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第二节
《DNA分子的结构 》
第三章《基因的本质 》
2、构建者：美国生物学家沃森（左）和
英国物理学家克里克（右）。
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1、模型名称：
DNA双螺旋结构模型
3、构建依据及过程 常用方法：X射线晶体衍射法
衍射图谱
A
T
C
G
螺旋
外
外
内
相同
A=T
G=C
T
C
1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
否定
DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 四种碱基
（1）同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同；
（2）几乎所有生物的DNA，
腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，
鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。
（3）不同生物来源的DNA碱基组成比例不同，表现为A+T/G+C的比值不同。
奥地利著名生物化学家查哥夫研究成果：
它标志着生物学的研究进入分子水平。
1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
构建物理模型
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1962年诺贝尔医学生理学奖。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
早凋的“科学玫瑰” －－富兰克林
她和同事威尔金斯
在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到DＮＡ晶体照片，
但“科学玫瑰”没等到分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。
(英，R.E.Franklin, 1920－1958）
为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。
DNA衍射图谱
切记：不属于物理模型，
1、DNA的结构层次：
基本组成单位:脱氧核苷酸
二、DNA分子的结构
组成元素:C、H、O、N、P
脱氧核苷酸链
两条链盘旋成双螺旋结构，构成1个具有一定空间结构的DNA分子
许多个4种脱氧核苷酸连接成
单链
双 链
氢键
平面结构
立体结构
或空间结构
A
T
A
G
C
T
C
G
　
下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中1－10的名称
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
2、DNA双螺旋结构的主要特点
（1）DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链组成的，
这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，
排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成
碱基对，且遵循碱基互补配对原则
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，
且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对
应的关系就叫做碱基互补配对原则。
A和T之间两个氢键、C和G之间三个氢键。
理解：DNA分子的两条链是反向平行的。
DNA一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称为5`-端，另一端有一个羟基（-OH），称为3`-端。
DNA的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条单链是从5`-端到3`-端，另一条链则是从3`-端到5`-端
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
1、双链DNA中多数脱氧核糖连接（ ）个磷酸，多数磷酸连接（ ）个脱氧核糖
2、双链DNA有（ ）游离的磷酸基团
4、两条链之间的碱基通过（ ）直接相连
3、一条链中相邻碱基通过（ ）相连
分析双链DNA
2
2
2
脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖
氢键
5、DNA分子中氢键越多，DNA结构越稳定。
即C-G碱基对所占比例越大，DNA越稳定
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
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。内侧碱基互补配对原则不变（稳定性）
长链中的碱基（对）的排列顺序是千变万化的。（多样性）
你注意到了吗？
每个DNA分子碱基（对）的排列顺序又是特定的。（特异性）
1、多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成
了DNA分子的多样性。
例、在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000
个碱基对，请同学们计算DNA分子有多少种？
4 种
4000
2、特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一
个DNA分子的特异性.
碱基对的排列顺序就代表了遗传信息
生物体具有多样性和特异性的根本原因：DNA的多样性和特异性。
（直接原因-蛋白质分子的多样性和特异性）
三、DNA分子的结构特性
3、稳定性：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。内侧碱基互补配对原则不变
1、双链DNA分子中：
∵A=T， G=C
∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50%（ DNA总碱基数）
两个互补碱基相等
※任意两个不互补碱基之和恒等且各占DNA总碱基数的50％
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
四、利用碱基互补配原则的计算规律
A +G
T +C
=
A +C
T +G
=
T +G
A +C
=
T +C
A +G
不互补碱基之和的比值等于1．
【例题1】某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
【跟踪训练】
（1）、在一条双链DNA分子中，腺嘌呤占35%，它所含的
胞嘧啶应占（ ）
A、 15% B、 30% C 、35% D 、70%
A
（2）、在双链DNA中有鸟嘌呤P个，占全部碱基的比例为N / M （M＞2N），则该DNA分子中腺嘌呤的数目是（ ）
A 、 P B、（PM / N） + P
C、（PM / 2N）－P D 、 PM / 2N
C
2、双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一
条链的A+T/G+C。
A+T
G+C
A 2 +T 2
G 2 +C 2
A 1+T1
G 1+C1
=
=
= n
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
【跟踪训练】
若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，
上述比例在其互补链和整个DNA分子中
分别是多少？
0.4 0.4
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
A+T
A+T+G+C
A 2 +T 2 +G 2 +C 2
A 2 +T 2
=
A 1 +T 1 +G 1 +C 1
A 1 +T 1
=
3、双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百
分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的
百分比（G+C亦此）。
跟踪训练：
某双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链的24%，问另一条链中的C占多少？
30%
4、两条链中A+G/T+C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 比值的倒数.
