第2節(jié) DNA分子的結構

1、第三章第三章 基因的本質基因的本質 第第2 2節(jié)節(jié) DNADNA分子的結構分子的結構 中關村中關村DNA雙螺旋結雙螺旋結 構構“生命生命”雕塑，如今已雕塑，如今已 被看作中關村的標志，受被看作中關村的標志，受 到各界好評。到各界好評。 DNA不朽的雙螺旋不朽的雙螺旋 一、復習一、復習DNADNA的組成的組成 A 腺嘌呤腺嘌呤 G 鳥嘌呤鳥嘌呤 C 胞嘧啶胞嘧啶 T 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸 鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸 3、脫氧核苷酸的連接、脫氧核苷酸的連接 P 脫氧脫氧 核糖核糖 含氮堿基含

2、氮堿基 P 脫氧脫氧 核糖核糖 含氮堿基含氮堿基 二、二、DNADNA雙螺旋結構模型的構建雙螺旋結構模型的構建 富蘭克林拍攝的富蘭克林拍攝的DNA晶體晶體 的的X射線衍射照片，這張照射線衍射照片，這張照 片正是發(fā)現片正是發(fā)現DNA結構的關結構的關 鍵鍵 1 1、沃森和克里克根據、沃森和克里克根據 圖譜推算出圖譜推算出DNADNA分子呈分子呈 雙螺旋結構雙螺旋結構 2、沃森和克里克構建、沃森和克里克構建 DNA的雙螺旋結構的雙螺旋結構 3、得到了、得到了DNA 的結的結 構模型構模型 討論：討論： 1. DNA是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立 體結構？體結構？ 2

3、. DNA的基本骨架是由哪些物質組成的？它的基本骨架是由哪些物質組成的？它 們分別位于們分別位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？ 3. DNA中的堿基是如何配對的？它們位于中的堿基是如何配對的？它們位于 DNA的什么部位？的什么部位？ DNA的結構 模式圖 從圖中可見從圖中可見 DNADNA具有規(guī)則具有規(guī)則 的雙螺旋空間的雙螺旋空間 結構結構 放大放大 二、二、DNADNA的空間結構的空間結構 A A A T T T G G G G C C C AT C （1）DNA分子是由兩條分子是由兩條 反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸 長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結構雙螺旋結構。 DNA分子的結

4、構特點分子的結構特點 A A A T T T G G G G C C C AT C （1）DNA分子是由兩條分子是由兩條 反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸 長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結構雙螺旋結構。 （2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧 核糖和磷酸交替連接，核糖和磷酸交替連接， 排列在外側，構成排列在外側，構成基本基本 骨架骨架；堿基在內側。；堿基在內側。 DNA分子的結構特點分子的結構特點 A A A T T T G G G G C C C AT C （1）DNA分子是由兩條分子是由兩條 反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸 長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結構雙螺旋結構。 （2）DN

5、A分子中的脫氧分子中的脫氧 核糖和磷酸交替連接，核糖和磷酸交替連接， 排列在外側，構成排列在外側，構成基本基本 骨架骨架；堿基在內側。；堿基在內側。 （3）兩條鏈上的堿基通）兩條鏈上的堿基通 過過氫鍵氫鍵連結起來，形成連結起來，形成 堿基對，且遵循堿基對，且遵循堿基互堿基互 補配對原則補配對原則。 DNA分子的結構特點分子的結構特點 A A A T T T G G G G C C C AT C 你注意到了嗎？ 兩條長鏈上的脫 氧核糖與磷酸交 替排列的順序是 穩(wěn)定不變的。 長鏈中的堿基對 的排列順序是千 變萬化的。 雙鏈雙鏈DNA分子中：分子中： ( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)

