DNA分子的结构

DNA分子的结构 DNA结构模型构建过程中的主要事件 1951年 威尔金斯展示出了DNA的衍射图谱 1952年 查哥夫研究发现在DNA中A=T、G=C 1953年 克里克和沃森的论文《核酸的分子结构— 脱氧核糖核酸的一个结构模型》发表 1962年 沃森、克里克和威尔金斯获得诺贝尔奖

DNA双螺旋结构模型的构建 早在19世纪，人们就发现了DNA的化学成分： 磷酸 脱氧 核糖 碱基 T C A G

脱氧核苷酸的种类 A G 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 C T 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸

一、DNA双螺旋结构的构建 C、 H、 O、 N、 P 1、19世纪50年代科学界认识到DNA 的化学组成。 DNA的基本组成元素有哪些？ 脱氧核苷酸 = 含氮碱基 + 脱氧核糖 + 磷酸 含氮碱基：A、T、G、C

2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱，并且获得相关其数据

3、沃森和克里克提出DNA螺旋结构的初步构想。 4、1952年查哥夫指出：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). 5、1953年沃森和克里克发表论文《核酸的分子结构模型－脱氧核糖核酸的一个结构模型》

2、上述资料中涉及到那些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？ 思考与讨论 2、上述资料中涉及到那些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？ 主要涉及了物理学（主要是晶体学），生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。 涉及的方法主要有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法；构建模型的方法等等。 现代科学技术中许多成果的取得都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。

3、沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作的研究的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你那些启示？ 要善于利用他人的研究成果和经验； 要善于与他人 交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的； 研究小组成员在知识背景上最好是互补的； 对所从事的研究要有兴趣和激情等。

DNA的空间结构 放大 从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构 DNA的结构模式图

A T 磷酸 C G A T 脱氧核糖 A T 含氮碱基 C G G C A T G C

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。 另一碱基对 氢键 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。

DNA分子的结构特点 （1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 A T C G A T A T C G G C A

DNA分子的结构特点 （1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 T C G （1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 A T A T （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。 C G G C A T G C

DNA分子的结构特点 （1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 T C G （1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 A T A T （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。 C G G C （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。 A T G C

碱基互补配对原则 在DNA分子中形成 碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。 2. 碱基对之间的氢键具有固定的数目，A与T有两个氢键，C与G有三个氢键 3. 在双链DNA分子中有A=T，C=G，所以 A+G=C+T 即 嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数 注意：A+T=C+G ?

DNA分子的特性： ①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。 不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。 ③遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了 遗传信息。

DNA分子的结构 小结 ★化学组成： 一分子含氮碱基 一分子脱氧核糖 基本组成单位：脱氧核苷酸（四种） 一分子磷酸 两条脱氧核苷酸长链 ★空间结构 碱基对 规则的双螺旋结构 氢键 碱基互补配对原则 ★分子结构的多样性和特异性

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 （ ） （ ） 50％ A+T+C+G A+T+C+G 也可以写成以下形式： T + G A + C A + G T ＋ C 1 （ ） …… T + G A + C 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 。 相等 50％

DNA分子各种碱基的数量关系 ： ① 在整个DNA分子中，A=T、G=C； A+G=T+C，A+C=T+G； (A+G）/（T+C）=1 ②两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。 ③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 ④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)%

例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ 因为DNA分子中，A+G=T+C。所以， 5、碱基互补配对原则应用 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 A 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA双链 可引申为： ①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C 即A+G/T+C=1或A+G/A+T+G+C=50%或A%=50%-G% 例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？ 因为DNA分子中，A+G=T+C。所以， 解析： A=50%–23%=27% ②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。 A+T G+C A1+T1 G1+C1 A2 +T2 G 2 +C2 =

T2 +C2 A2 +G2 A1+G1 T1 +C1 = a A1+T1 G1 +C1 = a G2 +C2 A2 +T2 2.5 1 ; ③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。两条链A+T/G+C之比相等。 T2 +C2 A2 +G2 = 1/a A1+G1 T1 +C1 = a A1+T1 G1 +C1 = a G2 +C2 A2 +T2 = a A 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA双链 例题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？ 2.5 1 ;

④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。 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA双链 A+T A+T+G+C A1 +T1 +G1 +C1 A1 +T1 = A2 +T2 +G2 +C2 A2 +T2 A1 +T1 （A+T） 1 2 = A2 +T2 （G+C） 1 2 G1 +C1 G2 +C2 = 例题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% A＋T=54% G+C=46%

DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算 A．11％ B．22％ C．28％ D．44％ (C)

DNA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A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（ ） (C)

DNA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、1—1/a 4、若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为A︰C︰G︰T＝1︰1.5︰2︰2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为 A 5︰4 B 4︰3 C 3︰2 D 5︰2 (A) （B）

5.某双链DNA分子中，（A+T）/（G+C）=1.5 则它的C占全部碱基的： A.20% B.25% C. 30% D.35% 6、由120个碱基组成的DNA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信息的DNA分子，其种类数最多可达 A.4120 B.1204 C.460 D.604 C.460