DNA的分子結(jié)構(gòu)

第三章第三章 基因的本質(zhì)基因的本質(zhì) 一、對 DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識過程1、 19世紀(jì) 50年代科學(xué)界認(rèn)識到 DNA的化學(xué)組成。DNA的基本組成元素有哪些？ C、 H、 O、 N、 PDNA的基本組成單位是什么？由哪幾種物質(zhì)組成？脫氧核苷酸 = 含氮堿基 + 脫氧核糖 + 磷酸含氮堿基： A（ 腺嘌呤 ）、 T（ 胸腺嘧啶 ）G（ 鳥嘌呤 ）、 C（ 胞嘧啶 ） 2、 1951年 威爾金斯 展示了 DNA的 X射線的衍射圖譜，并且獲得相關(guān)其數(shù)據(jù)。3、 沃森和克里克 提出 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 的初步構(gòu)想。4、 1952年查哥夫指出：腺嘌呤 (A)的量總是等于胸腺嘧啶 (T)的量（ A=T），鳥嘌呤 (G)的量總是等于胞嘧啶 (C)的量 (G=C)。5、 1953年沃森和克里克發(fā)表論文 核酸的分子結(jié)構(gòu)模型脫氧核糖核酸的一個結(jié)構(gòu)模型 。二、二、 DNA的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)以 超高分辨率 掃描式 電子顯微鏡 拍到的 DNA照片。從圖從圖上可辨認(rèn)上可辨認(rèn)出出 DNA是是由兩條鏈由兩條鏈交纏在一交纏在一起的螺旋起的螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)DNA的結(jié)構(gòu)模式圖從圖中可見 DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結(jié)構(gòu)放大1、 DNA的化學(xué)組成脫氧核糖含氮堿基磷酸脫氧核苷脫氧核苷酸DNA的基本單位 脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核糖含氮堿基磷酸AGCT腺嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶1、 DNA的化學(xué)組成鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸的種類脫氧核苷酸的種類A腺嘌呤脫氧核苷酸GC TATGC四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸聚合形成多核苷酸鏈聚合形成多核苷酸鏈磷酸二酯鍵AAATTTGGGGCCCA TC磷酸脫氧核糖含氮堿基氫鍵2、DNA分分子子的的平平面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)脫氧核苷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)=含氮堿基數(shù)=磷酸分子數(shù)533APGPTPCPGPAPCPTP（ 1） DNA分子是由兩條分子是由兩條 反向反向平行的平行的 脫氧核苷酸長鏈盤旋脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。而成的。（ 2） DNA分子中的脫氧核糖分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列和磷酸交替連接，排列 在外在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架側(cè)，構(gòu)成基本骨架 ；堿基在；堿基在內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè) 。（ 3）兩條鏈上的堿基通過）兩條鏈上的堿基通過 氫鍵氫鍵連結(jié)起來，形成連結(jié)起來，形成 堿基對堿基對 ，且遵，且遵循堿基互補(bǔ)配對原則。循堿基互補(bǔ)配對原則。A T G C3.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)的的 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)54、 DNA分子特性：堿基對數(shù)目和排列順序的不同，構(gòu)成了 DNA分子的多樣性，從而能夠儲存了大量的遺傳信息。不同的 DNA有 特定的 堿基對排列順序（ 1）多樣性：（ 2）特異性：外側(cè) ：磷酸與脫氧核糖交替排列 穩(wěn)定不變內(nèi)側(cè) ：通過 氫鍵 形成的 堿基對 使兩條脫氧核苷酸 長鏈穩(wěn)固的并聯(lián)起來（ 3） 穩(wěn)定性：在生物體內(nèi)，一個最短 DNA分子也大約有 4000個 堿基對 ，堿基對有： AT 、 TA 、 GC 、 CG 。請同學(xué)們計算 DNA分子有多少種 ？ 4 種 4n(n表示堿基對數(shù) )4000設(shè) DNA一條鏈為 1鏈，互補(bǔ)鏈為 2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知： A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。則 在 DNA雙鏈中： A = T ， G = C 在 DNA雙鏈中 ， 嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù) A+G=T+C 即 A+G/T+C=1，所以， （ A+G）占整條 DNA鏈堿基總數(shù)的 50%，（ T+C） %也等于 50%A 1 T 2T 1 A2G 1 C 2C 1 G 2DNA雙鏈例題 1、某雙 鏈 DNA分子中， G占 23%，求 A占多少？