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1、第三章第三章 基因的本质基因的本质 侦 郑 屠 豆 敷 盂 疡 亦 笨 天 使 比 监 伶 谈 辈 这 维 斟 箔 贱 篷 喝 摊 搜 嚎 嵌 滇 斡 苔 由 迄 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 一、对DNA分子双螺旋结构的 发现和认识过程 1、19世纪50年代科学界认识到DNA的化学组成。 DNA的基本组成元素有哪些？C、 H、 O、 N、 P DNA的基本组成单位是什么？由哪几种物质组成？ 脱氧核苷酸 = 含氮碱基 + 脱氧核糖 + 磷酸 含氮碱基：A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶） G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶） 砚 谁 崇 途 鹤 勉 桶 饿 旨
2、膊 揍 氢 屁 狡 啊 跪 控 闭 拓 缠 销 并 蜕 仲 眷 迟 灸 肢 逮 啤 苛 桓 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射 图谱，并且获得相关其数据。 杰 籍 帝 纺 弓 溃 手 脂 电 钡 暂 芒 慎 洛 唉 攀 熟 霜 错 络 蠕 痉 著 劣 八 愚 姬 结 导 亩 妒 景 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3、沃森和克里克提出DNA双螺旋结构的初步构想。 4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸 腺嘧啶(T)的量（A=T），鸟嘌呤(G
3、)的量总是等 于胞嘧啶(C)的量(G=C)。 5、1953年沃森和克 里克发表论文核 酸的分子结构模型 脱氧核糖核酸的 一个结构模型。 塞 抉 域 敖 患 瘸 焊 扁 脉 讨 扼 地 隆 诛 级 潜 境 伞 秦 石 磷 劲 颅 吏 鬼 喂 挽 揍 验 矿 员 抓 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 二、二、DNADNA的空间结构的空间结构 以超高分辨率扫描式电子 显微镜拍到的DNA照片。 从图从图 上可辨认上可辨认 出出DNADNA是是 由两条链由两条链 交缠在一交缠在一 起的螺旋起的螺旋 结构结构 躺 学 趣 大 赫 促 墨 悼 千 窍 每 琳 各
4、 缝 戈 购 蔷 激 焕 捍 梭 氨 似 镐 搔 火 窍 桥 谆 意 揖 送 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 1、DNA的化学组成 脱氧 核糖 含氮碱基 磷酸 脱氧核苷酸 串 氛 滑 吩 俺 谓 点 孩 尽 羽 株 聂 诞 绸 差 稗 椿 篮 健 郎 判 毯 攘 晕 玫 德 尘 强 山 拉 本 貌 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 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 脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类 A 腺嘌呤脱氧核苷酸 G CT 帆 佛 积 事 韧 妓 卜 混 关 匡 诉 旗 拴
5、 嗓 呛 看 耙 诚 锭 废 抨 乌 篆 浩 壁 铀 辙 醚 拍 荡 杰 慰 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 A T G C 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 聚合形成多核苷酸链聚合形成多核苷酸链 磷酸二酯键 倡 劣 店 砂 眶 祸 喳 姓 讯 包 亏 好 弊 株 轧 饿 吧 聂 啼 焊 租 播 矩 戎 曝 揩 呻 职 学 闹 旭 蛊 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 A A A T T T G G G G C C C AT C 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 2 2、DNADNA分子的平面结构分子的平面结构
6、吧 筷 坤 楞 欺 此 就 胯 芽 乔 躯 惯 坯 耸 泞 狞 红 泛 羌 寄 苫 岩 烙 凄 赔 蹭 履 圣 峰 瓜 君 对 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 A G C T 氢键 A T G C DNA分子 是如何维系 它的结构稳 定性？ 碱基对之 间的氢键维 系两条链的 联系； 碱基对之 间的相互作 用力 团 游 流 耀 族 宗 业 笆 酌 缚 趣 欢 寐 臂 羔 连 棉 见 态 缔 秃 雕 辖 价 波 巧 肾 镶 催 癌 佣 约 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 DNA的结构 模式图 从图中可
7、见DNA具 有规则的 双螺旋空 间结构 放大 DNA 空间 结构 拣 俺 些 备 心 匈 脊 屿 烫 懂 闷 栓 亡 炳 轮 灸 赣 绎 俊 栽 挨 钡 它 插 捆 酌 涤 左 儿 迈 饱 戏 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3、DNA的双螺旋结构 构成 方式 位置双螺旋外侧双螺旋内侧 碱基对主链(骨架) 1）脱氧核糖与 磷酸交替排列； 2）两条主链呈 反向平行； 3）盘绕成规则 的双螺旋。 1）主链上对应 碱基以氢键连结 成对； 2）碱基互补配对 （A T，G C ） 襟 洞 豫 婉 赫 橇 匀 帘 比 片 场 伦 役 窑 触 蜗 攫 镊 丢
8、挞 芥 订 忌 厢 癸 碧 赎 防 恐 交 封 痛 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 4、DNA多样性和特异性 1）多样性 尝试两个符号牌的排列方式，这两个符号牌可以写出相同 符号A或B，又可以写成A和B，它们由左向右的书写类型有 多少种？ 四种：AA、BB、AB、BA 在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对， 碱基对有：AT、TA、GC、CG。请计算DNA分子有多少 种？ 4 种 4n(n表示碱基对数) 4000 碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分 子的多样性，从而能够储存了大量的遗传信息。 溪 爪 友 谤 淘 下 涯 荷
9、邪 屑 敖 炎 什 淖 紊 演 胞 嫉 伶 箱 些 苇 纂 蘑 减 拢 邮 肺 呵 冷 浊 泛 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 2）特异性 每个DNA分子中的碱基对都有特定排列顺序， 又构成了每一个DNA分子的特异性。 3) 稳定性 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接的 方式不变，两条链之间碱基互补配对的方式不变。 汰 津 偿 专 咯 瞒 赔 穷 诵 候 朱 沃 晤 栅 建 团 韵 莉 密 展 阅 孰 只 罩 炎 蔽 督 槛 娟 垂 锄 徒 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 设DNA一条链为1链
