《DNA分子的结构》课件.ppt
DNA分子的结构,一.DNA的基本单位脱氧核苷酸,1,2,3,4,5,A,G,C,T,化学元素组成：,C H O N P,A,C,G,T,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,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,脱氧核苷酸的种类(4种),一、DNA双螺旋结构模型的构建,1953年，美国科学家沃森（JD.Watson，1928）和英国科学家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。,回眸历史,1、沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？,思考,（1）英国科学家威尔金斯和富兰克林,（2）奥地利著名生物化学家查哥夫,2、沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？,思考,3、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？,4、这对理解生物学科的发展有什么启示？,思考,在生命的旋梯上 沃森和克里克,1953年4月25日，克里克和沃森在自然杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，更宣告了分子生物学的诞生。,二DNA分子的结构,3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？,2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？,1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？,思考,下一页,DNA分子的特点：,多样性：,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。,特异性：,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。,稳定性：,中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性）,DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。,特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。,下一页,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,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,如果链中的AGTCb则链中的AGTC,b,双链中AGTC,不同生物该比值不同,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：,下一页,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 0.4,3、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.b0.5C.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%,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,1、碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？,这是由于嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；嘧啶碱是单环化合物，占有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的。,2.为什么只能是A配T，G配C，不能是A配C，G配T？,(2)A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，使DNA的结构更加稳定.,(1)A的量总是等于T的量,G的量总是等于C的量,返回,早凋的“科学玫瑰”富兰克林（R.E.Franklin）,她和同事威尔金斯在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到D晶体照片，,但“科学玫瑰”没等到分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。,(英，R.E.Franklin,19201958）,为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。,返回,返回,DNA衍射图谱,不同来源DNA四种碱基的摩尔比例关系,根据上表，你会得出什么样的结论？,思考,（1）同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同；（2）几乎所有生物的DNA，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)。（3）不同生物来源的DNA碱基组成不同，表现为A+T/G+C的比值不同。,奥地利著名生物化学家查哥夫研究成果：,返回,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,下一页,下一页,返回,A,T,C,G,A,C,T,G,磷酸,脱氧核糖,反向平行,含氮碱基,返回,DNA的平面结构,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,沃森和克里克：分子的规则的双螺旋结构,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,你知道右图结构中的哪个结构是稳定不变的哪个结构是千变万化的？,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中碱基计算的一般规律,1.双链DNA分子中互补的碱基的量相等即AT、CG(最基本的规律),3.双链DNA分子中两不互补的碱基之和比值相等 即（A+G）/（T+C）（A+C）/（T+G）=1,2.双链DNA分子中任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50 即：（A+C）=（T+G）%=50%,4.DNA分子的一条链上（A+T）（C+G）=a,DNA分子的一条链上（A+C）/（T+G）b,(通常不等1),DNA分子中（A+T)/(G+C)比值等于每条单链中的比值。,则该链的互补链上相应比例为a,则该链的互补链上相应比例为1b。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（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。,DNA分子的结构特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（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。,（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。,DNA分子的结构特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（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。,（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。,（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分子的结构特点,返回,三、制作DNA双螺旋结构模型,注意事项、制作磷酸脱氧核糖和含氮碱基的模型材料时,须注意各分子的大小比例。、磷酸脱氧核糖和含氮碱基三者之间的连接部位要正确。、制作两条长链是，注意每条链上碱基总数要一致碱基对间应是互补配对的两条链方向是相反的。,作业：,做DNA分子结构课堂小结(元素，基本组成单位，平面结构，立体结构）参照P50对制作的DNA双螺旋结构进行交流讨论尝试完成P51课后练习,单击画面继续,
