第二节DNA分子的结构和特点1

1、核酸核酸类型类型存在存在部位部位基本单位基本单位核苷酸核苷酸磷酸磷酸五碳糖五碳糖碱基碱基DNA磷酸磷酸RNA主要在主要在细胞细胞核核主要在主要在细胞细胞质质脱氧脱氧(核糖核糖)核苷酸核苷酸核糖核糖核核苷酸苷酸脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶腺嘌呤腺嘌呤A鸟嘌呤鸟嘌呤G胞嘧啶胞嘧啶C胸腺嘧啶胸腺嘧啶T嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶腺嘌呤腺嘌呤A鸟嘌呤鸟嘌呤G胞嘧啶胞嘧啶C脲嘧啶脲嘧啶U核核 苷苷元素组成：元素组成：C、H、O、N、P腺嘌呤脱氧核苷酸腺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脱氧核苷酸的种类鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸磷酸磷

2、酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基A磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖G磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖C磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖T回眸历史回眸历史美化学家鲍林：美化学家鲍林：最早认定最早认定DNA分子分子螺旋螺旋结构，结构，提出提出DNA三螺三螺旋旋模型模型英生物物理学家英生物物理学家威尔金斯威尔金斯：算出：算出DNA双螺旋双螺旋直径直径与长度。与长度。磷酸根磷酸根在螺旋的在螺旋的外侧外侧，碱基碱基在螺旋在螺旋内侧内侧英物理化学家富兰克林英物理化学家富兰克林： X衍射技术衍射技术拍摄拍摄DNA晶体晶体衍射图。提出衍射图。提出 DNA双螺双螺旋旋，精确计算，精确计算DNA分子分子内部结构的内部结构的轴向轴向与与

3、距离距离克里克、沃森（当时是物克里克、沃森（当时是物理、生物研究生）：理、生物研究生）： 1953年英国年英国自然自然杂志杂志发文提出发文提出DNA双螺旋结双螺旋结构模型构模型。 1962年与年与威尔威尔金斯金斯同获同获诺贝尔奖诺贝尔奖DNA的空间结构回眸历史回眸历史ATGC四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链学习新知学习新知磷酸二磷酸二酯键酯键(1)DNA(1)DNA分子是由分子是由 条条 平平行的脱氧核苷酸长链盘旋而行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的成的 结构。结构。(2)DNA(2)DNA分子中的分子中的 和和磷酸磷酸交替连接，排列在外侧，交替连接，排列在外侧，构成

4、构成基本骨架基本骨架; ; 在内侧。在内侧。(3)DNA(3)DNA分子两条链上的碱基通分子两条链上的碱基通过过 连结起来形成连结起来形成 ，且遵循且遵循 原则。原则。DNA双螺旋结构的双螺旋结构的主要特点主要特点两两反向反向双螺旋双螺旋脱氧核糖脱氧核糖碱基碱基碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对学习新知学习新知A G C T 人人30.919.919.829.4 鸡（母）鸡（母）28.820.521.529.2 鲑鲑29.720.820.429.1 海海 胆胆32.817.717.332.1 小麦胚小麦胚27.322.722.827.1 酵酵 母母31.318.717.132.9 大

5、肠杆菌大肠杆菌24.726.025.723.6 噬菌体噬菌体21.328.627.222.9几种生物的几种生物的DNA碱基组成碱基组成(%)卡伽夫法则卡伽夫法则回眸历史回眸历史结论结论： 1.1.腺嘌呤腺嘌呤(A)(A)的量总等于胸腺嘧啶的量总等于胸腺嘧啶(T)(T)量量 ( (即：即：A=TA=T) ) 2. 2.鸟嘌呤鸟嘌呤(G)(G)的量总等于胞嘧啶的量总等于胞嘧啶(C)(C)的量的量 ( (即：即：G=CG=C) ) 3.A+T3.A+T不一定等于不一定等于G+CG+C 奥地利生物化学家奥地利生物化学家查加夫查加夫（1905-）在）在艾弗艾弗里里工作的影响下，认为如果不同的生物种是由工

