DNA的分子结构(整理)[上课材料]

1、1公开课 1 1、DNADNA为什么能够成为高为什么能够成为高 科技的标志？科技的标志？ 2 2、它是怎样储存遗传信息、它是怎样储存遗传信息 的？的？ 3 3、它又是怎样决定生物性、它又是怎样决定生物性 状的？状的？ 中关村高科技园区的中关村高科技园区的DNADNA雕塑图雕塑图 2公开课 3公开课 沃森和克里克利用了他人的哪些经验和科沃森和克里克利用了他人的哪些经验和科 学成果？这对你理解生物科学的发展有什学成果？这对你理解生物科学的发展有什 么启示？么启示？ 沃森和克里克默契配合，发现了沃森和克里克默契配合，发现了DNADNA双螺双螺 旋结构的过程，作为科学家合作研究的典旋结构的过程，作为科

2、学家合作研究的典 范，在科学界传为佳话。他们的这种工作范，在科学界传为佳话。他们的这种工作 方式给了你哪些启示？方式给了你哪些启示？ 沃森和克里克沃森和克里克 4公开课 面对面对DNADNA双螺旋双螺旋 模型的模型的 美国生物学家美国生物学家 沃森（左）沃森（左） 英国物理学家英国物理学家 克里克（右）。克里克（右）。 DNADNA结构结构 5公开课 沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生 命的双螺旋而荣获命的双螺旋而荣获19621962年诺贝尔医学生理学奖。年诺贝尔医学生理学奖。 左一：左一： 威尔金斯威尔金斯 左三：左三： 克里克克里克 左五：

3、左五： 沃沃 森森 6公开课 脱氧脱氧 核糖核糖 碱基碱基 磷酸磷酸 A GC T 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 C、H、O、N、P 7公开课 脱氧脱氧 核糖核糖 含氮碱基含氮碱基 磷酸磷酸 脱氧核苷脱氧核苷 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 8公开课 AG CT 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 脱氧核苷酸的种类 9公开课 连连 接接 A T G C A T G C 10公开课 11公开课 DNADNA的空间结构的空间结构 图的上半部分是以超图的上半部分是以超 高分辨率扫描式电子高分辨率扫描式电子 显微镜拍到

4、的照片。显微镜拍到的照片。 图的下半部分是图的下半部分是DNADNA的人工模型。的人工模型。 从图上可辨认从图上可辨认 出出DNADNA是由两条是由两条 链交缠在一起链交缠在一起 的螺旋结构的螺旋结构 12公开课 DNA的结的结 构模式图构模式图 从图中可 见DNA具 有规则的 双螺旋空 间结构 DNADNA的的空间结构空间结构 13公开课 A A A T T T G G G G C C C A T C 磷酸磷酸 脱氧核糖脱氧核糖 含氮碱基含氮碱基 14公开课 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

5、和T T配对、配对、C C只和只和G G配对配对，这，这 种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱 基互补配对原则。基互补配对原则。 AT GC 氢键氢键 15公开课 A A A T T T G G G G C C C AT C （1 1）DNADNA分子是由分子是由两条反向两条反向 平行平行的的脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链盘旋盘旋 而成的。而成的。 （2 2）DNADNA分子中的分子中的脱氧核糖脱氧核糖 和磷酸和磷酸交替连接，排列在交替连接，排列在外外 侧侧，构成基本骨架；，构成基本骨架；碱基在碱基在 内侧内侧。 （3 3）两条链上的）两条链上的碱基碱基通过通过氢

6、氢 键键连结起来，形成连结起来，形成碱基对碱基对， 且遵循且遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则。 DNA双螺旋结构的 主要特点 16公开课 A A A T T T G G G G C C C A T C 你注意到了吗？ 两条长链上的两条长链上的 脱氧核糖与磷脱氧核糖与磷 酸交替排列的酸交替排列的 顺序是顺序是稳定稳定不不 变的。变的。 长链中的碱基对长链中的碱基对 的排列顺序是的排列顺序是千千 变万化变万化的。的。 17公开课 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。 DNA分子结 构稳定性稳定性 DNA分子结构特特 异性异性和

