DNA分子的结构总结课件.ppt

,第二节 DNA分子的结构,第二节 DNA分子的结构,1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克，共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。,回眸历史,这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现,一、DNA双螺旋结构模型的构建,1、沃森、克里克在构建模型过程中，利用他人哪些经验和成果？,1）、DNA物质组成,2）、维尔金斯、富兰克林DNA X射线衍 射图谱及有关数据,3）、查可夫碱基量的关系：AT CG,一、DNA双螺旋结构模型的构建1、沃森、克里克在构建模型过程,1951年，生物物理学家威尔金斯用X射线衍射技术对DNA结构进行研究，发现DNA是一种螺旋结构。,女物理学家富兰克林在1951年底拍到了一张十分清晰的DNA的X射线衍射照片。,(英，R.E.Franklin, 19201958）,1951年，生物物理学家威尔金斯用X射线衍射技术对DNA结,脱氧核苷酸,1、DNA的化学组成,基本单位：,P,脱氧核糖,含氮碱基,脱氧核糖核苷酸,元素组成：,C H O N P,脱氧核苷酸1、DNA的化学组成基本单位：P脱氧核糖含氮碱基磷,组成脱氧核苷酸的碱基：,胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）,腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）,因此，脱氧核苷酸也有4种,组成脱氧核苷酸的碱基：胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）腺嘌,4种脱氧核苷酸聚合形成 脱氧核苷酸链,磷酸二酯键,氢键,DNA分子的平面结构,ATGC4种脱氧核苷酸聚合形成 脱氧核苷酸链磷酸二酯键AGC,碱基互补配对原则,A与T配对 ；,G与C配对,碱基互补配对原则 A与T配对 ；G与C配对,AT之间形成2个氢键,CG之间形成3个氢键,DNA碱基互补配对情况图解,AACCGGATTTGGCC,以下四个双链DNA分子中A. A占25% B. T占30% C. G占40% D. C占15%,以下四个双链DNA分子中,DNA平面结构,基本单位：,脱氧核苷酸,DNA平面结构基本单位：脱氧核苷酸,A,A,T,T,G,C,A,T,DNA分子的结构特点一,DNA双链反向平行： 双核苷酸链的外侧骨架一条为： 磷脱磷脱；另一条为：脱磷脱磷； 两条链上的脱氧核苷酸数目相等，长度一样，排列反向平行。,1.由2条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构；,AATTGCATDNA分子的结构特点一DNA双链反向平行：1,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变，具有结构的稳定性。,DNA分子的结构特点二,AAATTTGGGGCCCATC两条长链上的脱氧核糖与磷酸交,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,比较不同组的DNA模型有什么不同？DNA中的遗传信息蕴藏在哪儿?,【思考】,碱基对的排列顺序不同,碱基对的排列顺序中,AAATTTGGGGCCCATC比较不同组的DNA模型有什么,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,长链中的碱基对的排列顺序千变万化，具有多样性。,DNA分子的结构特点三,AAATTTGGGGCCCATC长链中的碱基对的排列顺序千变,以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的DNA照片。,从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构,DNA的空间结构,以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的DNA照片。从图上可辨认出,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,DNA的空间结构,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,（1） DNA分子是有 条链组成， 盘旋成 结构。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,DNA分子的结构特点,（3）内侧：两条链上的碱基通过 连结起来，形成 ，且遵循 原则。,氢键,碱基互补配对,碱基对,（2）外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接形成 键 构成 ；,基本骨架,双螺旋,反向平行,磷酸二酯,2,（1） DNA分子是有 条链组成， 盘旋成,请完成DNA的双螺旋结构,构成方式,位置,双螺旋外侧,双螺旋内侧,碱基对,主链,1）脱氧核糖与磷酸交替排列；,2）两条主链呈反向平行；,3）盘绕成规则的双螺旋。,1）主链上对应碱基以氢键连结成对；,2）碱基互补配对（AT，GC）；,请完成DNA的双螺旋结构构成方式位置双螺旋外侧双螺旋内侧碱基,DNA的特性：,1、稳定性(双螺旋结构)2、多样性：碱基对的数目和排列顺序不同；3、特异性：不同的DNA有特定的碱基对排列顺序,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。,一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。