DNA分子结构（共22张PPT）

1、 荧幕上展示的是荧幕上展示的是“DNA双螺旋结构雕塑双螺旋结构雕塑”， 它是矗立在北京中关村高科技园的标志性雕它是矗立在北京中关村高科技园的标志性雕 塑。而在北京大学生命科学学院，也有一座塑。而在北京大学生命科学学院，也有一座 类似的雕塑，可北大的这个雕塑却因旋转方类似的雕塑，可北大的这个雕塑却因旋转方 向的问题，使北京大学惹上了官司，这是怎向的问题，使北京大学惹上了官司，这是怎 么回事！同学们有没有听说过这个案件？么回事！同学们有没有听说过这个案件？ 提示提示:北大向某公司定了座北大向某公司定了座“DNA雕塑雕塑”， 并按双方选定的图并按双方选定的图 纸签了合同。后来公司如期交付安装，北大也

2、支付了全部费用。纸签了合同。后来公司如期交付安装，北大也支付了全部费用。 但雕塑参展一段时间后，一位北大教授发现双螺旋雕塑的螺旋但雕塑参展一段时间后，一位北大教授发现双螺旋雕塑的螺旋 方向反了。后来公司为北大重做了雕塑，并要求北大支付二次方向反了。后来公司为北大重做了雕塑，并要求北大支付二次 制作的成本费，北大拒绝。该公司就把北大告上了法庭。制作的成本费，北大拒绝。该公司就把北大告上了法庭。 一一. DNA的的基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸 1 2 3 4 含碱基含碱基脱氧脱氧 核糖核糖 磷酸磷酸 5 A GC T 化学元素组成： C H O N P 腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸 鸟

3、嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 脱氧核苷酸的种类(4种) A脱氧脱氧 核糖核糖 磷酸磷酸 G脱氧脱氧 核糖核糖 磷酸磷酸 C脱氧脱氧 核糖核糖 磷酸磷酸 T脱氧脱氧 核糖核糖 磷酸磷酸 2、1951年威尔金斯展示了年威尔金斯展示了DNA的的X射线的衍射图射线的衍射图 谱，并且获得相关其数据谱，并且获得相关其数据 3、沃森和克里克提出、沃森和克里克提出DNA螺旋结构的初步构想。螺旋结构的初步构想。 4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于的量总是等于 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)的量（的量（A=T），

4、鸟嘌呤），鸟嘌呤(G)的量总是的量总是 等于胞嘧啶等于胞嘧啶(C)的量的量(G=C). 5、1953年沃森和年沃森和 克里克发表论文克里克发表论文 核酸的分子结核酸的分子结 构模型脱氧核构模型脱氧核 糖核酸的一个结糖核酸的一个结 构模型构模型 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分子中的脱氧核分子中的脱氧核 糖和磷酸交替连接，排列糖和磷酸交替连接，排列 在外侧，构成在外侧，构成基本骨架基本骨架； 碱基在内侧。碱基在内侧。 （3）两条链

5、上的碱基通过）两条链上的碱基通过 氢键氢键连结起来，形成碱基连结起来，形成碱基 对，且遵循对，且遵循碱基互补配对碱基互补配对 原则原则。 DNA分子的结构特点分子的结构特点 1. 稳定性：稳定性： 2. 多样性：多样性： 3. 特异性：特异性： 两条长链上的两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列脱氧核糖与磷酸交替排列的顺的顺 序是稳定不变的。碱基配对方式不变。序是稳定不变的。碱基配对方式不变。 一般来说，一个一般来说，一个DNA分子有分子有4,000至至400亿个亿个 碱基对，其排列顺序的组合是几近无穷的。碱基对，其排列顺序的组合是几近无穷的。 每个特定的每个特定的DNA分子都具有其特定的碱基分子

6、都具有其特定的碱基 对数量和排列顺序。对数量和排列顺序。 磷酸二酯键磷酸二酯键 四 种 含 N 碱 基 请问标注的核苷酸请问标注的核苷酸 怎么命名呢？怎么命名呢？ 胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 腺嘌呤腺嘌呤 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 胞嘧啶胞嘧啶 鸟嘌呤鸟嘌呤 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 G T C A 1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖 6. 磷酸 7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8. 碱基对 9. 氢键 10. 一条脱氧核苷酸链的片 段 下面是下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中的分子的结构模式图，说出图中1 10的名称。的名称。 拓展题： 你