7、多样性多样性就 体现在特定的碱 基（对）排列顺 序中。 你注意到了吗？ 18公开课 化学组化学组 成单位成单位 双双 螺螺 旋旋 结结 构构 基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸 种类种类四种四种A、C 、G 、T 主要特点主要特点 碱基互补配对原则碱基互补配对原则 DNA分子的多分子的多 样性和特异性样性和特异性 由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋 而成。而成。 外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基 本骨架本骨架 ，碱基排列在内侧。，碱基排列在内侧。 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接分子两条链上的碱基通过氢键连接 成碱基对

8、。成碱基对。 碱基碱基4种、碱基对种、碱基对2种、排列顺序不同种、排列顺序不同 A A C C G GA T T T G G C C T A 一分子含氮碱基一分子含氮碱基 一分子脱氧核糖一分子脱氧核糖 一分子磷酸一分子磷酸 19公开课 B、AGTC D、ATGC A、ATCG D 20公开课 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%，它所，它所 含的胞嘧啶应占（含的胞嘧啶应占（ ） A 15% B 30% A 15% B 30% C 35% D 70%C 35% D 70% 已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有40004000个碱基对，其中胞个碱基

9、对，其中胞 嘧啶有嘧啶有22002200个，这个个，这个DNADNA分子应含有脱氧核分子应含有脱氧核 苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（ ） A 4000A 4000个和个和900900个个 B 4000B 4000个和个和18001800个个 C 8000C 8000个和个和18001800个个 D 8000D 8000个和个和36003600个个 A C 21公开课 已知已知DNADNA的一条单链中的一条单链中( (A+G)/(T+C)=0.4,A+G)/(T+C)=0.4,上述比上述比 值在其互补链和整个值在其互补链和整个DNADNA分子中分别是（）分子中分

10、别是（） A.0.4A.0.4和和0.6 0.6 B.2.5B.2.5和和1.0 1.0 C.0.4 C.0.4和和0.4 0.4 D.0.6D.0.6和和1.01.0 A T C G G T C A 0.4 1.01.0 0.4 分析分析: :先绘先绘DNADNA简图简图, ,并标并标 明四中碱基的比例明四中碱基的比例. .设分设分 母的值为母的值为1,1,则分子的值为则分子的值为 0.4.0.4. 根据碱基互补配对原则推根据碱基互补配对原则推 出另一条链的比值出另一条链的比值. . B 22公开课 碱基互补配对原则：碱基互补配对原则： 1 1、A=T G=CA=T G=C A+G=T+C

11、A+G=T+C 或或 A+G/T+C=1A+G/T+C=1 2 2、若甲链：、若甲链：A+G/T+CA+G/T+C =a=a 则乙链：则乙链：A+GA+G / T+C/ T+C = 1/a= 1/a（成倒成倒 数关系）数关系） 整个整个DNADNA：A+G/T+C=1A+G/T+C=1 3 3、若甲链：、若甲链：A+T/C+G=aA+T/C+G=a 则乙链：则乙链： A+T/C+G=aA+T/C+G=a（不变）不变） 整个整个DNADNA： A+T/C+G=a A+T/C+G=a 4 4、若甲链：、若甲链：A+T/C+G+A+T=a A+T/C+G+A+T=a ； G+C/C+G+A+T=bG+C/C+G+A+T=b 则乙链：则乙链： A+T/C+G+A+T=a A+T/C+G+A+T=a ； G+C/C+G+A+T=bG+C/C+G+A+T=b 整个整个DNADNA： A+T/C+G+A+T=a A+T/C+G+A+T=a ； G+C/C+G+A+T=bG+C/C+G+A+T=b 23公开课 碱基计算规律碱基计算规律 （1）DNA分子中分子中A=T，C=G (DNA一条链上一条链上 A不一定等于不一定等于T，C不一定等于不一定等于G) （2）DNA分子中分子中(A+G)/(T+C)=1或或(A+C)/(T+G)=1 （3）DNA一条