解析：因為 DNA分子中， A+G=T+C。所以，A=50% 23%=27%即：兩鏈中不互補(bǔ)的堿基和與兩鏈堿基總數(shù)之比等于 50% 雙鏈 DNA分子中 ，互補(bǔ)的兩條鏈中 A+G/T+C互為倒數(shù)。 A1+G1T1+ C1 = a T2+C2A2+G2 = 1/a例題 2、在 DNA的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個 DNA分子中分別是多少？2.5 1 A 1 T 2T 1 A 2G 1 C 2C 1 G 2DNA雙鏈 雙鏈 DNA分子中 A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A+TG+C A1+T1G1+C1A2 +T2G 2 +C2= = 雙鏈 DNA分子中 ， A+T占整個 DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中A+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈 A+T是整個 DNA分子 A+T的一半。A1 +T1 （ A+T）12= =A2 +T2A 1 T 2T 1 A2G 1 C 2C 1 G 2DNA雙鏈例題 3、某雙鏈 DNA分子中， A與 T之和占整個 DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上 G占該鏈堿基總數(shù)的 22%。求另一條鏈上 G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。 24%A T=54% G+C=46% 雙鏈 DNA分子中： A=（ A1+A2） /2 A+T/G+C因 DNA或生物的種類不同而不同（ G+C）12G1 +C1 G2 +C2= = 4、某 DNA分子中 A+T占整個 DNA分子堿基總數(shù)的 34%，其中一條鏈上的 C占該鏈堿基總數(shù)的 28%，那么，對應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的 C占該鏈堿基總數(shù)的比例是多少？38%5、在含有四種堿基的 DNA區(qū)段中，有腺嘌呤 a個，占該區(qū)段全部堿基的比例為 b，則 （ ) A. b0.5 B. b0.5C.胞嘧啶為 a(1/2b 1) D.胞嘧啶為 b(1/2a 1)C6、分析一個 DNA分子時，發(fā)現(xiàn) 30%的脫氧核苷酸含有A，由此可知，該分子中一條鏈上 G含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？ 40%基礎(chǔ)知識簡答1、沃森和克里克于 年提出了著名的 模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的 奠定了基礎(chǔ)。2、 DNA又稱 ，組成它的基本單位是（由一分子 、一分子 、一分子 組成）。組成 DNA的堿基共有 種（符號表示為 ），脫氧核苷共有 種（名稱是 、 、 、 ）。1953 DNA雙螺旋各種功能脫氧核糖核酸脫氧核苷酸 磷酸 脫氧核糖含氮堿基 4A T G C 4胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸3、下圖是 DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出 110 的名稱。PPPPACTG 1234 5 6789101 23 45 67 89 10胞嘧啶（ C） 腺嘌呤（ A）鳥嘌呤（ G） 胸腺嘧啶（ T）脫氧核糖 磷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸 堿基對氫鍵 一條脫氧核苷酸鏈的片段化學(xué)組成單位雙螺旋結(jié)構(gòu)基本單位 脫氧核苷酸種類 四種主要特點(diǎn)堿基互補(bǔ)配對原則DNA分子的多樣性、特異性和穩(wěn)定性 由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成。 外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架 ，堿基排列在內(nèi)側(cè)。 DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。堿基 4種、堿基對 4種、排列順序不同A A C C G GA TT T G G C C T ADNA的結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建 1、某雙鏈 DNA分子的堿基中，鳥嘌呤占30%，則胸腺嘧啶為 _2、一個 DNA分子的堿基中，腺嘌呤占20%，那么在含有 100個堿基對的 DNA分子中，胞嘧啶應(yīng)是 _3、 DNA分子的一條單鏈中， A=20%，T=22%，求整個 DNA分子中 G= _ 20% 60個29%練習(xí)：練習(xí)： 4.已知在 DNA分子中的一條單鏈 (A+G)/(T+C)= m 時 ,求 :(1)在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少 ? 1/m(2) 這個比例關(guān)系在整個分子中又是多少 ? 1(3)在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少 ? n(4)這個比例在整個 DNA分子中又是多少 ? n當(dāng)在一