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(共25张PPT)
第2节 DNA的结构
第3章　基因的本质
一、DNA双螺旋结构模型的构建
建立者：
沃森和克里克
1951年，当时科学界已认识到：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Ａ、Ｔ、Ｇ、Ｃ4种碱基。
克里克
帮助理解生物学的内容
帮助理解晶体学原理
沃森
沃森和克里克对DNA结构的奥秘非常着迷
一、DNA双螺旋结构模型的构建
英国威尔金斯和同事富兰克林应用X射线衍射技术获得高质量的DＮＡ衍射图谱
沃森和克里克以该照片的有关数据为基础，推算出DNA呈螺旋结构
沃森和克里克采用了构建模型的方法来分析DNA分子的结构
资料1　研究发现，DNA翻转180度之后衍射图谱不变。
正向平行 反向平行
结论：两条链反向平行
思考：DNA两条链应该是哪一种平行方式？
资料2　嘌呤和嘧啶碱基具有疏水性，脱氧核糖和磷酸具有亲水性。
结论：脱氧核糖和磷酸基团排列在双链DNA分子的外侧，碱基排列在内侧。
资料3　DNA螺旋的直径是固定的，均为2 nm。
　嘌呤和嘧啶的分子结构如图
结论：嘌呤与嘧啶相连。
假说一: A与T配对，G与C配对;
假说二: A与C配对，G与T配对。
鸟嘌呤
腺嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
资料4　1952年，查哥夫对多种生物的DNA做了碱基定量分析。
结论：A与T配对，G与C配对
来源 碱基的相对含量
腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T
人 30.9 19.9 19.8 29.4
牛 27.9 22.7 22.1 27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1 32.9
结核分枝杆菌 15.1 34.9 35.4 14.6
把这个用金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较
模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符
沃森
克里克
威尔金斯
1953年，沃森和克里克撰写论文引起了极大的轰动
1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得了诺贝尔奖
二、DNA的结构
A
G
C
T
请画出DNA的另一条单链平面图，并标注方向。
脱氧核苷酸：
1′
2′
3′
4′
5′
二、DNA的结构
反向平行
双螺旋结构
方向：
空间结构：
碱基互补配对形成氢键
G
C
A
T
核苷酸之间连接的化学键：磷酸二酯键
脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架
2.外侧：
1.双链：
3.内侧：
二、DNA的结构
5'
3'
5'
3'
5'
3'
5'
3'
二、DNA的结构
例．如图是DNA的结构模式图，据图回答下列问题：
(1)说出图中①～⑩的名称。
①胞嘧啶
⑤脱氧核糖　
②腺嘌呤
③鸟嘌呤
④胸腺嘧啶
⑧碱基对　
⑥磷酸
⑦胸腺嘧啶脱氧核苷酸
⑩一条脱氧核苷酸链的片段
⑨氢键
二、DNA的结构
(2)一个链状DNA分子含有几个游离的磷酸基团？
因为A与T之间有两个氢键，而G与C之间有三个氢键，所以DNA中G与C碱基对所占的比例越高，该DNA稳定性越强。
含有2个游离的磷酸基团。
(3)为什么G－C碱基对含量越多DNA越稳定？
例．如图是DNA的结构模式图，据图回答下列问题：
二、DNA的结构
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
基本原则：双链DNA中，A=T，G=C
三、DNA结构的相关计算
DNA双链中嘌呤数等于嘧啶数
DNA有200个碱基，其中A有30个
思考：单链DNA嘌呤数一定等于嘧啶数吗？
可能是嘌呤=嘧啶；也可能是嘌呤≠嘧啶，
规律一：不互补碱基之和为碱基总数的一半。
A+G=T+C
=1/2碱基总数
三、DNA结构的相关计算
规律二：互补碱基之和的比值在两条链中相等。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
C2+G2
=
C+G
A1+T1
C1+G1
A2+T2
=
T+A
m
=
m
m
三、DNA结构的相关计算
规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
=
A1+G1
T1+C1
n
A2+G2
T2+C2
=
1/n
三、DNA结构的相关计算
规律四：一条链中互补碱基之和所占比例等于整个DNA中互补碱基之和所占比例。
DNA有200个碱基，一条链中的A+T占20%
A2+C2+G2+T2
=
A1+T1
A1+C1+G1+T1
T2+A2
=
T+A
1链碱基数
2链碱基数
双链碱基数
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
三、DNA结构的相关计算
例.某DNA分子中，G＋C之和占全部碱基的35.8％，一条链的C与T分别占该链碱基总数的17.1％和32.9％，则它的互补链中，C和T分别占该链碱基总数的多少？
答：18.7％和31.3％
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
例.在一个双链DNA分子中，碱基总数为a，鸟嘌呤碱基数为b，则下列叙述错误的是(　　)
A.脱氧核苷酸数＝磷酸数＝a
B.碱基之间的氢键数为a＋b
C.T的数量为a－b
D.一条链中C＋G的数量为b
C
三、DNA结构的相关计算
课后作业：
完成生物复习卷

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