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(共22张PPT)
第2节 DNA的结构
第3章 基因的本质
坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往行人。你知道为什么将它作为高科技的标志吗？
DNA双螺旋结构的发现，标志着生物学的研究进入分子水平，具有里程碑式的意义。
DNA雕塑
问题探讨
DNA双螺旋结构的发现是20世纪最为重大的科学发现之一，和相对论、量子力学一起被誉为20世纪最重要三大科学发现。
在DNA结构的探索，于1953年摘得桂冠的是两位年轻的科学家——美国生物学家沃森和英国物理学家克里克
沃森
克里克
我能帮你理解生物学内容
我能帮你理解晶体学原理
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1、构建一条DNA的单链
DNA的中文全称：_________________
DNA的组成元素：_________________
脱氧核糖核酸
C、H、O、N、P
DNA的基本组成单位：________________，每分子基本单位是由一分子 、一分子 和一分子 构成，其中碱基的种类有 。
DNA是由 通过 连接而成的长链。
磷酸
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
含N碱基
A、T、C、G
脱氧核糖核苷酸
磷酸二酯键
2、构建DNA的平面结构
资料1：1951年，英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林展示了DNA的X射线的衍射图谱
莫里斯·威尔金斯
罗莎琳德·富兰克林
DNA分子呈螺旋结构
数据分析
生物理解
问题1：DNA是由几条链构成的？
沃森和克里克尝试搭建了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构，但都被否定了
资料2：富兰克林数学计算发现，
若DNA为三条链，则含水量约为样品的1/10
若DNA为两条链，则与样品实际含水量相符
DNA为2条链
资料3：二战后，科学家利用电子显微镜测定了DNA分子的直径约为2nm。相邻两核苷酸间距相等，并得出DNA是双链的结论。
资料4：碱基疏水，磷酸亲水，DNA在细胞中始终处于水环境中.
碱基在DNA螺旋结构的内侧，磷酸在外侧
沃森和克里克尝试了碱基位于螺旋外部，磷酸位于内部的双螺旋结构，化学家指出配对违反化学规律又被否定
沃森和克里克重新构建：磷酸-脱氧核糖骨架在外部，碱基在内部的双链螺旋结构，内部相同碱基配对。
化学家指出
配对违反化学规律又被否定
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
碱基（N）
嘌呤
嘧啶
两个环（更长）
一个环（更短）
如果是相同碱基配对，那么DNA的直径不固定
应该是嘌呤和嘧啶配对
哪种嘌呤与哪种嘧啶配对？
资料5：1952年，奥地利生物化学家查歌夫来到沃森和克里克的实验室，两人得到了一个关键信息：，在DNA分子中，腺嘌呤(A)的总量总是等于胸腺嘧啶(T)，鸟嘌呤(G)总是等于胞嘧啶（C）。
推测:A与T配对，C与G配对
查哥夫 E.chargaff
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
根据前面研究分析，DNA的双链可有两种连接方式，到底是哪一种？
资料6: DNA分子，不论正着拍还是翻转180°拍，看起来都一样
1953年沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构—脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文发表在英国《自然》杂志上。
1962年，沃森、克里克和威尔金斯获诺贝尔奖。
总结：DNA的结构
2）DNA分子中的 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 在内侧。
3）两条链上的碱基通过 连结起来，形成 ，且遵循 原则。
2条反向平行
1）DNA分子是由 的脱氧核苷酸长链盘旋而成 结构。
双螺旋
脱氧核糖和磷酸
碱基
氢键
碱基对
碱基互补配对
5’
3’
5’
3’
下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称；并探讨以下问题：
1、 .
2、 .
3、 .
4、 .
5、 .
6、 .
7、 .
8、 .
9、 .
10、 .
胞嘧啶（C）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
磷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
DNA的结构特性
1.稳定性：
1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成双螺旋结构。
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
2、特异性：
每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
3.多样性：
脱氧核苷酸数量不同，碱基的排列顺序千变万化。
在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请计算DNA分子有多少种？
44000
DNA分子中有关碱基数量的计算
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
DNA双链信息：A = T G = C
嘌呤数=嘧啶数
即A+G=T+C
（A+G）/(T+C)＝(A+C)/(G+T)＝(T+C)/(A+G)＝1
A+G、T+C、A+C、T+G都占DNA双链碱基总数的50%
规律一：
1.某生物细胞DNA的碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，那么,胞嘧啶的分子数占（ ）
A.11% B.22% C.28% D.44%
2.某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
C
27%
规律二：在双链DNA中，互补的两个碱基之和占全部碱基的比等于在任何一条单链中，这两个碱基之和占单链全部碱基数的比。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
1链 2链
某DNA中A+T占整个DNA碱基总数的44%，其中一条链上的G占该链碱基总数的21%，那么，对应的另一条互补链上的G占该链碱基总数的比例是（ ）
A.35% B.29% C.28% D.21%
A
规律三：双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。
规律四：双链DNA中，两条链间的非互补碱基和之比互为倒数。
且在整个DNA分子中，该比值为1。
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
练习：从某生物组织中提取DNA进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46％，又知该DNA分子的一条链（H链）所含的碱基中28％是腺嘌呤，24％是胞嘧啶，则与H链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的 （ ）
A．26％、22％ B． 24％、28％
C．14％、11％ D．11％、14％
A
1、经测定,青蛙体细胞中一段DNA分子中A有600个,占全部碱基总数的24%。那么,该DNA片段中C所占比例和数量分别是(　　)
A.24%,600个 B.24%,650个 C.26%,600个 D.26%,650个
2、某DNA片段的一条单链的核苷酸顺序为：5’-ATGCCTGA-3’，则其互补链的序列为( )
A.5’-ATGCCTGA-3’ B.5’-TCAGGCAT-3’
C.5’-TACGGACT-3’ D.5’-UCAGGCAU-3’
3、在含有4种碱基的DNA区段中，腺嘌呤有a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（ ）
A.b≦0.5 B.b≧0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b-1)个 D.胞嘧啶为b(1/2a-1)个
D
B
C

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