DNA雕塑,第2节 DNA分子的结构,1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克，共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。 它标志着生物学的研究进入分子的层次。 两位科学家获得了1962年度诺贝尔生理学或医学奖。,一、DNA双螺旋结构模型的构建,1、构建者：,20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分 子的基本单位是 。,脱氧核苷酸,1分子磷酸,1分子脱氧核糖,1分子含氮碱基,1分子脱氧核苷酸 = + + .,碱 基,磷酸,脱氧 核糖,A,G,C,T,2、构建者依据：,A,C,T,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,G,脱氧核苷酸的种类,DNA是由4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。,奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。,改变碱基配对的方式（A与T、G与C 配对） 成功,DNA的结构模式图,从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构,放大,二、DNA分子的结构,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,碱基对,另一碱基对,嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，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。,A,T,G,C,氢键,G与C形成三个氢键，A与T只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强。G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子由两条脱氧核苷酸长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。,（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；碱基排列在内侧。,（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。,DNA双螺旋结构的主要特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,你注意到了吗？,两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。,长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。,三、DNA分子的结构特性,2、多样性：不同种类的DNA分子，其内碱基对的排列 顺序都不同。,在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：AT、TA、GC、CG。请同学们计算DNA分子有多少种？,3、特异性：对于一个确定的DNA分子来说它的碱基排 列顺序都是确定的。,1、稳定性：主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。 碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。,【课堂反馈】,1下面是DNA的分子结构模式图，说出图中110的名称。,1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖 6. 磷酸 7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8. 碱基对 9. 氢键 10. 一条脱氧核苷酸链的片段,四、DNA有关碱基数量的计算：,设DNA一条链为1链，互补链为2链。 根据碱基互补配对原则 可知： A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。 则在DNA双链中： A = T ， G = C,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C 即A+G/T+C=1,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。,A1+G1,T1 +C1,T2+C2,A2 +G2,=,A 1+C1,T1 +G1,T2 +G2,A2 +C2,=,双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。,同理：,DNA分子各种碱基的数量关系 ：, 在整个DNA分子中，A=T、G=C； A+G=T+C，A+C=T+G； (A+G）/（T+C）=1, DNA分子的一条链中的A+T=另一条链的T + A ； 同理，G+C = C+G,如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a，则另一条链中的(A+T) / (G+C)比例也是a；如果一条链中的(A+G) / (T+C)=b,则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是1/b,两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。即 A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%,在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率 等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双 链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。 即： (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 总( A+T)% 同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总( G+C)%,拓展题：,你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C （ ） （ ）,也可以写成以下形式：,规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的 。,A+T+C+G,A+T+C+G,A + C,T + G,A + C,T + G,相等,50,1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？,解析：,因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，,A=50%23%=27%,2、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？ 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？,2.5 1 ;,0.4 0.4,有关DNA中的碱基计算,3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。,24%,4、某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数的34%，其中一条链上的C占该链碱基总数的28%，那么，对应的另一条互补链上的C占该链碱基总数的比例是多少？,38%,5、在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a 个，占该区段全部碱基的比例为b，则 （ ) b0.5 B. b0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b1) D.胞嘧啶为b(1/2a 1),C,6、分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有A，由此可知，该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少？,40%,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_,3、 DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G= _,20%,60个,29%,练习：,5.已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求: (1)在另一互补链中这一比例是多少?,1/m,(2) 这个比例关系在整个分子中又是多少?,1,(3)在另一互补链中这一比例是多少?,n,(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?,n,当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时,求:,6:从某生物组织中提取DNA进行分析,其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46% ,又知DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 ( ) 、26% 、24% 、14% 、11%,A,某DNA分子的碱基中，G的分子数占22%，那么T的分子数占（） A、11% B、22% C、28% D、44%,解析：GT50%，T50%22%28%,C,1.DNA的一条单链中AT/GC0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子 中分别是（） A、0.4和0.6 B、2.5和1 C、0.4和0.4D、0.6和1,现学现用:,解析: （A1+T1）/（G1+C1）=（T2+A2）/（C2+G2） =(A+T)/(G+C)=0.4,C,2.某DNA分子有两条链，分别是a链和b链，已知a链上（AC）/（TG），则b链和整个DNA分子中（AC）/（TG）分别是多少？,答案：1/x、1,3、双链DNA分子中，G占碱基总数的38，其中一条链中的T占碱基总数的5，那么另一条链中的T占碱基总数的 。,7%,【课堂反馈】,2已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是 （ ） A1800个和800个 B1800个和l800个 C3600个和800个 D3600个和3600个,C,【课堂反馈】,A+T+G+C,A+T+G+C,A+C,T+G,T+G,A+C,相等,一半,