10、，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 可引申为： 嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C 即A+G/T+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。 A 1T 2 T 1A2 G 1C 2 C 1 G 2 DNA双链 A+T G+C A1+T1 G1+C1 A2 +T2 G 2 +C2 = 例题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% 京 唉 讳 渐 啤
11、 重 迭 任 幽 歌 备 官 废 免 培 耳 闪 馏 惑 滑 哈 援 戒 闻 粉 句 锡 韩 移 译 篙 孽 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数 。 A1+G1 T1+C1 = a T2+C2 A2+G2 = 1/a A1+C1 T1+G1 T2+G2 A2+C2 = 例题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？ 2.5 1 A 1T 2 T 1 A 2 G 1C 2 C 1G 2 DNA双链 癣 侦 佩 浮 川 磨 建 和 酮 镊
12、妓 忿 尘 绑 拔 再 芒 祭 吸 阉 烂 揉 麓 侮 蹬 搏 簇 桥 屑 潭 汤 棕 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 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+T A+T+G+CA1 +T1 +G1 +C1 A1 +T1 = A2 +T2 +G2 +C2 A2 +T2 = A1 +T1（A+T） 1 2 =A2 +T2 A 1T 2 T 1A2 G 1C 2 C 1 G 2 DNA双链 例题3、某双链DNA分子中，A与
13、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% （G+C） 1 2 G1 +C1 G2 +C2 = AT=54% G+C=46% 辐 瓶 削 惕 酣 涅 岩 敷 贫 蛙 离 敏 瘤 耐 痕 艇 君 糜 墒 暗 司 窑 齿 偶 愁 宋 锹 概 玲 则 蓝 密 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 例题4、分析一个DNA分子时，发现30%的脱 氧核苷酸含有A，由此可知，该分子中一条 链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多 少？ 40% 绞 岂 边 公 敢 知 帐 嘘 径 可
14、 崭 芒 为 锄 女 惺 械 梯 册 荷 钦 骇 垃 痢 蝇 谋 学 拴 衷 厨 羌 迁 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 例题5 某DNA分子中A+T占整个DNA分 子碱基总数的34%，其中一条链上的C 占该链碱基总数的28%，那么，对应 的另一条互补链上的C占该链碱基总 数的比例是多少？ 38% 绦 诲 桶 锑 助 涯 着 绒 狮 橙 绍 晴 内 搜 抢 壹 装 觉 唁 轰 里 铬 妇 吃 帐 合 赴 哩 杂 脯 虏 曹 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 化学组 成单位 双 螺 旋 结 构 基本单位
15、脱氧核苷酸 种类四种 主要 特点 碱基互补配对 原则 DNA分子的多 样性、特异性 和稳定性 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4种、碱基对2种、排 列顺序不同 A A C C G GA T T T G G C C T A DNA 的 结 构 DNA双螺旋结构的构建 吃 宽 蹭 喧 忻 办 楞 拇 沫 钳 猜 稠 秃 谆 沫 沟 沃 相 曰 玫 煽 署 盾 蚀 啊 壤 撒 擎 伦 酬 脱 玲 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结
16、构 1、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占 30%，则胸腺嘧啶为_ 2、一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占 20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中 ，胞嘧啶应是_ 3、 DNA分子的一条单链中，A=20%， T=22%，求整个DNA分子中G= _ 20% 60个 29% 练习：练习： 搓 柴 责 环 擅 沛 朔 湿 汝 幌 捧 瑞 爪 咐 搞 毛 引 堂 庆 话 棠 烁 匡 钡 札 耳 国 兜 洞 荫 生 兵 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 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
17、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 当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时,求: 尤 毅 偶 撵 矛 席 该 掳 剥 赖 乓 喻 严 纺 帐 盆 介 钧 至 塑 旅 陋 盯 办 外 演 彭 苛 霹 樱 抄 谣 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 基础知识简答 1、沃森和克里克于 年提出了著名的 模 型，为合理地解释遗传物质的 奠定了基础。 2、DNA又称 ，组成它的基本单位 是 （由一分子 、一分子 、一分子 组成）。组成DN
18、A的碱基共有 种（符号表示为 ），脱氧核苷酸共有 种（名称是 、 、 、 ）。 1953 DNA双螺旋 各种功能 脱氧核糖核酸 脱氧核苷酸磷酸脱氧核糖 含氮碱基4 A T G C4 胞嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 洽 猩 淄 愤 魂 捅 碴 雾 门 筛 求 敢 浚 愧 逻 爬 娜 寞 肛 蟹 谋 界 车 昏 阀 沏 馁 落 谢 颤 潮 杠 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3、下图是DNA分子结构模式图，用文字填出110的名称 。 P P P P A C T G1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 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 呵 受 嘿 若 桥 稳 盘 涟 瓦 哑 搭 仰 蛛 诀 棚 犊 帚 倪 戚 觅 逻 但 窑 防 阳 骨 卷 纳 歧 释 光 剧 3 2 D N A 的 分 子 结 构 3 2 D N A 的 分 子 结 构