有 个氢键，G与C之间有 个氢键。若碱基对数为n，则氢键数为2n3n，若已知A有m个，则氢键数为 ；若已知G有m个，则氢键数为 。233n-m2n+m2.嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C 即A+G/T+C=1A
7、 A 1 1T T 2 2T T 1 1A A 2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链 假设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例题2、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？A=50%23%=27%DNA中的碱基计算规律补充：一个双链DNA中，A+T与G+C不一定相等；若在一个生物体内嘌呤嘧啶是什么原因？含有单链，嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？存在单链结构时，可能是嘌呤=嘧啶也可能是嘌呤嘧啶，关系不确定；若嘌呤嘧啶，则必然有单链结构存在；例题
8、3、某生物鸟嘌呤：胞嘧啶=3:1，则该生物不可能是（）A.大肠杆菌 B.流感病毒 C.T2噬菌体 D.人体细胞C2.嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C 即A+G/T+C=1DNA中的碱基计算规律3.双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2=例题4、在双链DNA分子中，G和C之和占全部碱基的48%，其中一条链的A占该链碱基总数的24%，则另一条链中的A占该链碱基总数的百分比为（）A、24%B、26%C、28%D、76%CA A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1
9、 1G G 2 2DNADNA双链双链 4.双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。T T2 2+C+C2 2A A2 2+G+G2 2=1/a=1/a例题5、在DNA的一个单链，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？2.5 ,1 A A1 1+C+C1 1T T1 1+G+G1 1T T2 2+G+G2 2A A2 2+C+C2 2=a=aDNA中的碱基计算规律5.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。A+TA+TA+T+G+
10、CA+T+G+CA A1 1+T+T1 1+G+G1 1+C+C1 1A A1 1+T+T1 1=A A2 2+T+T2 2 +G+G2 2+C+C2 2A A2 2+T+T2 2=A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链例题6、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。24%DNA中的碱基计算规律6.某碱基在双链中所占的比例等于它在每条单链中所占比例的平均值。A%=1/2(AA%=1/2(A1 1%+A%
11、+A2 2%)%)例题7、在双链DNA的一条链中A占22%，另一条链中A占24%，在整个DNA分子中，A占_23%A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链若已知A在双链中所占的比例为c%，则A1在单链中所占的比例无法确定，但最大值为2c%，最小值为0；例题8、在一个双链DNA分子中A占22%，则A在其中一条单链中的数值能确定吗？能确定范围，能确定范围，0%0%A A1 144%44%；DNA指纹技术的应用下图中怀疑对象中，谁最可能是嫌疑犯？DNA指纹技术还有哪些用途？制作DNA双螺旋结构模型1.准备材料2.制作脱氧核苷酸模型3.制作脱氧核苷酸长链模型4.制作DNA平面结构模型5.制作DNA立体结构模型6种：磷酸、脱氧核糖、4种碱基注意键的连接两条链反向平行、碱基互补配对原则完美撒花感谢聆听
