DNA分子结构精编

1、1 1年年富兰克林富兰克林（ranklin)ranklin)等采用射线衍射技术拍摄到结构等采用射线衍射技术拍摄到结构的照片。确认为螺旋结构，并且是的照片。确认为螺旋结构，并且是由不止一条链所构成的。由不止一条链所构成的。DNADNA的的X X射线衍射图射线衍射图2 2年年查戈夫查戈夫（E.Chargaff)E.Chargaff)定量分析分子定量分析分子的碱基组成，发现腺嘌呤的碱基组成，发现腺嘌呤（）（）的量总是的量总是 胸腺胸腺嘧啶嘧啶（）（）的量，鸟嘌呤的量，鸟嘌呤（）（）的量总是的量总是 胞嘧啶胞嘧啶（）（）的量。的量。年美国科学家年美国科学家沃森沃森（atson)atson)和和英国科学

2、家英国科学家克里克克里克（rick)rick)提出分子的提出分子的双螺旋结构模型双螺旋结构模型。二、二、DNADNA分子的结构分子的结构DNA的基本的基本组组成元素成元素是？是？C、H、O、N、PDNADNA的基本单位脱氧核苷酸的基本单位脱氧核苷酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤（A）（G）胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶（T）（C）组成脱氧核苷酸的含氮碱基：组成脱氧核苷酸的含氮碱基：复习提问复习提问AGCT脱氧核苷酸的种类：脱氧核苷酸的种类：多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链二条脱氧核苷酸链组成一个分子二条脱氧核苷酸链组成一个分子

3、由由2 2条链条链组成，这两条链按组成，这两条链按反向反向平行平行方式盘绕成方式盘绕成双螺旋双螺旋结构；结构；DNADNA平面结构平面结构磷酸、脱氧核糖交替磷酸、脱氧核糖交替连接连接 构成基本构成基本骨架骨架 外侧：外侧：“扶手扶手”碱基碱基 “ “阶梯阶梯”内侧内侧: :DNADNA平面结构平面结构2 2条链上的碱基通条链上的碱基通过过_连接成碱基对连接成碱基对A与与T配对；配对；A = T / G C？氢键氢键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的名称。的名称。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

4、（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、针对训练：针对训练：DNA的的 结构和组成可用五四三结构和组成可用五四三二一表示分别表示的是什么？二一表示分别表示的是什么？五种元素：五种元素：四种碱基：四种碱基：三种物质：三种物质：两条长链：两条长链：一种螺旋：一种螺旋：针对训练：针对训练：双链双链DNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+C互互为为 。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一一 比值的倒数比值的倒数.1bA2+G2T2+C

5、2=A1T2T1A2G1C2C1G2T1+C1=b A1+G1规律二：规律二：倒数倒数1针对训练：针对训练：A+TG+CA2 +T2G2 +C2A1+T1G1+C1=a=a即：双链即：双链DNA分子中分子中A+T/G+C等等于其中任何一条链的于其中任何一条链的A+T/G+C。规律三：规律三：A1T2T1A2G1C2C1G2=a在在DNA双链中，一条单链的双链中，一条单链的(AT)/(GC)的值与另的值与另一条互补链的一条互补链的(AT)/(GC)的值是的值是_的，也与的，也与整个整个DNA分子中的分子中的(AT)/(GC)的值是的值是_的。的。双链双链DNA分子中，分子中，A+T占整个占整个D

6、NA分子碱基总分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链占该链碱基总数的百分比。碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2A2 +T2 +G2 +C2A2 +T2=A1 +T1 +G1 +C1A1 +T1=c%c%c%拓展提升拓展提升AA+T+G+C=A2 +T2 +G2 +C2A2 =A1 +T1 +G1 +C1A1=a%b%c%c%a%b%+2=A1T2T1A2G1C2C1G2若：若：规律四：规律四：针对训练：针对训练：必修必修2人教 版 生物化学组成化学组成的双的双螺旋结构螺旋结构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸种

7、类：种类： 四种四种 碱基互补配对原则碱基互补配对原则关于关于DNA分子结构的相关计算规律分子结构的相关计算规律由两条由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而的脱氧核苷酸长链盘旋而成。成。外侧由外侧由脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替连接构成交替连接构成基本基本骨架骨架 ，碱基碱基排列在排列在内侧内侧。DNA分子两条链上的碱基通过分子两条链上的碱基通过氢键氢键连接成连接成碱基对。碱基对。(1)稳定性：稳定性：DNA分子是由两条链按分子是由两条链按反向平行反向平行方式盘旋成双方式盘旋成双螺旋结构。螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构

8、成在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基排列在内侧。；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，遵循两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则。拓展提升：拓展提升：DNA分子的特点(2)多样性：多样性：碱基对排列顺序千变万化碱基对排列顺序千变万化碱基对的排列顺序或碱基对的排列顺序或脱氧核苷酸的排列顺序脱氧核苷酸的排列顺序遗传信息遗传信息代表代表DNA分子的种类或分子的种类或碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序= 4n 种种 n代表碱基对数代表碱基对数(3)特异性：特异性：每个每个 DNA分子都有特定的碱基排列顺序，分子都有特定的碱基排列顺序，代表了特定的遗传信息

9、。代表了特定的遗传信息。化学组成化学组成的双的双螺旋结构螺旋结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 碱基互补配对原则碱基互补配对原则DNA分子的特性：稳定性、多样性和特异性分子的特性：稳定性、多样性和特异性由两条由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而的脱氧核苷酸长链盘旋而成。成。外侧由外侧由脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替连接构成交替连接构成基本基本骨架骨架 ，碱基碱基排列在排列在内侧内侧。DNA分子两条链上的碱基通过分子两条链上的碱基通过氢键氢键连接成连接成碱基对。碱基对。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 1

