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(共21张PPT)
第2节 DNA的结构
第三章 基因的本质
1
沃森和克里克是怎样揭示DNA的双螺旋结构的？
2
这一研究过程给我们哪些启示？
3
DNA的双螺旋结构有哪些主要特点
本节聚焦
一、导入：
2022年10月29日韩国首尔梨泰院，庆祝万圣节，发生踩踏事件，瞬间发生了惨剧。
韩国首尔警察厅31日表示，警方通过指纹鉴定和DNA信息分析等，已经确认了在此次事故中遇难的154人的身份。
为什么可以根据DNA确认身份信息？
DNA的结构具有特异性
二、DNA结构模型的构建：
20 世纪 30 年代，科学家已经发现，组成 DNA 分子的基本单位是脱氧核苷酸。
磷酸基团
P
脱氧
核糖
含氮碱基
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤
胸腺嘧啶
胞嘧啶
鸟嘌呤
A
G
C
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
1951年，波林发现了蛋白质的长链结构，由此推断，DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。
二、DNA结构模型的构建：
……
磷酸二酯键
一条脱氧核苷酸链
P
P
P
A
C
G
二、DNA结构模型的构建：
1951 年，英国科学家 (威尔金斯和富兰克林) 提供了 DNA 的 X 射线衍射图谱，表明 DNA 分子呈螺旋状结构。
二、DNA结构模型的构建：
沃森和克里克主要以 DNA 衍射图谱的有关数据为基础，推算出 DNA 呈螺旋结构，但无一例外，都被否定了！
奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出腺嘌呤（A）的量 = 胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量 = 胞嘧啶（C）的量。
沃森和克里克搭建了如下结构的模型：碱基安排在双链螺旋内部，脱氧核糖—磷酸骨架安排在螺旋外部。
二、DNA结构模型的构建：
特点：
A与T配对，G与C配对， DNA两条链的方向相反
A-T 碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径
组成的 DNA 分子具有恒定的直径
能够解释A、T、G、C的数量关系
把该模型与拍摄的X射线衍射照片比较时，发现该模型与基于照片推算出的 DNA 双螺旋结构相符。
3.4nm
2nm
0.34nm
二、DNA结构模型的构建：
1953年，沃森和克里克撰写的论文在英国杂志《自然》上发表，引起极大的轰动。
1962，沃森、克里克和威尔金斯三人因这一研究成果共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。
二、DNA结构模型的构建：
威尔金斯
克里克
沃森
富兰克林于1958年因病去世，无缘诺贝尔奖
三、DNA的结构：
1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位？
3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？
两条；两条链以反向平行的方式呈双螺旋结构。
由脱氧核糖和磷酸组成，排列在DNA分子两侧。
A与T配对，G与C配对。他们位于DNA分子内侧。
A
G
C
C
T
A
T
C
T
G
G
A
碱基对
氢键
四、DNA的结构特性：
1.稳定性：DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，两条链之间碱基互补配对的方式不变。
注意：G、C碱基对比例越大，结构越稳定
四、DNA的结构特性：
2.多样性：脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化，从而能够储存了大量的遗传信息。
P
P
P
P
P
P
P
P
4
4
4
4
思考：一个含n个碱基对的DNA分子，排列顺序有多少种？
4n种
3.特异性：每个DNA分子中的碱基对都有特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
四、DNA的结构特性：
五、DNA分子中碱基数量的计算：
根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2
1. A1＋A2＝________________；G1＋G2＝________________。
即：双链中A＝___，G＝___，
A＋G＝______＝______＝______＝__________________。
T1＋T2
C1＋C2
T
C
T＋C
A＋C
T＋G
1/2(A＋G＋T＋C)
规律一：双链中嘌呤数=嘧啶数；
非互补碱基之和相等且为碱基总数的一半。
N1
N2
N
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
五、DNA分子中碱基数量的计算：
根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2
2. A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。
A2＋T2
G2＋C2
A+T
G+C
A2+T2
G2+C2
A1+T1
G1+C1
=
=
=
a
a
a
（1）若1链
则2链
双 链
N1
N2
N
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
五、DNA分子中碱基数量的计算：
根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2
2. A1＋T1＝__________；G1＋C1＝__________。
=
A1+T1
N1
A2+T2
=
N2
A+T
N
=
C1+G1
N1
C2+G2
=
N2
C+G
N
（2）
规律二：互补碱基和之比，在单双链中相等，且互补碱基之和，在单双链中占比相等，简记为“补则等”。
N1
N2
N
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
五、DNA分子中碱基数量的计算：
根据碱基互补配对原则：A1＝T2，T1＝A2，G1＝C2，C1＝G2
T1+G1
= m
A1+C1
m
1
规律三：非互补碱基和之比，双链互为倒数，
简记为“不补则倒”。
3. 若1链
1
T2+G2
A2+C2
=
则2链
双链
T+G
A+C
=
N1
N2
N
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
六、课堂小结：
DNA的组成和结构
五种元素：C、H、O、N、P
四种碱基：A、G、C、T
三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链
一种螺旋：规则的双螺旋结构
DNA的构建
科学家：沃森、克里克
遵循规则：碱基互补配对
数量规律：A = T；C = G
七、课堂巩固：
1. 某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____
2. 一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_____
60个
3. 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
4. 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
谢谢大家观看

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