,因此生物体也具有稳定性、多样性和特异性。,DNA的特性：1、稳定性(双螺旋结构) 不同的生,化学组成：,基本组成单位：四种脱氧核苷酸,一分子含氮碱基,一分子脱氧核糖,一分子磷酸,空间结构,规则的双螺旋结构,两条脱氧核苷酸长链,碱基对,氢键,碱基互补配对原则,分子结构的多样性,稳定性和特异性,小结,碱基互补配对原则的应用,化学组成：基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子,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,可引申为：,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,AG=TC AC=TG,即（AG）（TC） （AC）（TG）,1,1,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,a,a,b,b,a,1,H链h链双链配对非配对碱基A + GT + CA + TG,【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,【课堂反馈】1下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1,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+T+G+C=1 A + G T + C A + G T C （ ） （ ）,50,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,拓展题： 你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数,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 0.4,1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？解析：因为D,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。,解析一：,设DNA分子碱基总数为100.,已知：A+T=54，则G+C=46,所以，G1+C 1 =G 2 +C 2 =23,所以, C 2=G 1=11,则: G 2=2311=12,解析二:,因为 G2=C1,24%,3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54,4、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. b0.5C.胞嘧啶为a(1/2b1) D.胞嘧啶为b(1/2a 1),C,5、某DNA分子中含有 30%的腺嘌呤，则该DNA分子的一条链上鸟 嘌呤最多可占此链碱基总数的_。,40%,6、双链DNA分子的一个片段中，含有腺嘌呤200个，占DNA分子碱基总数的20，则这个片段中含胞嘧啶（ ） A150个 B200个 C400个 D300个,D,4、在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤aC5、某DNA分,7、一个DNA分子的一条链（a链）上，腺嘌呤A比鸟嘌呤G多40，该链腺嘌呤A与鸟嘌呤G之和占DNA分子碱基总数的24，则此DNA分子的另一条链（b链）上，胸腺嘧啶T占该链碱基的数目多少？,A1+G1=48%（单1） A1=G1+40%G1,G1+40%G1+G1=48% G1=20%,A1=48%2028,8、由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达 （ ） A、4120 B、1204 C、460 D、604,C,7、一个DNA分子的一条链（a链）上，腺嘌呤A比鸟嘌呤G多4,5.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,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,当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)= n 时,求:,5.已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m,基础知识简答,1、沃森和克里克于 年提出了著名的 模型，为合理地解释遗传物质的 奠定了基础。2、DNA又称 ，组成它的基本单位是. （由一分子 、一分子 、一分子 组成）。组成DNA的碱基共有 种（符号表示为 ），脱氧核苷酸共有 种（名称是 、 、 、 ）。,1953,DNA双螺旋,各种功能,脱氧核糖核酸,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,4,A T G C,4,胞嘧啶脱氧核苷酸,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,基础知识简答1、沃森和克里克于 年提出了著名,3、 DNA的双螺旋结构是由 平行的 长链 而成，排在外侧的 和 交替连接构成基本骨架，通过 连接起来的 排列在内侧。碱基对的组成规律是 与 配对， （A）一定与 （T）配对， （G）一定与 （C）配对，反之亦然，这种一一对应的关系叫做 原则。4、 DNA的碱基只有 种，碱基对只有 ，而分子结构具有 性，这完全是碱基对的 千变万化的结果。,两条,脱氧核糖核酸,盘旋,脱氧核糖,磷酸,氢键,碱基对,嘌呤,嘧啶,腺嘌呤,胸腺嘧啶,鸟嘌呤,胞嘧啶,碱基互补配对,4,两,多样,排列次序,3、 DNA的双螺旋结构是由 平行的,