6、作的影响下，认为如果不同的生物种是由于于DNA的不同，则的不同，则DNA的结构必定十分复杂，的结构必定十分复杂，否则难以适应生物界的多样性。因此，他对否则难以适应生物界的多样性。因此，他对列列文文的的“四核苷酸假说四核苷酸假说”产生怀疑。在产生怀疑。在19481952年年4年时间内，利用比列文时代更精确的年时间内，利用比列文时代更精确的纸层析法纸层析法分离分离4种碱基，用紫外线吸收光谱做种碱基，用紫外线吸收光谱做定量分析，经过多次反复实验，终于得出不同定量分析，经过多次反复实验，终于得出不同于列文的结果。于列文的结果。 实验结果表明，实验结果表明，DNA分子中分子中嘌吟和嘧啶的总嘌吟和嘧啶的总

7、分子数量相等分子数量相等，其中，其中腺嘌吟腺嘌吟A=胸腺嘧啶胸腺嘧啶T，鸟鸟嘌吟嘌吟G=胞嘧啶胞嘧啶C。说明。说明DNA分子中的碱基分子中的碱基A 与与T、G与与C是配对存在的，从而否定了是配对存在的，从而否定了四核苷四核苷酸假说酸假说，并为探索，并为探索DNA分子结构提供了重要分子结构提供了重要的线索和依据。的线索和依据。查伽夫法则查伽夫法则已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有18001800个碱基对，其中胞嘧个碱基对，其中胞嘧啶有啶有10001000个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（

8、 ）A A18001800个和个和800800个个 B B18001800个和个和l800l800个个C C36003600个和个和800800个个D D36003600个和个和36003600个个C课堂反馈课堂反馈制作制作DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型 学习新知学习新知下面是下面是DNADNA的分子结构模式图，说出的分子结构模式图，说出图中图中1 11010的名称。的名称。 12345678109GTCA1.1.胞嘧啶胞嘧啶2.2.腺嘌呤腺嘌呤3.3.鸟嘌呤鸟嘌呤4.4.胸腺嘧啶胸腺嘧啶5.5.脱氧核糖脱氧核糖6.6.磷酸磷酸7.7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.8.碱基

9、对碱基对9.9.氢键氢键10.10.一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链的片段的片段课堂反馈课堂反馈1、DNA哪些结构特点哪些结构特点使得使得DNA比较稳定？比较稳定？基本骨架基本骨架碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序学习新知学习新知2、DNA哪些结构特点哪些结构特点在不同在不同DNA分子之间存分子之间存在不同？在不同？碱基互补配对原则碱基互补配对原则基本规律：基本规律： 双链双链DNADNA，两，两互补碱基相等互补碱基相等( (A=T，G=C) )碱基互补配对原则规律总结碱基互补配对原则规律总结学习新知学习新知拓展规律：拓展规律：1.1.某双链某双链DNADNA分子中，鸟嘌呤占分子中，鸟嘌呤占23

10、%23%，求腺嘌，求腺嘌呤占多少？呤占多少？ 2.在在DNA的一个单链中，的一个单链中，A+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DNA分子中分别是分子中分别是多少？多少？3.若若DNA的一个单链中，的一个单链中，A+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DNA分子中分别是分子中分别是多少？多少？27%27%2.5 12.5 10.4 0.40.4 0.4课堂巩固课堂巩固4 4假设一个分子片段中含碱基共假设一个分子片段中含碱基共个，占全部碱基的，则此片个，占全部碱基的，则此片段中碱基所占百分比和数目分别是（）段中碱基所占百分比和数目分别是（）答案答案: : 个个基本规律：基本规律： 双链双链DNADNA，两，两互补碱基相等互补碱基相等( (A=T，G=C) )碱基互补配对原则碱基互补配对原则课堂小结课堂小结 双链双链DNADNA分子中，任意两个分子中，任意两个不互补碱基之不互补碱基之和恒等和恒等，各占碱基总数的，各占碱基总数的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拓展规律：拓展规律： 双链双链DNADNA分子中，互补两条链中分子中