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(共23张PPT)
第2节 DNA的结构
第三章 基因的本质
中关村DNA双螺旋结构“生命”雕塑
结构 功能
DNA的结构是怎样的？
DNA如何储存遗传信息？
DNA的生物体的主要遗传物质
主要建立者：
沃森和克里克
一. DNA双螺旋结构模型的构建
克里克:
物理学家，对X射线晶体衍射图谱的分析十分熟悉。
沃森:
生物学家
一. DNA双螺旋结构模型的构建
1’
2’
3’
4’
含Ｎ碱基
脱氧
核糖
磷酸
5’
A腺嘌呤
C胞嘧啶
G鸟嘌呤
T胸腺嘧啶
20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA的基本单位________________，
其化学组成包括_________________________。
磷酸、碱基和脱氧核糖
四种脱氧核苷酸
1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯（M.Wilkins）和富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线晶体衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。
M.Wilkins
R.E.Franklin
“X”形意味着DNA分子是呈螺旋的
一. DNA双螺旋结构模型的构建
富兰克林拍摄的DNA衍射图谱
1952年，奥地利生物化学家查哥夫（E.Chargaff）发现：在DNA中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量；鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量。
查哥夫（E. Chargaff）
沃森和克里克推测：
A和T配对，C和G配对——碱基互补配对原则
一. DNA双螺旋结构模型的构建
沃森和克里克尝构建了将碱基安排在双螺旋的内部，脱氧核糖—磷酸骨架安排在螺旋外部的模型。
A
P
G
P
C
P
T
P
T
P
C
P
G
P
A
P
富兰克林发现，将DNA晶体翻180度获得的X射线衍射图仍然是一样的。沃森与克里克认为：DNA两条链是反向排列的。
①A-T与G-C具有相同的形状和直径，组成的DNA分子具有恒定的直径
②能解释A=T、G=C的数量关系
③模型与X射线衍射照片推算出的DNA双螺旋结构相符
一. DNA双螺旋结构模型的构建
1953年，沃森和克里克撰写的论文《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》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。
威尔金斯
克里克
沃森
一. DNA双螺旋结构模型的构建
中文全称：
组成元素：
基本单位：
脱氧核糖核酸
C、H、O、N、P
脱氧核糖核苷酸
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
一分子含氮碱基
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
脱氧核糖上与碱基相连的碳叫1’-C，与磷酸基团相连的碳叫5’-C。
二. DNA的结构
温故知新
二. DNA的结构
（2）DNA分子中的________和________交替连接，排列在外侧，构成_________；_______排列在内侧。
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
5
5
3
3
（1）DNA分子是由_____条单链组成的，这两条链按__________方式盘旋成_______结构。
两
反向平行
双螺旋
磷酸
脱氧核糖
基本骨架
碱基
3’端←5’端
5’端→3’端
碱基对具有相同的形状和直径
磷酸二酯键
磷酸二酯键
G
C
A
T
T
A
C
G
G
C
5
5
3
3
（3）两条链上的碱基通过_____连接起来，形成________，且遵循_______________原则。
氢键
碱基对
碱基互补配对
碱基互补配对原则
(碱基之间一一对应关系)
二. DNA的结构
A（腺嘌呤)与 T（胸腺嘧啶）配对；
G（鸟嘌呤）与 C（胞嘧啶）配对。
A=T G ≡ C
G ≡ C含越量高，DNA分子的结构越稳定
①稳定性
①空间结构稳定——规则的双螺旋结构
②外部稳定的基本骨架——磷酸和脱氧核糖交替连接形成
③内部碱基对稳定——通过氢键连接，遵循碱基互补配对原则
C
T
T
G
A
C
A
G
三. DNA分子的特性
三. DNA分子的特性
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。
②特异性
①碱基对的数量
/脱氧核苷酸的数量
C
T
T
G
A
C
A
G
③多样性
三. DNA分子的特性
②碱基对的排列顺序
/碱基的排列顺序
/脱氧核苷酸的排列顺序
（3）两条链上的碱基通过_____连接起来，形成________，且遵循_______________原则。
（2）DNA分子中的________和____________交替连接，排列在外侧，构成___________；_________排列在内侧。
（1）DNA分子是由_____条单链组成的，这两条链按__________方式盘旋成_______结构。
两
反向平行
双螺旋
磷酸
脱氧核糖
基本骨架
碱基
氢键
碱基对
碱基互补配对
课堂小结
DNA分子的特性：
稳定性、多样性、特异性
1、在整个DNA分子中，碱基之间数量关系
在双链DNA中，根据碱基互补配对原则：
A1＝ ，A2＝ ，G1＝ ，G2＝ .
T2
T1
C2
C1
A1＋A2＝______，G1＋G2＝______.
T1＋T2
C1＋C2
A＝__，G＝__
T
C
互补碱基相等(嘌呤数=嘧啶数)
A＋G＝_____＝_____＝_____
T＋C
A＋C
T＋G
＝ (A＋G＋T＋C)
非互补碱基之和相等，等于总碱基数的50%
（A＋G）/（T＋C）= .
1
非互补碱基之和之比等于1
＝50%
四、DNA碱基数目的计算规律
2、在单链与单链之间，碱基之间数量关系
若在1链中
A1+G1
T1+C1
= a,
则在2链中
A2+G2
T2+C2
= .
若在1链中
A1+T1
G1+C1
= m,
则在2链中
A2+T2
G2+C2
= ,
整个DNA分子中
A+G
T+C
= .
整个DNA分子中
A+T
G+C
= .
1/a
m
m
1
非互补碱基之和的比例互为倒数，但在整个DNA分子中为1
互补碱基之和之比相等，也等于整个DNA分子的(A+T) /(G+C)
四、DNA碱基数目的计算规律
3、单链与整个DNA之间，碱基之间数量关系
若在1链中
A1+T1
A1+T1+C1+G1
= w,
则在2链中
A2+T2
A2+T2+C2+G2
= .
整个DNA分子中
A+T
A+T+C+G
= .
w
w
互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等
四、DNA碱基数目的计算规律
3、单链与整个DNA之间，碱基之间数量关系
若在1链中
A1
A1+T1+C1+G1
=a,
则在2链中
A2
A2+T2+C2+G2
= b
整个DNA分子中
A
A+T+C+G
= .
a+b
2
某碱基在双链中所占的比例等于其在对应单链所占比例和的一半
四、DNA碱基数目的计算规律
例：A与T之间有 个氢键，G与C之间有 个氢键。若碱基对数
为n，则氢键数为2n～3n，若已知G有m个，则氢键数为 ；
若已知A有m个，则氢键数为 。
3n-m
2n+m
2
3
DNA分子的总氢键数=2(A-T碱基对数)+3(G-C碱基对数)
四、DNA碱基数目的计算规律
1.DNA两条单链的碱基数量关系是构建DNA双螺旋结构模型的重要依据。判断下列相关表述是否正确。
(1)DNA两条单链不仅碱基数量相等，而且都有A、T、G、C四种碱基。 ( )
(2)在DNA的双链结构中，碱基的比例总是(A+G)/(T+C)=1。 ( )
第二节
√
√
五、练习与应用
下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称 P52
胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶（C）
鸟嘌呤 (G)
腺嘌呤 (A)
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
１.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
__
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
五、练习与应用
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
4.一条DNA单链的序列是5'-GATACC-3'，那么它的互补链的序列是( )
A.5'-CTATGG-3' B.5'-GATACC-3'
C.5'-GGTATC-3' D.5'-CCATAG-3'
C
C
五、练习与应用

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