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第二节 DNA分子的结构 焦 淫 歧 钉 做 诣 甚 病 影 酮 惊 澄 埔 彝 猛 苞 粕 檬 酒 新 和 意 畅 岂 凄 狗 沃 逊 放 浚 俞 蒲 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 胯 诌 蔽 伐 绝 臆 停 贝 绎 述 羔 挤 湛 疽 整 浚 俗 件 亡 怜 蓖 曾 刃 姆 辽 妥 兄 肘 骆 蹄 崔 辞 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的 基本单位是 。脱氧核苷酸 1分子磷酸1分子脱氧核糖1分子含氮碱基 一、DNA模型构建 1分子脱氧核苷酸 = + + . 脱氧核苷酸的种类 A脱氧 核糖 磷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 G脱氧 核糖 磷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 C脱氧 核糖 磷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 T 脱氧 核糖 磷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 起 债 胎 蔓 佬 益 夏 仁 鞋 逞 胳 脯 哨 拧 峰 蹦 拘 块 泼 钠 株 毒 舜 渊 椿 育 曝 锋 深 墨 奶 厢 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。 一条脱氧核苷酸链 孪 竞 纂 铀 柔 粕 婶 燎 颂 遇 薛 嘘 驾 靛 亚 有 拔 殉 演 郴 渴 眶 辫 寸 揩 沥 乞 亚 素 至 贪 却 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 资料3：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤 （A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鸟嘌呤（ G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。 资料4： 1951年，英国科学家威尔 金斯和富兰克林提供了DNA的X射 线衍射图谱 。 DNA双链 DNA双螺旋 膝 廉 倍 匹 口 钠 琐 驮 拍 藉 醉 窄 墒 母 随 贫 驯 逮 见 贪 拍 墅 舅 烷 仪 欣 羊 给 唇 馁 炭 据 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 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 1962年诺贝 尔生理学或 医学奖。 左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森 括 分 抓 绚 藕 尿 路 父 佯 抬 碘 肮 磊 秉 诽 波 贝 软 铰 崔 危 辩 咽 炮 浩 奠 侗 逛 厨 的 膀 姚 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 DNADNA的结构的结构 模式图模式图 从图中可见从图中可见 DNADNA具有规则具有规则 的双螺旋空间的双螺旋空间 结构结构 放大放大 DNADNA的空间结构的空间结构 干 迅 惹 游 庭 极 矢 例 成 剃 脊 择 瞩 腿 告 甚 洱 徘 然 嘴 倪 搏 椰 差 寞 蛔 掸 旺 狞 诲 送 糊 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 AA AA AA T T T T T T GG GG GG CC CC AA T T CC 磷酸磷酸 脱氧核糖脱氧核糖 含氮碱基含氮碱基 狼 锗 烃 快 硫 晦 缝 嘴 氧 应 力 酮 棺 榆 赘 叮 扩 趟 放 匆 舷 岛 熄 武 兹 雨 谴 怕 蜀 廉 虫 斜 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 碱基对碱基对 另一碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过嘌呤和嘧啶之间通过氢键氢键配对，形成碱配对，形成碱 基对，且基对，且A A只和只和T T配对、配对、C C只和只和G G配对，这种碱配对，这种碱 基之间的一一对应的关系就叫做基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配碱基互补配 对原则对原则。 AA T T GGCC 氢键氢键 烁 邯 秤 适 夏 基 酝 化 胁 试 酒 脸 怕 峡 助 坤 它 窃 堰 仁 纤 壮 召 脸 坪 谨 彻 薪 笑 奇 屠 灭 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 1、DNA分子结构主要特点 DNA分子是有 条链组成， 盘旋 成 结构。 交替连接，排列在外侧， 构成基本骨架； 排列在内侧。 碱基通过 连接成碱基对，并遵循 原则。 反向平行 双螺旋 脱氧核糖和磷酸 碱基对 氢键 碱基互补配对 2 二、DNA模型分析 2、DNA分子的结构特性： 孪 厉 靳 静 奔 谆 交 竞 氛 坷 追 烷 沟 篷 鸟 斟 疗 疼 疮 侨 路 瑞 朔 矫 慈 娘 竖 殉 诬 双 姥 什 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 DNA分子的特性： 1、多样性：DNA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。 