10、1010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、A+TG+CA2 +T2G2 +C2A1+T1G1+C1=a=a双链双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补且不互补碱基之和的比值等于碱基之和的比值等于1( A+G)/(T+C)=1双链双链DNA分子中分子中A+T/G+C等于其中等于其中任何一条链的任

11、何一条链的A+T/G+C。规律二：规律二：A1T2T1A2G1C2C1G2A=T， G=C A+G=T+C = 50%=a双链双链DNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+C互互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一补链中这一 比值的倒数比值的倒数.1bA2+G2T2+C2=双链双链DNA分子中，分子中，A+T占整个占整个DNA分子碱基分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该占该链碱基总数的百分比。链碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2A2

12、+T2 +G2 +C2A2 +T2=A1 +T1 +G1 +C1A1 +T1=c%c%c%T1+C1=b A1+G1 （二）、DNA分子的有关计算 1碱基互补配对的计算（任一双链DNA分子） AT，GC， 任意两个不互补的碱基之和相等，占碱基总数的一半。 DNA双链中的两个互补碱基数相等；AGTCACTG50%(AG)/(TC)(AC)/(GT)1 (4)一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两个碱基的和。 （5）互补配对的两种碱基的和占整个DNA分子的比例等于各条链上相应碱基的和占该链的比例（链）链）AT（ 链）链）TA（链）链）ATe%（链）链）TA=e% (双链双链) ATe% (7) D

13、NA分子中非互补配对的两种碱基和的比值互为倒数。 “不补互为倒数”(链链)(AG)/(TC)=e(链链)(AG)/(TC)=1/e (双链双链)(AG)/(TC)=1（6）DNA分子中互补配对的两种碱基和的比值等分子中互补配对的两种碱基和的比值等于各条链上相应碱基和的比值。于各条链上相应碱基和的比值。 (链链)(AT)/(GC) (链链)(AT)/(GC) (双链双链)(AT)/(GC)“补了全都一样补了全都一样”不同的生物该比值不同不同的生物该比值不同双链双链DNADNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和碱基之和恒等恒等，各占碱基总数的，各占

14、碱基总数的50%,50%,且不互补碱基之且不互补碱基之和的比值等于和的比值等于1 1( A+G)/(T+C)= ( A+C)/(T+G)=1规规 律律 总总 结：结：A1T2T1A2G1C2C1G2A=T， G=C A+G=T+C =A+C=T+G = 50%双链双链DNADNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基之和的互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值等于另一互补链中这一 比值的比值的倒数倒数. .1bA2+G2T2+C2=T1+C1=b A1+G1知识延伸：知识延伸：双链双链DNA分子中，分子中，A+T占整

15、个占整个DNA分分子碱基总数的百分比子碱基总数的百分比等于等于其中任何一条链中其中任何一条链中A+T占占该链碱基总数的百分比。该链碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A2 +T2 +G2 +C2A2 +T2=A1 +T1 +G1 +C1A1 +T1=c%c%c%A+TG+CA2 +T2G2 +C2A1+T1G1+C1=a双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于等于其中任何一条链的其中任何一条链的A+T/G+CA+T/G+C。=a=a相等的相等的亲代亲代DNADNA分子分子复制复制1 1次次复制复制2 2次次复制复制3 3次次2 22 22 22 23 3复制复制n

16、n次次2 2n n探究点二探究点二 DNADNA复制过程的计算规律复制过程的计算规律1.某动物一某动物一DNA复制时，若从一端开始复制，理论上完复制时，若从一端开始复制，理论上完成复制约需成复制约需30s，而实际上只需，而实际上只需12s左右，由此推测，左右，由此推测，DNA分子的复制是分子的复制是_(单、多单、多)起点复制。起点复制。2.思维拓展：半保留复制思维拓展：半保留复制（1）一个）一个DNA分子复制分子复制n次后，得到的次后，得到的DNA分子数量分子数量为为 ，增加的，增加的DNA分子数为分子数为 ，第，第n次复制增加的次复制增加的DNA分子数为分子数为 ， 2 2n n2 2n-1

17、n-11/21/2n-1n-12/22/2n n2 2n n-1-1（2）某）某DNA分子中含某种碱基分子中含某种碱基a个，则复制个，则复制n次需要次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为含该碱基的脱氧核苷酸数为 ；第；第n次复制，需要次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n n1 1。（3）若以被同位素标记的）若以被同位素标记的DNA分子的两条链为模板，分子的两条链为模板，复制复制n次后，标记次后，标记DNA分子占分子占 ，标记的，标记的DNA单链占单链占所有单链的所有单链的 ；若用同位素标记原料，则复制；若用同位素标记原料，则复制n次后，次后，标记标记DNA分子占分子占10

18、0%，标记的单链占，标记的单链占11/2n n。a2n1多多探究示例探究示例2(2010山东理综，山东理综，7)蚕豆根尖细胞在含蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是期，其染色体的放射性标记分布情况是()A每条染色体的两条单体都被标记每条染色体的两条单体都被标记 B每条染色体中都只有一条单体被标记每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记只有半数的染色体中一条单体被标记 D每条染色体的两条单体都不被标记每条染色体的两条单体都不被标记B B3.DNA3.DNA分子的结构特性分子的结构特性1 1）多样性：）多样性： 碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序的千变万化，构成了的千变万化，构成了DNADNA分子分子的多样性。的多样性。 在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNA分子也大约有分子也大约有4000个碱基对，个碱基对，碱基对有：碱基对有：