第2节 DNA分子的结构

1、第三章第三章 基因的本质基因的本质 第第2 2节节 DNADNA分子的结构分子的结构 中关村中关村DNA双螺旋结双螺旋结 构构“生命生命”雕塑，如今已雕塑，如今已 被看作中关村的标志，受被看作中关村的标志，受 到各界好评。到各界好评。 DNA不朽的双螺旋不朽的双螺旋 一、复习一、复习DNADNA的组成的组成 A 腺嘌呤腺嘌呤 G 鸟嘌呤鸟嘌呤 C 胞嘧啶胞嘧啶 T 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 3、脱氧核苷酸的连接、脱氧核苷酸的连接 P 脱氧脱氧 核糖核糖 含氮碱基含

2、氮碱基 P 脱氧脱氧 核糖核糖 含氮碱基含氮碱基 二、二、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建 富兰克林拍摄的富兰克林拍摄的DNA晶体晶体 的的X射线衍射照片，这张照射线衍射照片，这张照 片正是发现片正是发现DNA结构的关结构的关 键键 1 1、沃森和克里克根据、沃森和克里克根据 图谱推算出图谱推算出DNADNA分子呈分子呈 双螺旋结构双螺旋结构 2、沃森和克里克构建、沃森和克里克构建 DNA的双螺旋结构的双螺旋结构 3、得到了、得到了DNA 的结的结 构模型构模型 讨论：讨论： 1. DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立是由几条链构成的？它具有怎样的立 体结构？体结构？ 2

3、. DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它的基本骨架是由哪些物质组成的？它 们分别位于们分别位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？ 3. DNA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于 DNA的什么部位？的什么部位？ DNA的结构 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 二、二、DNADNA的空间结构的空间结构 A A A T T T G G G G C C C AT C （1）DNA分子是由两条分子是由两条 反向平行的脱氧核苷酸反向平行的脱氧核苷酸 长链盘旋成长链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。 DNA分子的结

4、构特点分子的结构特点 A A A T T T G G G G C C C AT C （1）DNA分子是由两条分子是由两条 反向平行的脱氧核苷酸反向平行的脱氧核苷酸 长链盘旋成长链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。 （2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧 核糖和磷酸交替连接，核糖和磷酸交替连接， 排列在外侧，构成排列在外侧，构成基本基本 骨架骨架；碱基在内侧。；碱基在内侧。 DNA分子的结构特点分子的结构特点 A A A T T T G G G G C C C AT C （1）DNA分子是由两条分子是由两条 反向平行的脱氧核苷酸反向平行的脱氧核苷酸 长链盘旋成长链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。 （2）DN

5、A分子中的脱氧分子中的脱氧 核糖和磷酸交替连接，核糖和磷酸交替连接， 排列在外侧，构成排列在外侧，构成基本基本 骨架骨架；碱基在内侧。；碱基在内侧。 （3）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通 过过氢键氢键连结起来，形成连结起来，形成 碱基对，且遵循碱基对，且遵循碱基互碱基互 补配对原则补配对原则。 DNA分子的结构特点分子的结构特点 A A A T T T G G G G C C C AT C 你注意到了吗？ 两条长链上的脱 氧核糖与磷酸交 替排列的顺序是 稳定不变的。 长链中的碱基对 的排列顺序是千 变万化的。 双链双链DNA分子中：分子中： ( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)

6、 =(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1 碱基数目规律总结：碱基数目规律总结： A=T， G=C A+G=T+C =A+C=T+G= 50% 任意两个不互补碱基之和任意两个不互补碱基之和 且各占且各占DNA总碱基数的总碱基数的 A 1T 2 T 1A2 G 1C 2 C 1 G 2 双链双链DNA分子中分子中A+T/G+C等于其等于其 中任何一条链的中任何一条链的A+T/G+C。 A+T G+C A 2 +T 2 G 2 +C 2 A 1 1+T1 G 1 1+C1 1 =n= n= n A 1T 2 T 1A2 G 1C 2 C 1 G 2 在在DNA分子中一条链中分子中一条链

7、中A+T的和占该的和占该 链碱基比率等于另一条链中链碱基比率等于另一条链中A+T的和占的和占 该链碱基比率，还等于双链该链碱基比率，还等于双链DNA分子中分子中 A+T的和占整个的和占整个DNA分子的碱基比率。分子的碱基比率。 A+T A+T+G+CA 2 +T 2 +G 2 +C 2 A 2 +T 2 = A 1 +T 1 +G 1 +C 1 A 1 +T 1 = 两条链中两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基互为倒数。即两不互补碱基 之和的比值等于另一互补链中这一之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数比值的倒数. 1 n A 2+G 2 T 2 +C2 = T 1 +C 1 =

8、n A1+G 1 不同生物的不同生物的DNADNA分子中，其互补配对的碱基之和分子中，其互补配对的碱基之和 的比值不同，代表了每种生物的比值不同，代表了每种生物DNADNA分子的分子的特异性特异性。 u（A+C）：（：（T+G）=1不能反映种间差异。不能反映种间差异。 u（A+T）：（）：（C+G）不同生物一般不同，）不同生物一般不同， 反映种间差异。反映种间差异。 1 1、在一条双链、在一条双链DNADNA分子中，腺嘌呤占分子中，腺嘌呤占35%35%，它，它 所含的胞嘧啶应占（所含的胞嘧啶应占（ ） A A、 15% B15% B、 30% 30% C C 、35% D 35% D 、70%

9、70% 2 2、在双链、在双链DNADNA中有鸟嘌呤中有鸟嘌呤P P个，占全部碱基的个，占全部碱基的 比例为比例为N / M N / M （MM2N2N），则该），则该DNADNA分子中腺分子中腺 嘌呤的数目是（嘌呤的数目是（ ） A A 、 P BP B、（、（PM / NPM / N） + P + P C C、（、（PM / 2NPM / 2N）P D P D 、 PM / 2NPM / 2N 3 3、某双链、某双链DNADNA片段中，片段中，A A占占23%23%，其中一条，其中一条 链中的链中的C C占该单链的占该单链的24%24%，问另一条链中的，问另一条链中的C C 占多少？占多少

10、？30% 4 4、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上，上 述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多 少？少？ 5 5若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上，上 述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多 少？少？ 0.4 0.40.4 0.4 2.5 12.5 1 错错 误误 构建磷酸构建磷酸脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，脱氧核糖骨架安排在螺旋外部， 碱基安排在螺旋内部的双螺旋模型，相同碱碱基安排在螺旋内部的双螺旋模型，相同碱 基进行配对；基进行配对； 查哥夫指出查哥夫指出DNA分子中腺嘌呤（分子中腺嘌呤（A）的量总）的量总 是等于胸腺嘧啶（是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（）的量；鸟嘌呤（G） 的量总是等于胞嘧啶（的量总是等于胞嘧啶（C）的量；）的量； 新的新的DNADNA模型：模型：A A与与T T配对，配对，G G与与C C配对；结果配对；结果 ATAT碱基对与碱基对与GCGC碱基对具有相同的形状碱