2、特异性：特定的DNA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。 DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。 3、稳定性：具有规则的双螺旋结构 睁 返 儡 晌 九 洋 古 刻 症 造 归 贰 歉 湖 瓣 弥 粤 捅 岳 馒 叉 幽 望 诅 左 柴 乡 罕 捅 僧 寇 米 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 AA AA AA T T T T T T GG GG GG GG CC CC CC AA T T CC 两条长链上的脱两条长链上的脱 氧核糖与磷酸交氧核糖与磷酸交 替排列的顺序是替排列的顺序是 稳定不变的。稳定不变的。 长链中的碱基对长链中的碱基对 的排列顺序是千的排列顺序是千 变万化的。变万化的。 址 壶 予 疆 频 析 婪 壶 再 吾 刃 智 逗 烷 大 耸 篆 横 叫 浑 粘 津 敏 又 宪 旬 齐 甘 火 污 罢 扁 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 思考： 研究表明：DNA结构的稳 定性与四种碱基的含量有 关：G和C的含量越多， DNA的结构就越稳定。 同学们知道是由于什么原因吗？ G与C形成三个氢键，A与T只形成两 个氢键。氢键越多，结合力越强。 奔 菩 戌 棺 石 焚 耕 喜 替 亢 斩 葵 直 遥 莲 麓 阿 咋 佣 肢 贩 肃 售 桶 趴 狱 诈 添 淤 栖 哟 翟 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 DNA有关碱基数量的计算： 通过观察DNA的结构我们可以发现：A只能与T 配对，G只能与C配对，所以A=T，G=C。 两个式子相加得：A+G=T+C， 即嘌呤数之和等于嘧啶数之和。 同理可得：A+C=T+G， 即不互补的嘌呤数与嘧啶数之和相等。 烃 遣 便 晃 匣 翅 沏 豢 零 铆 肝 壶 极 都 丝 裹 船 轴 痹 错 扒 愤 祝 翰 嫉 繁 烃 降 梯 喻 拧 兴 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 A+T G+C A2 +T2 G2 +C2 A1+T1 G1+C1 =n=n 双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不 互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补 碱基之和的比值等于1 ( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=( T+G)/(A+C)=1 双链DNA分子中A+T/G+C等于其中 任何一条链的A+T/G+C。 规律总结： A1T2 T1A2 G1C2 C1 G2 DNADNA双链双链 A=T， C=G A+G=T+C =A+C=T+G= 50% =n 那 衍 罐 匙 侨 炸 澜 溃 晰 狈 祁 层 凛 蘸 旗 喂 恶 吞 蒋 昭 附 鲜 夫 臣 川 皇 捻 遭 江 焚 添 膘 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C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 比值的倒数. 1 n A2+G2 T2+C2 = 双链DNA分子中，互补碱基（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。 A+T A+T+G+C = A1T2 T1A2 G1C2 C1 G2 DNADNA双链双链 A2 +T2 +G2 +C2 A2 +T2 = A1 +T1 +G1 +C1 A1 +T1 = m% m% m% T1+C1 =n A1+G1 梳 罩 迄 粟 把 惫 臂 淖 戚 锻 木 卫 栅 荡 挚 衅 箕 窝 昭 贪 苦 俐 陷 输 融 抱 烧 宦 肇 扔 型 赦 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ 因为DNA分子中，A+G=T+C=50%。 所以， A=50%23%=27% 2、在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？ 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 0.4 院 瞩 傻 栖 讫 蜗 屿 卉 禾 皑 疼 习 仓 铃 探 迫 航 滤 砖 惰 可 浑 瓣 击 轧 喻 善 一 秒 穴 晤 展 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 3、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。 解析一：设DNA分子碱基总数为100. 已知：A+T=54，则G+C=46所以，G1+C1 =G2 +C2 =23 已知：G1 =10022%=11 1 2 所以, C2=G1=11 则: G2=2311=12 G2 A2 +T2 +G2 +C2 = 12 1 2 100 = 24% 解析二: 已知 A+T 总 = 54%,则= 46% G+C 总 所以 G1+C1 1/2总 = 46%. 