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1、第二节 DNA的结构,含氮碱基,脱氧核糖,磷酸,一、DNA的基本单位脱氧核苷酸,鸟嘌呤,腺嘌呤,胸腺嘧啶,胞嘧啶,尿嘧啶,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,腺嘌呤脱氧核苷酸,1、种类,腺嘌呤脱氧核苷酸,磷酸,糖,碱基,鲍林（美国） Linus Pauline 19011994,争论的焦点,DNA分子的骨架: 直的还是螺旋的？ 一条螺旋: 碱基联在骨架的外边？ 多条螺旋: 碱基在骨架的里边？ 它们彼此间如何相联？,二.研究过程,1.美国加州理工学院 鲍林实验室,鲍林（美国） Linus Pauline, 19011994,弗兰克林（英国） Rosalind Franklin
2、 19201958,威尔金斯（英国） Maurice Wilkins,1916,2.伦敦皇家学院的威尔金斯小组,威尔金斯小组的专长是X射线结晶学,3.剑桥大学 沃森-克里克小组,沃森,克里克,克里克(英国) Francis Crick 1916,生命是什么？的印象: 可以用精确的概念，即物理学和化学的概念，来考虑生物学的本质问题。,克里克: 伟大的事情就在角落里,1949年: 加入佩卢兹小组,1952年7月, 查伽夫访问剑桥,1952年6月, 格里菲斯(John Griffith): 计算同类碱基之间的吸引力 理论上: 不同碱基之间的相互吸引,克里克: 不同类型的碱基配对可能是DNA分子结构的
3、基础,4.查伽夫(奥地利生物化学) Erwin Chargaff 1905,19461950年:精确的纸层析法分离4种碱基，用紫外线吸收光谱做定量分析碱基含量：,查伽夫定则：,四种碱基数量不是等量的； 同一物种DNA碱基组成不变，而物种间则有很大不同； 嘌呤碱基总量与嘧啶碱基的总量(克分子总量)相等(A+G=T+C)，且A=T、G=C。,弗兰克林1952年得到的最好的DNA的X射线照片(51号),X射线的数据与密度的测量结果符合DNA是双链的可能性; 糖-磷酸骨架一定位于DNA链的外侧。,沃森: 我简直目瞪口呆。照片中反射出的黑十字只能是螺旋结构的结果。,沃森与克里克,Nature 1953年
4、4月25日 A structure for Deoxyribose Nucleic Acid,双螺旋：寂静的登场,1.DNA分子结构的发现，在当年并未引起很大的轰动，科学史家奥尔贝的话来说是“双螺旋悄然登场亮相”。 2.“这个构造拥有一些全新的特征，对生物学来说具有相当的意义。”这句话，可是科学史上最出名的低调表述之一。这是1953年4月25日出版的那期自然中，沃森（James D. Watson）与克里克（Francis H. C. Crick）文章中的一句话，他们在文章中提出了DNA构造的双螺旋模型；50年后沃森也承认，当年他们并没有预想到这项突破会为我们开启了分子生物学及遗传学的大门。
5、3.九年后，沃森和克里克以及威尔金斯因对发现DNA双螺旋结构做出的卓越贡献而获得诺贝尔奖。,从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构,三、DNA的结构双螺旋结构模型,双螺旋结构特点：,1.DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成的。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,2.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。,3.两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。,碱基对,另一碱基对,嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间
6、的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。,A,T,G,C,氢键,四、碱基互补配对原则的有关计算,A=T；G=C； （A+G）/（T+C）=1 ；（A+C）=（T+G） 一条链中A+T与另一条链中的T+A相等，一条链中的C+G等于另一条链中的G+C 如果一条链中的（A+T）/（C+G）=a，那么另一条链中其比例也是a 如果一条链中的（A+C）/（G+T）=b，那么另一条链上的比值为1/b 另外还有两个非互补碱基之和占DNA碱基总数的50%,化学组成单位,双螺旋结构,基本单位脱氧核苷酸,种类,四种 A T C G,主要特点,碱基互补配对原则,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。外侧由脱氧核糖和
7、磷酸交替连接构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。 碱基含量符合卡伽夫法则，即AT，C=G;但是AT的量不一定等于CG的量,结构,知识结构总结,1.基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当的环境条件下控制生物的性状。 2.基因以一定的次序排列在染色体上。 3.本质上，基因就是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段，大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。,基因的完整概念,有关DNA中的碱基计算,1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？,解析：,因为DNA分子中，A+G=T+C。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？ 3 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,