7、能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？ 推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C （ ） （ ） 50 也可以写成以下形式：也可以写成以下形式： A + G T C 1 （ ） （ ） （ ） （ ） 规律概括：规律概括：在在DNA双链中，任意两个不互补碱基之双链中，任意两个不互补碱基之 和和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。 A+T+C+GA+T+C+G A + C T + GA + C T + G 相等

8、相等 50 设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则 可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， GG1 1 = C = C2 2 ， GG2 2 =C =C1 1。 则在则在DNADNA双链中：双链中： A = T A = T ， G = CG = C 可引申为：可引申为： 嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+G/T+C=1或或 A+G/A+T+G+C=50%A+G/A+T+G+C=50%或或A%=50%-G

9、%A%=50%-G%（P23P23 导学案第导学案第2 2题）题） A A 1 1T T 2 2 T T 1 1A A2 2 GG 1 1C C 2 2 C C 1 1 GG 2 2 DNADNA双链双链 例题例题1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？ 解析：解析： 因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以， A=50%A=50%23%=27%23%=27% 双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何等于其中任何一条链一条链的的 A+T/G+CA+T/G+C。 A+

10、TA+T G+CG+C A A1 1+T+T1 1 GG1 1+C+C1 1 A A2 2 +T +T2 2 G G 2 2 +C +C2 2 = = = 规律：互补碱规律：互补碱 基和之比相等基和之比相等 例：某例：某DNA分子中，当分子中，当A+T/G+C在一单链中为在一单链中为0.4时，在时，在 其互补链中这个比例是：其互补链中这个比例是：0.4（P24P24导学案第导学案第3 3题）题） 双链双链DNADNA分子中，互补的两条链中非互补碱基和之分子中，互补的两条链中非互补碱基和之 比互为倒数。比互为倒数。DNADNA分子中分子中A+G/T+CA+G/T+C之比相等。之比相等。(P24(

11、P24导导 学案第学案第4 4题）题） A A1 1+G+G1 1 T T1 1 +C +C1 1 = a = a T T2 2 +C +C2 2 A A2 2 +G +G2 2 = 1/a = 1/a 例题例题2 2、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，上述比例在其互补链和整个，上述比例在其互补链和整个 DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？ 2.5 1 ; 2.5 1 ; A A 1 1T T 2 2 T T 1 1A A2 2 GG 1 1C C 2 2 C C 1 1 GG 2 2 DNADNA双链双链 双链双链DNA

12、DNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个 DNADNA分子碱基总数的百分比等于其中任分子碱基总数的百分比等于其中任 何一条链中何一条链中A+TA+T占该链碱基总数的百分占该链碱基总数的百分 比，其中任何一条链比，其中任何一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分分 子子A+TA+T的一半。的一半。 A+TA+T A+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1 A A1 1 +T +T1 1 = = = A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C+C2 2 A A2 2 +T +T2 2 = = A A1 1 +T +T1 1（

13、A+TA+T） 1 1 2 2 = = =A A2 2 +T+T2 2 A A 1 1T T 2 2 T T 1 1A A2 2 GG 1 1C C 2 2 C C 1 1 GG 2 2 DNADNA双链双链 例题例题3 3、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数碱基总数 的的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上 G G占其所在链碱基总数的百分含量。占其所在链碱基总数的百分含量。 24%24% （G+CG+C） 1 1 2 2 GG1 1 +C +C1

14、1GG2 2 +C +C2 2= = = A AT=54% G+C=46% T=54% G+C=46% G1G1 A1+T1+G1+C1A1+T1+G1+C1 =22% 例题例题3 3、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数的碱基总数的54%54%， 其中一条链上其中一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占其所在占其所在 链碱基总数的百分含量。链碱基总数的百分含量。 整链中A+T占54%，则整链中碱基对A=T和 T=A共占54%,一条链G占22%，则碱基对 G=C占22%，剩下的是C=G，占100-54- 22=24，则互补链上G占24%. A AT=54% G+C=46% T=54% G+C=46% G1G1 A1+T1+G1+C1A1+T1+G1+C1 =22% DNA分子中的碱基互补配对原则 的有关计算 1. 某生物细胞DNA分子的碱中，腺嘌呤的分子数占22，那 么，胞嘧啶的分子数占（ ） A11 B22 C28 D44 (C) DNA分子中的