第第第第2 2 2 2节节节节DNADNADNADNA的分子结构的分子结构的分子结构的分子结构1鉴别真伪萨达姆可采用什么方法？2一一一一. DNA. DNA的的的的基本单位基本单位基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸 1234含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸5A GC T基本组成单位：基本组成单位：一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子脱氧核糖一分子磷酸一分子磷酸元素组成元素组成:C H O N P:C H O N P1、四种脱氧四种脱氧核苷酸核苷酸3腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类(4(4(4(4种种种种) ) ) )A脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸G脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸C脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸T脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸42、1951年威尔金斯展示了年威尔金斯展示了DNA的的X射线的衍射图射线的衍射图谱，并且获得相关其数据谱，并且获得相关其数据53、沃森和克里克提出、沃森和克里克提出DNA螺旋结构的初步构想。螺旋结构的初步构想。4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸的量总是等于胸腺嘧啶腺嘧啶(T)的量（的量（A=T），鸟嘌呤），鸟嘌呤(G)的量总是等的量总是等于胞嘧啶于胞嘧啶(C)的量的量(G=C).5、1953年沃森和克年沃森和克里克发表论文核里克发表论文核酸的分子结构模型酸的分子结构模型脱氧核糖核酸的脱氧核糖核酸的一个结构模型一个结构模型6DNA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DNADNA的空间结构的空间结构7AAATTTGGGGCCCATC磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基氢键氢键磷酸二脂键磷酸二脂键脱氧核苷酸脱氧核苷酸8碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对碱基对，且且A只和只和T配对配对(形成形成二二个氢键个氢键) 、C只和只和G配配对对(形成形成三三个氢键个氢键), ，这种碱基之间的一一，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做对应的关系就叫做碱基互补配对原则碱基互补配对原则。ATGC氢键氢键 9AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由分子是由两两条条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构DNA分子的结构特点分子的结构特点10AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由分子是由两两条条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构（2）DNA分子中的脱氧核分子中的脱氧核糖和磷酸糖和磷酸交替交替连接，排列连接，排列在在外外侧，构成侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在碱基在内内侧。侧。DNA分子的结构特点分子的结构特点11AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由分子是由两两条条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构（2）DNA分子中的脱氧核分子中的脱氧核糖和磷酸糖和磷酸交替交替连接，排列连接，排列在在外外侧，构成侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在碱基在内内侧。侧。（3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过氢键氢键连结起来，形成连结起来，形成碱基碱基对对，且遵循，且遵循碱基互补配对碱基互补配对原则原则。DNA分子的结构特点分子的结构特点12注意：注意：注意：注意：A+T=C+G ?A+T=C+G ?A+T=C+G ?A+T=C+G ?碱碱 基基 互互 补补 配配 对对 原原 则则1.1.在在在在DNADNADNADNA分子中形成分子中形成分子中形成分子中形成 碱基对时，碱基对时，碱基对时，碱基对时，A A一定与一定与一定与一定与T T配对，配对，配对，配对，G G一定与一定与一定与一定与C C配对，这种一一对应的关系，称为碱基配对，这种一一对应的关系，称为碱基配对，这种一一对应的关系，称为碱基配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。互补配对原则。互补配对原则。互补配对原则。2. 2. 2. 2. 碱基对之间的氢键具有固定的数目，碱基对之间的氢键具有固定的数目，碱基对之间的氢键具有固定的数目，碱基对之间的氢键具有固定的数目，A A A A与与与与T T T T有有有有两两两两个氢键，个氢键，个氢键，个氢键，C C C C与与与与G G G G有有有有三三三三个氢键个氢键个氢键个氢键3. 3. 3. 3. 在双链在双链在双链在双链DNADNADNADNA分子中有分子中有分子中有分子中有A=TA=T，C=GC=G，所以，所以，所以，所以 A+G=C+TA+G=C+T 即即即即 嘌呤碱基总数嘌呤碱基总数嘌呤碱基总数嘌呤碱基总数= = = =嘧啶碱基总数嘧啶碱基总数嘧啶碱基总数嘧啶碱基总数 13AAATTTGGGGCCCATC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。14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。 DNA分子的分子的多多样性和特异性样性和特异性就体就体现在特定的碱基现在特定的碱基（对）排列顺序中。（对）排列顺序中。15DNA分子的特性：分子的特性：多样性：多样性：碱基有碱基有4种：种：A、T、G、C,碱基对有碱基对有4种：种：AT、TA、GC、CG,而而n个碱基对个碱基对,DNA分子的种类有分子的种类有4n 种种.如如:一个最短的一个最短的DNA分子也有分子也有4000个碱基对，可能的排个碱基对，可能的排列方式就有列方式就有44000种。种。 特异性：特异性：不同的生物，碱基对的数目可能相同，但碱基对的排不同的生物，碱基对的数目可能相同，但碱基对的排列顺序肯定不同。列顺序肯定不同。 稳定性：稳定性： 碱基互补配对原则保持双链平行，氢键的作碱基互补配对原则保持双链平行，氢键的作用力保持双链的结构牢固（用力保持双链的结构牢固（ C 、 G 碱基对越多越稳定碱基对越多越稳定）DNA分子中的碱基分子中的碱基(对对)排列顺序就代表了遗传信息排列顺序就代表了遗传信息 DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。特定的特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序分子具有特定的碱基排列顺序 16化学组化学组成单位成单位双双螺螺旋旋结结构构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸种类：种类：四种四种主要主要特点特点碱基互补配对碱基互补配对原则：原则：由两条反向平行的脱氧核苷酸长链由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。