DNA的分子结构

第三章第三章 基因的本质基因的本质 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、 PDNA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 ） 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。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)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 。二、二、 DNA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 DNA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DNA的结构模式图从图中可见 DNA具有规则的双螺旋空间结构放大1、 DNA的化学组成脱氧核糖含氮碱基磷酸脱氧核苷脱氧核苷酸DNA的基本单位 脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖含氮碱基磷酸AGCT腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶1、 DNA的化学组成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GC TATGC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AAATTTGGGGCCCA TC磷酸脱氧核糖含氮碱基氢键2、DNA分分子子的的平平面面结结构构脱氧核苷酸数=脱氧核糖数=含氮碱基数=磷酸分子数533APGPTPCPGPAPCPTP（ 1） DNA分子是由两条分子是由两条 反向反向平行的平行的 脱氧核苷酸长链盘旋脱氧核苷酸长链盘旋而成的。而成的。（ 2） DNA分子中的脱氧核糖分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列和磷酸交替连接，排列 在外在外侧，构成基本骨架侧，构成基本骨架 ；碱基在；碱基在内侧内侧 。（ 3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过 氢键氢键连结起来，形成连结起来，形成 碱基对碱基对 ，且遵，且遵循碱基互补配对原则。循碱基互补配对原则。A T G C3.DNA双螺旋结构双螺旋结构的的 主要特点主要特点54、 DNA分子特性：碱基对数目和排列顺序的不同，构成了 DNA分子的多样性，从而能够储存了大量的遗传信息。不同的 DNA有 特定的 碱基对排列顺序（ 1）多样性：（ 2）特异性：外侧 ：磷酸与脱氧核糖交替排列 稳定不变内侧 ：通过 氢键 形成的 碱基对 使两条脱氧核苷酸 长链稳固的并联起来（ 3） 稳定性：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 。请同学们计算 DNA分子有多少种 ？ 4 种 4n(n表示碱基对数 )4000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 在 DNA双链中 ， 嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C 即 A+G/T+C=1，所以， （ A+G）占整条 DNA链碱基总数的 50%，（ T+C） %也等于 50%A 1 T 2T 1 A2G 1 C 2C 1 G 2DNA双链例题 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%即：两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比等于 50% 双链 DNA分子中 ，互补的两条链中 A+G/T+C互为倒数。 A1+G1T1+ C1 = a T2+C2A2+G2 = 1/a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 1 T 2T 1 A 2G 1 C 2C 1 G 2DNA双链 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+C A1+T1G1+C1A2 +T2G 2 +C2= = 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。A1 +T1 （ A+T）12= =A2 +T2A 1 T 2T 1 A2G 1 C 2C 1 G 2DNA双链例题 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。 24%A T=54% G+C=46% 双链 DNA分子中： A=（ A1+A2） /2 A+T/G+C因 DNA或生物的种类不同而不同（ G+C）12G1 +C1 G2 +C2= = 4、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%5、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. b0.5C.胞嘧啶为 a(1/2b 1) D.胞嘧啶为 b(1/2a 1)C6、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%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 DNA的碱基共有 种（符号表示为 ），脱氧核苷共有 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 4A T G C 4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3、下图是 DNA分子结构模式图，用文字填出 110 的名称。PPPPACTG 1234 5 6789101 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化学组成单位双螺旋结构基本单位 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 4种、排列顺序不同A A C C G GA TT T G G C C T ADNA的结构DNA双螺旋结构的构建 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： 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当在一