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(共20张PPT)
DNA的结构
DNA双螺旋结构模型的构建
Construction of DNA double helix structure model
沃森（J.D. Wstson)&克里克（F. Crick）
卡文迪许实验室
生物学家 物理学家
DNA双螺旋结构模型的构建
Construction of DNA double helix structure model
威廉·劳伦斯·布拉格
威廉·劳伦斯和他的父亲合作发展出X射线衍射（绕射）晶体图学。
20世纪初
A
B
S
A
B
孔较大时
孔较小时
光的衍射
光沿直线传播
DNA双螺旋结构模型的构建
Construction of DNA double helix structure model
20世纪初
a角度进行衍射
c角度进行衍射
b角度进行衍射
晶体空间结构和其X射线衍射图谱的关系
DNA双螺旋结构模型的构建
Construction of DNA double helix structure model
1951年
威尔金斯在一场关于DNA演讲上展示了两张用X射线做的DNA衍射照片。
威尔金斯
沃森
现象：DNA呈现“X”形
推断：DNA分子式螺旋的
DNA双螺旋结构模型的构建
Construction of DNA double helix structure model
1951年
富兰克林发现提高空气的湿度，发现DNA易吸收水分。所以她认为脱氧核糖核苷酸的亲水磷酸基团应该位于DNA的外侧，其余部分位于内侧。这是解开DNA结构的重要线索。
富兰克林
内侧
外侧
DNA双螺旋结构模型的构建
Construction of DNA double helix structure model
1951年
沃森与克里克推算出三股螺旋的DNA结构（磷酸排在内侧，含氮碱基排在外侧）。他们邀请威尔金斯和富兰克林观看，被两人评价为“一无是处”，并告知他们含氮碱基应该排列在内侧。沃森和克里克默默地记录下了这个关键信息。
DNA双螺旋结构模型的构建
Construction of DNA double helix structure model
1952年
奥地利生物化学家查加夫来到沃森和克里克的实验室，两人得到了一个关键信息：DNA中碱基会相互配对，而且A与T的数量相等，C与G的数量相等。
查加夫
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
DNA双螺旋结构模型的构建
Construction of DNA double helix structure model
沃森和克里克的 核酸的分子结构
1953年4月25日
罗莎琳的胸腺核苷酸酸钠盐的分子构象
威尔金斯的脱氧戊糖核酸的分子结构
DNA双螺旋结构模型的构建Construction of DNA double helix structure model1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得了诺贝尔生理学和医学奖。左一：威尔金斯 左三：克里克左五：沃森DNA的结构The structure of DNACTTGACAG5’5’3’3’（1）由条单链按_________方式盘旋成_______结构反向平行双螺旋23',5'-磷酸二酯键1、DNA双螺旋结构磷酸
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
DNA的结构
The structure of DNA
1、DNA双螺旋结构
和 交替连接，构成基本骨架；
(2) 外侧：
碱基
内侧:
脱氧核糖
(3)碱基互补配对原则
两条链上的碱基通过 连接形成
，且A只和 配对、G只和 配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作
。
氢键
氢键
T
C
碱基互补配对原则
碱基对
碱基对
DNA的结构
The structure of DNA
1、DNA双螺旋结构
(4) 总结：
氢键
A
T
A
T
T
A
G
G
G
C
C
A
T
C
碱基对
五种元素：
C、H、O、N、P
四种碱基：
A、T、C、G
三种物质：
两条长链：
一种螺旋：
规则的双螺旋结构
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条反向平行的脱氧核苷酸链
氢键关系:
A=T G≡C
DNA的结构
The structure of DNA
2、DNA的结构特性
碱基对的排列顺序的千变万化。
在生物体内，最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：A—T、T—A、G—C、C—G。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。
3）稳定性
具有规则的双螺旋结构。
1）多样性
3、DNA杂交技术的应用
DNA杂交技术可以用于两个物种亲缘关系的判断，若两个物种的DNA样本经处理后形成的DNA互补区段越多，则两个物种的亲缘关系_____。
越近
DNA的计算
DNA computing
(1) A=T，G=C，即：两个互补的碱基数量相等
A1+T1=A2+T2=n%
所以A+T=A1+A2+T1+T2= =n%
互补碱基之和的比例在整个DNA分子中以及任何一条链中都相等
(2)设双链DNA分子的一条链上A1+T1=n%，则A+T、A2+T2的比例是多少？
在不同的DNA分子中，上述比例是否一样？
不一样，因为DNA分子具备特异性
(3)在DNA双链中，任意两个非互补碱基和的比例_______，并为碱基总数的_____（教材P52概念检测(2)）。
DNA的计算
DNA computing
恒等
50%
在双链DNA分子中：∵ A = T G = C
∴A+G =T+C
也可写成：
∴A+G/(A+G+C+T) =T+C/(A+G+C+T)
=1
=
A+G
T+C
T+G
A+C
A+C
T+G
T+C
A+G
=
=
=50%
任意两个非互补碱基和的比例为1，则可能为双链
若为双链，则任意两个非互补碱基和的比例为1
(4)在双链DNA分子的两条互补链中，非互补碱基之和的比例__________。
DNA的计算
DNA computing
互为倒数
A1+G1
T1+C1
在一条链中，
= m
A1+G1
T1+C1
则，
= m
=
T2+C2
A2+G2
A2+G2
T2+C2
在互补链中，
= 1/m
DNA的计算
DNA computing
(5)在双链DNA分子中，某碱基占双链DNA碱基总数的百分比，等于此种碱基在两条链中比值的______
A
A+T+G+C
A1
A1+T1+G1+C1
A2
A2+T2+G2+C2
+
A1 +A2
A1+T1+G1+C1
A2
A1+T1+G1+C1
+
A1
A1+T1+G1+C1
A
(A+T+G+C)×1/2
=
=
=
=
一半
A
A+T+G+C
A1
A1+T1+G1+C1
A2
A2+T2+G2+C2
+
=
( )
1/2
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_____
1.某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_____
20%
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
随堂练习
In-class practice
随堂练习
In-class practice
5.从某生物组织中提取DNA进行分析，其4种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。又知该DNA的一条链(H链)，所含的碱基中有28%是腺嘌呤，问与H链互补的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的( )
A.42% B.27% C.26% D.14%
C
6.从某生物组织提取的DNA成分中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%，已知1号链的碱基中28%是腺嘌呤，22%是胞嘧啶。
（1）全部碱基中腺嘌呤占_____%
（2）与1号链相对应的2号链中，腺嘌呤占该链全部碱基_____%
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