盘旋而成。外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架成基本骨架 ，碱基排列在内侧。，碱基排列在内侧。DNADNA分子两条链上的碱基通过氢键连分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。接成碱基对。A A C C G GA TA A C C G GA TT T G G C C T AT T G G C C T ADNADNA的的结结构构DNADNA双螺旋结构的构建双螺旋结构的构建 (碱基互补配对原则碱基互补配对原则)分子结构的特性分子结构的特性:稳定性、多样性、特异性稳定性、多样性、特异性17练习与思考练习与思考1，已知，已知DNA分子的其中一条链如下，分子的其中一条链如下，其中共有磷酸多少？其中共有磷酸多少？脱氧核糖多少？脱氧核糖多少？T碱基有多少碱基有多少?共有碱基多少共有碱基多少? T T A A T G G T C T A T G C A18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？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C （ ） （ ） 50也可以写成以下形式：也可以写成以下形式：A + GT C1（ ）（ ）（ ）（ ）规律概括：在规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+T+C+GA+T+C+GA + C T + GA + C T + G相等相等5019设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， G G1 1 = C = C2 2 ， G G2 2 =C =C1 1。则在则在DNADNA双链中：双链中： A = T A = T ， G = C G = C可引申为：可引申为：1 1、嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数、嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+G/T+C=1或或A+G/A+T+G+C=50% A+G/A+T+G+C=50% 或或 A%=50%-G% A%=50%-G%A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链例题例题1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析： 因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27%20若：若：A+T=整个整个DNA的的n%， G+C=整个整个DNA的的m%则：则：A1+T1=1链的链的n%，G1+C1=1链的链的m% A2+T2=2链的链的n%，G2+C2=2链的链的m%2 2、双链、双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何一条等于其中任何一条链的链的A+T/G+CA+T/G+C。( (互补碱基之和的比值互补碱基之和的比值) )A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1G G1 1+C+C1 1A A2 2 +T +T2 2G G2 2 +C +C2 2= = =213 3、双链、双链DNADNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互互为倒数。为倒数。（不互补的碱基之和的比值）（不互补的碱基之和的比值）A A1 1+G+G1 1T T1 1 +C +C1 1 = a = aT T2 2 +C +C2 2A A2 2 +G +G2 2 = 1/a = 1/a例题例题2 2、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例在其，上述比例在其互补链和整个互补链和整个DNADNA分子中分别分子中分别是多少？是多少？2.5 1 2.5 1 A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链224 4、双链、双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链碱基总数的百分比等于其中任何一条链中中A+TA+T占该链碱基总数的百分比，其中占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链任何一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的一的一半。半。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= = =A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C +C2 2A A2 2 +T +T2 2= =A A1 1 +T +T1 1（A+TA+T）1 12 2= = =A A2 2 +T +T2 2A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链（G+CG+C）1 12 2G G1 1 +C +C1 1G G2 2 +C +C2 2= = =23A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链例例4 4：某双链：某双链DNADNA分子中，分子中，A A占整个占整个DNADNA碱基总数的碱基总数的27%27%，其中一条链上，其中一条链上A A占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求。求另一条链上另一条链上A A占其所在链碱基总数的百分含量。占其所在链碱基总数的百分含量。 5 5、一种碱基在两条链中所占的比例等于、一种碱基在两条链中所占的比例等于这种碱基在每条单链中所占的比例之和的这种碱基在每条单链中所占的比例之和的一半一半32%32%24DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算1.某生物细胞DNA分子的碱中，腺嘌呤的分子数占22，那么，胞嘧啶的分子数占（ ） A11 B22 1. C28 D44(C)25DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算2、根据碱基互补配对原则，在AG时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（ ）(C)26DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算3、若DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值为（ ） A、a B、1/a C、1 D、11/a4、若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为ACGT11.522.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为A 54 B 43 C 32 D 52(A)（B）27 5.某双链某双链DNA分子中，（分子中，（A+T）/（G+C）=1.5 则它的则它的C占全部碱基的：占全部碱基的： A.20% B.25% C. 30% D.35%A.20%6、由、由120个碱基组成的个碱基组成的DNA分子片段，可因碱分子片段，可因碱基对组成和序列的不同，而形成具有不同遗传基对组成和序列的不同，而形成具有不同遗传信息的信息的DNA分子，其种类数最多可达分子，其种类数最多可达 A.4120 B.1204 C.460 D.604C.46028