1
n
A 2+G 2
T 2 +C2
=
T 1 +C 1
=
n
A1+G 1
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
【跟踪训练】在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
2.5 1
【跟踪训练】DNA的一条链中，（G+T）/（A+C）=2，（A+T）/（G+C）=0.5，则该DNA分子中另一条互补链上同样的碱基比例分别为：（ ）
A.2和2 B.0.5和0.5 C.2和0.5 D.0.5和2
B
5、不同生物的DNA分子中，其互补配对的碱基之和的
比值不同，代表了每种生物DNA分子的特异性。
（A+C）：（T+G）: ……=1不能反映种间差异。
（A+T）：（C+G）= 不同生物一般不同，
反映种间差异。
五、核酸种类的判断
1、复习核酸的知识点
5‘
3‘
【注意点】：
1、注意核酸还是核苷酸
2、五碳糖还是脱氧核糖还是核糖
3、注意多糖、蛋白质等彻底水解产物为单体即基本单位，
但是核酸彻底水解产物并不是它的基本单位
4、注意DNA彻底水解产物6种化合物（其中5种有机物）
5、注意烟草花叶细胞、烟 草花叶细胞的遗传物质、烟
草花叶病毒、噬菌体中含有的核酸 、核苷酸以及碱基
种类
6、区分DNA和RNA的方法：
1）.若有核糖，一定为（ ）；
若有脱氧核糖，一定为（ ）。
2）.若含有T，一定为（ ）；
若含有U，一定为（ ）。
3）.若含有T，且A≠T或嘌呤≠嘧啶，则为（ ），原因（ ）
4）.若嘌呤≠嘧啶，肯定不是（ ），
可能是（ ）
2、核酸种类的判断
RNA
DNA
DNA
RNA
单链DNA
双链DNA中A=T C=G,嘌呤=嘧啶
双链DNA
可能是单链DNA，也可能是RNA，也可能是双链DNA和RNA
六、科学 技术 社会
------“DNA指纹技术”
人的遗传信息主要分布于染色体上的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术
应用DNA指纹技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成如右图所示的DNA指纹图。因为每个人的DNA指纹图是独一无二的，所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。
在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。你能从下面的DNA指纹图判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
练习：
1、 某双链DNA分子中，（A+T）/（G+C）=1.5则它的C占全部碱基的：
A.20% B.25% C. 30% D.35%
A
2、测的DNA分子一条单链中（A+T）/（G+C）
=0.7，在整个DNA分子中这种比例是——
A.1.43 B. 0.7 C. 0.5 D0.3
B
3、 根据碱基互补配对原则，且在数量上C≠A， 那么下列的四个式子中，正确的是——
A.（C+T ） / （ G+A ） =1
B. （ A+C ） / （ T+G ） ≠ 1
C. （ G+C ） / （ A+T ） =1
D. （ T+A ） / （ C+G ） =1
A
4、若DNA分子的一条链中(A＋T)/(C＋G)=a，则和该DNA单链互补的单链片段中
(A＋T)/(C＋G)的比值为[ ]
A．a B．1/a C．1 D．1-1/a
5、若DNA分子中一条链的碱基A∶C∶T∶G＝l∶2∶3∶4，则另一条链上A∶C∶T∶G的值为( )
A．l∶2∶3∶4　 　 B．3∶4∶l∶2 C．4∶3∶2∶1　 　 D．1∶3∶2∶4
A
B
6、由120个碱基对组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达[ ]
120 B. 1204 C. 460 D. 4120
D

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