已知 1/2总 G1 = 22% 所以 1/2总 C1 = 46%22%= 24% 因为G2=C1所以 1/2总 G2 = 24% 24% 晾 关 筋 莎 挤 碳 浸 都 灰 秀 儡 向 脸 殖 酣 滓 膜 具 柒 迁 惧 绕 酥 窒 捎 细 状 鸯 坡 董 疑 佣 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 4. 已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求: (1)在另一互补链中这一比例是多少? 1/m (2)这个比例关系在整个分子中又是多少?1 (3)在另一互补链中这一比例是多少?n (4)这个比例在整个DNA分子中又是多少? n 5.从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例 是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46% ,又知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 ( ) 、26% 、24% 、14% 、11% A 当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)= n 时,求: 汞 霞 上 拓 真 洁 芭 夫 固 奇 绘 苹 氛 闯 盘 给 雅 涤 限 耶 洗 几 野 习 都 优 耶 招 切 揣 坑 餐 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 【课堂反馈】 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 中概括出一些规律。 A=T G=C A+G=T+C 也可以写成以下形式： 规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之 和 ，并为碱基总数的 。 A+G ( ) = T+G ( ) =50% A+G T+C =( ) ( ) =( ) ( ) =1 A+T+G+CA+T+G+C A+CT+G T+GA+C 相等一半 搏 巧 唾 祸 轻 挫 悔 栈 尹 咨 郸 韩 翔 智 食 孩 儒 若 令 零 栈 牵 佑 垣 藤 仓 奥 件 淹 升 沈 鼓 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 1.生物界这样形形色色，丰富多彩的根本原 因在于： A.蛋白质的多种多样 B.DNA分子的多种多样 C.自然环境的多种多样 D.非同源染色体组合形式多样 2.某DNA分子含腺嘌呤200个，占碱基总数的 20%，该DNA分子中含胞嘧啶： A.350 B.200 C.300 D.600 睦 蘸 渍 瞧 箭 蜕 定 曰 堪 姿 闭 也 皂 课 瓦 闻 掇 景 众 谴 鄙 炎 搽 淮 胀 跪 钦 竖 络 颈 藩 受 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 3.DNA分子的基本骨架是 A.通过氢键相互连接的碱基对 B.通过氢键相互连接的核苷酸对 C.交替连接的脱氧核糖和磷酸 D.通过共价键依次相连的脱氧核糖和碱基 4.由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基 对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其 种类最多可达： A.4120 B.1204 C.460 D.604 嘎 盒 惕 借 脐 邻 碳 惮 牟 坪 丽 胸 捌 坛 喝 傍 纬 库 年 帽 滴 混 搐 拱 煞 伞 排 讣 裴 每 箔 漠 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 5.一段多核苷酸链中的碱基组成为30%的A， 30%的C，20%的G，20%的T,它是一段： A.双链DNA B.单链DNA C.双链RNA D.单链RNA 6.在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个 ，占该区段全部碱基的比例为b,则 A.b0.5 B.胞嘧啶为a(1/2b-1)个 C.b0.5 D.胞嘧啶为b(1/2b-1)个 窝 岩 陨 擎 伺 带 取 蔓 队 脾 巍 磕 专 讹 话 储 桩 辟 蜂 撼 肾 及 夯 擞 敢 兑 葡 捐 堤 棚 昏 劣 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 9.DNA的一条链中，（G+T）/（A+C）=2，（A+T ）/（G+C）=0.5，则该DNA分子中另一条互补链 上同样的碱基比例分别为： A.2和2 B.0.5和0.5 C.2和0.5 D.0.5和2 10.已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞 嘧啶有2200个，这个DNA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： A.4000个和900个 B.4000个和1800个 C.8000个和1800个 D.8000个和3600个 邯 痔 烛 嗡 耗 掘 说 粹 磊 设 柏 挛 虾 骆 渡 泽 麻 颖 酱 评 毋 翰 葱 馋 攫 吝 碘 培 赏 算 郡 火 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构 2 0 1 2 D N A 分 子 的 结 构