讲课用DNA分子的结构课件(示范课)

1、中关村中关村DNA标志标志第第2 2节节 DNADNA分子的分子的结构结构、DNADNA的化学组成的化学组成C H O N PC H O N P复习提问复习提问DNADNA中文全称中文全称: :组成元素组成元素: :基本单位基本单位: :脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基含氮碱基种类：含氮碱基种类：因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4 4种：种：腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸A胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸C鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸GT胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸点脱氧核苷酸如何形成脱氧核苷酸如何形成DNADNA分子？分子

2、？DNADNA的结构又是如何？的结构又是如何？年美国科学家年美国科学家沃森沃森（atsonatson) )和英国和英国科学家科学家克里克克里克（rick)rick)提出分子的提出分子的双螺旋双螺旋结构模型结构模型。被誉为。被誉为2020世纪最伟大的发现。世纪最伟大的发现。DNADNA分子的双螺旋结构模型分子的双螺旋结构模型CTAG磷磷酸酸二二酯酯键键4123OHHCH2Hp=OHOOHOCH2H123OHH442 2、DNADNA分子的结构分子的结构2.1 2.1 脱氧核苷酸的连接脱氧核苷酸的连接: :？线35面体3355AAATTTGGGGCCCATC（2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧核糖

3、和磷酸核糖和磷酸交替连接交替连接，排列在外侧，构成排列在外侧，构成基本基本骨架骨架；碱基在碱基在内侧内侧。（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，形成碱基对碱基对，且遵循，且遵循碱基互碱基互补配对原则补配对原则。3.DNA3.DNA分子的结构特点分子的结构特点（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸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。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氢键配对，形成嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱碱基对基对，且，且A A只和只和T T配对、配对、C C只和只和G G配对，这种碱配对

4、，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配碱基互补配对原则对原则。ATGC氢键氢键G.CG.C比例越高，比例越高，DNADNA结构越稳定？结构越稳定？碱基对的碱基对的种类种类A-TT-AC-GG-C？四种4 4、DNADNA分子的结构特性分子的结构特性1) 1) 稳定性：稳定性：外侧恒定，内侧配对稳定，形成稳定外侧恒定，内侧配对稳定，形成稳定的空间结构的空间结构 外侧恒定：外侧恒定：内侧配对稳定内侧配对稳定: :稳定的空间结构稳定的空间结构 ：磷酸、脱氧核糖交替连接磷酸、脱氧核糖交替连接 构成基本骨架构成基本骨架A-T，G-C双螺旋结构双螺旋结构4 4、DNAD

5、NA分子的结构特性分子的结构特性2 2）多样性）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNADNA分子的多样性。分子的多样性。 以以1 1，2 2，3 3，4 4四个数字排列成四位数，有多少种组四个数字排列成四位数，有多少种组合方式？合方式？4 种400044种种 在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNADNA分子也大约有分子也大约有40004000个碱个碱基对，碱基对有（基对，碱基对有（4 4种）：种）：A AT T、T TA A、G GC C、C CG G。请同学们计算请同学们计算DNADNA分子上的碱基对有多少种排列方式？分子上的碱基对有多少种

6、排列方式？如排列成如排列成4000位数？位数？ 44000种种对于特定的对于特定的DNADNA分子来讲，碱基对的排列顺序有何特点？分子来讲，碱基对的排列顺序有何特点？3 3）特异性：）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNADNA分子的特异性。分子的特异性。4n种种DNADNA的组成和结构可用五四三二一表示的组成和结构可用五四三二一表示五种元素：五种元素：C C、H H、O O、N N、P P四种碱基：四种碱基：A A、G G、C C、T T，组成四种脱氧核苷酸，组成四种脱氧核苷酸三种物质：三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基

7、两条长链：两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋：一种螺旋：规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构AGCT下图是下图是DNADNA分子结构模式图，用文字填出分子结构模式图，用文字填出1 11010的的名称。名称。胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段、 DNADNA分子结构模式图信息解读分子结构模式图信息解读(1)(1)每个每个DNADNA片段中，片段中，游离的磷酸基团有游离的磷酸基团有2 2个。个。