6、 =(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1 堿基數目規(guī)律總結：堿基數目規(guī)律總結： A=T， G=C A+G=T+C =A+C=T+G= 50% 任意兩個不互補堿基之和任意兩個不互補堿基之和 且各占且各占DNA總堿基數的總堿基數的 A 1T 2 T 1A2 G 1C 2 C 1 G 2 雙鏈雙鏈DNA分子中分子中A+T/G+C等于其等于其 中任何一條鏈的中任何一條鏈的A+T/G+C。 A+T G+C A 2 +T 2 G 2 +C 2 A 1 1+T1 G 1 1+C1 1 =n= n= n A 1T 2 T 1A2 G 1C 2 C 1 G 2 在在DNA分子中一條鏈中分子中一條鏈

7、中A+T的和占該的和占該 鏈堿基比率等于另一條鏈中鏈堿基比率等于另一條鏈中A+T的和占的和占 該鏈堿基比率，還等于雙鏈該鏈堿基比率，還等于雙鏈DNA分子中分子中 A+T的和占整個的和占整個DNA分子的堿基比率。分子的堿基比率。 A+T A+T+G+CA 2 +T 2 +G 2 +C 2 A 2 +T 2 = A 1 +T 1 +G 1 +C 1 A 1 +T 1 = 兩條鏈中兩條鏈中A+G/T+C互為倒數。即兩不互補堿基互為倒數。即兩不互補堿基 之和的比值等于另一互補鏈中這一之和的比值等于另一互補鏈中這一 比值的倒數比值的倒數. 1 n A 2+G 2 T 2 +C2 = T 1 +C 1 =

8、n A1+G 1 不同生物的不同生物的DNADNA分子中，其互補配對的堿基之和分子中，其互補配對的堿基之和 的比值不同，代表了每種生物的比值不同，代表了每種生物DNADNA分子的分子的特異性特異性。 u（A+C）：（：（T+G）=1不能反映種間差異。不能反映種間差異。 u（A+T）：（）：（C+G）不同生物一般不同，）不同生物一般不同， 反映種間差異。反映種間差異。 1 1、在一條雙鏈、在一條雙鏈DNADNA分子中，腺嘌呤占分子中，腺嘌呤占35%35%，它，它 所含的胞嘧啶應占（所含的胞嘧啶應占（ ） A A、 15% B15% B、 30% 30% C C 、35% D 35% D 、70%

9、70% 2 2、在雙鏈、在雙鏈DNADNA中有鳥嘌呤中有鳥嘌呤P P個，占全部堿基的個，占全部堿基的 比例為比例為N / M N / M （MM2N2N），則該），則該DNADNA分子中腺分子中腺 嘌呤的數目是（嘌呤的數目是（ ） A A 、 P BP B、（、（PM / NPM / N） + P + P C C、（、（PM / 2NPM / 2N）P D P D 、 PM / 2NPM / 2N 3 3、某雙鏈、某雙鏈DNADNA片段中，片段中，A A占占23%23%，其中一條，其中一條 鏈中的鏈中的C C占該單鏈的占該單鏈的24%24%，問另一條鏈中的，問另一條鏈中的C C 占多少？占多少

10、？30% 4 4、在、在DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上，上 述比例在其互補鏈和整個述比例在其互補鏈和整個DNADNA分子中分別是多分子中分別是多 少？少？ 5 5若若DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上，上 述比例在其互補鏈和整個述比例在其互補鏈和整個DNADNA分子中分別是多分子中分別是多 少？少？ 0.4 0.40.4 0.4 2.5 12.5 1 錯錯 誤誤 構建磷酸構建磷酸脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，脫氧核糖骨架安排在螺旋外部， 堿基安排在螺旋內部的雙螺旋模型，相同堿堿基安排在螺旋內部的雙螺旋模型，相同堿 基進行配對；基進行配對； 查哥夫指出查哥夫指出DNA分子中腺嘌呤（分子中腺嘌呤（A）的量總）的量總 是等于胸腺嘧啶（是等于胸腺嘧啶（T）的量；鳥嘌呤（）的量；鳥嘌呤（G） 的量總是等于胞嘧啶（的量總是等于胞嘧啶（C）的量；）的量； 新的新的DNADNA模型：模型：A A與與T T配對，配對，G G與與C C配對；結果配對；結果 ATAT堿基對與堿基對與GCGC堿基對具有相同的形狀堿