8、(2)(2)碱基、磷酸、碱基、磷酸、脱氧核糖之间的数量脱氧核糖之间的数量关系为关系为111111 DNADNA分子结构模式图信息解读分子结构模式图信息解读（3）磷酸、脱氧核糖之间的化学键为磷酸二酯键，用DNA聚合酶连接。 DNA分子结构模式图信息解读(4)(4)碱基之间的化碱基之间的化学键为氢键，可用学键为氢键，可用解旋酶解旋酶断裂，也可断裂，也可加热加热断裂，断裂，A A与与T T之之间有间有2 2个氢键，个氢键，G G与与C C之间有之间有3 3个氢键，个氢键，DNADNA分子中分子中G G与与C C碱碱基占的比例越高，基占的比例越高，分子稳定性越强分子稳定性越强。 DNA分子结构模式图信

9、息解读(5)(5)每个脱氧核每个脱氧核糖连接着糖连接着2 2个磷个磷酸，每条单链酸，每条单链上相邻碱基不上相邻碱基不直接相连。直接相连。如如图：设图：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（1 1）1 1链和链和2 2链上的哪些碱基数量总是相等的？链上的哪些碱基数量总是相等的？两条链的碱基数目是否相两条链的碱基数目是否相等？等？ （2 2）在）在DNADNA双链双链中，哪些碱基数量总是相等的？中，哪些碱基数量总是相等的？（3 3）在）在1 1链上，链上，A1A1等于等于T1T1吗？吗？G1G1和和C1C1的数量一样吗？

10、的数量一样吗？(4)(4)已知：已知：1 1链上碱基共有链上碱基共有100100个，其中个，其中A1+A2A1+A2共共3030个个问：这个问：这个DNADNA分子中碱基一共有多少个？分子中碱基一共有多少个？G1G1和和G2G2共多少个？共多少个？A1A1T1T1G1G1C1C1T2T2A2A2C2C2G2G2有关有关DNA中的碱基计算规律中的碱基计算规律A1=T2，T1=A2，G1=C2，C1=G2A1+T1+G1+C1=T2+A2+C2+G2 A=A1+A2=T2+T1=T， A=T 同理：同理：C=G不一定不一定100*2=200个个 因为因为A1+A2=A1+T1=30所以所以G1+G

11、2=G1+C1=100-(A1+T1)=100-30=70（A+GA+G）/ /（T+CT+C）= =（A+CA+C）/ /（T+GT+G）= =1 11 1两条链不互补的碱基之和相等。两条链不互补的碱基之和相等。（A+GA+G）/ /（A+T+G+CA+T+G+C）= = 1 / 2 1 / 2两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比等于等于50%50%（1/21/2）。）。因为：因为：A A与与T T互补配对，互补配对，G G与与C C互补配对，互补配对， 所以：所以：即即A=T C=GA=T C=G例题例题1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子

12、中，G G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+C=50%A+G=T+C=50%。所以，。所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27%提示：双链提示：双链DNADNA中嘌呤总数中嘌呤总数= =嘧啶总数嘧啶总数 双链双链DNADNA分子中分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链碱基总数的百分比等于其中任何一条链中中A+TA+T占该链碱基总数的百分比，其中占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链任何一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的一的一半半,G+

13、C,G+C也一样。也一样。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= = =A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C +C2 2A A2 2 +T +T2 2= =A A1 1 +T+T1 1（A+TA+T）1 12 2= = =A A2 2 +T +T2 2A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链（G+CG+C）1 12 2G G1 1 +C +C1 1G G2 2 +C +C2 2= = =DNA分子的一条链上（分子的一条链上（A+ C）/（T+ G）b则该链的互补链上相应比例为则该链的互补链上相应比例为1 1b b。2 2、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，其中一条链上中一条链上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占其所在链占其所在链碱基总数的百分含量。碱基总数的百分含量。24%3.在一个标准的双链在一个标准的双链DNA分分子当中，含有子当中，含有35%的腺嘌的腺嘌呤，它所含有的胞嘧啶应呤，它