DNA分子結(jié)構(gòu)（共22張PPT）

1、 熒幕上展示的是熒幕上展示的是“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雕塑雙螺旋結(jié)構(gòu)雕塑”， 它是矗立在北京中關(guān)村高科技園的標(biāo)志性雕它是矗立在北京中關(guān)村高科技園的標(biāo)志性雕 塑。而在北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，也有一座塑。而在北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，也有一座 類似的雕塑，可北大的這個雕塑卻因旋轉(zhuǎn)方類似的雕塑，可北大的這個雕塑卻因旋轉(zhuǎn)方 向的問題，使北京大學(xué)惹上了官司，這是怎向的問題，使北京大學(xué)惹上了官司，這是怎 么回事！同學(xué)們有沒有聽說過這個案件？么回事！同學(xué)們有沒有聽說過這個案件？ 提示提示:北大向某公司定了座北大向某公司定了座“DNA雕塑雕塑”， 并按雙方選定的圖并按雙方選定的圖 紙簽了合同。后來公司如期交付安裝，北大也

2、支付了全部費用。紙簽了合同。后來公司如期交付安裝，北大也支付了全部費用。 但雕塑參展一段時間后，一位北大教授發(fā)現(xiàn)雙螺旋雕塑的螺旋但雕塑參展一段時間后，一位北大教授發(fā)現(xiàn)雙螺旋雕塑的螺旋 方向反了。后來公司為北大重做了雕塑，并要求北大支付二次方向反了。后來公司為北大重做了雕塑，并要求北大支付二次 制作的成本費，北大拒絕。該公司就把北大告上了法庭。制作的成本費，北大拒絕。該公司就把北大告上了法庭。 一一. DNA的的基本單位基本單位脫氧核苷酸脫氧核苷酸 1 2 3 4 含堿基含堿基脫氧脫氧 核糖核糖 磷酸磷酸 5 A GC T 化學(xué)元素組成： C H O N P 腺嘌呤腺嘌呤脫氧核苷酸脫氧核苷酸 鳥

3、嘌呤鳥嘌呤脫氧核苷酸脫氧核苷酸 胞嘧啶胞嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸 脫氧核苷酸的種類(4種) A脫氧脫氧 核糖核糖 磷酸磷酸 G脫氧脫氧 核糖核糖 磷酸磷酸 C脫氧脫氧 核糖核糖 磷酸磷酸 T脫氧脫氧 核糖核糖 磷酸磷酸 2、1951年威爾金斯展示了年威爾金斯展示了DNA的的X射線的衍射圖射線的衍射圖 譜，并且獲得相關(guān)其數(shù)據(jù)譜，并且獲得相關(guān)其數(shù)據(jù) 3、沃森和克里克提出、沃森和克里克提出DNA螺旋結(jié)構(gòu)的初步構(gòu)想。螺旋結(jié)構(gòu)的初步構(gòu)想。 4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量總是等于的量總是等于 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)的量（的量（A=T），

4、鳥嘌呤），鳥嘌呤(G)的量總是的量總是 等于胞嘧啶等于胞嘧啶(C)的量的量(G=C). 5、1953年沃森和年沃森和 克里克發(fā)表論文克里克發(fā)表論文 核酸的分子結(jié)核酸的分子結(jié) 構(gòu)模型脫氧核構(gòu)模型脫氧核 糖核酸的一個結(jié)糖核酸的一個結(jié) 構(gòu)模型構(gòu)模型 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(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。 （2）DNA分子中的脫氧核分子中的脫氧核 糖和磷酸交替連接，排列糖和磷酸交替連接，排列 在外側(cè)，構(gòu)成在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架基本骨架； 堿基在內(nèi)側(cè)。堿基在內(nèi)側(cè)。 （3）兩條鏈

5、上的堿基通過）兩條鏈上的堿基通過 氫鍵氫鍵連結(jié)起來，形成堿基連結(jié)起來，形成堿基 對，且遵循對，且遵循堿基互補配對堿基互補配對 原則原則。 DNA分子的結(jié)構(gòu)特點分子的結(jié)構(gòu)特點 1. 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性： 2. 多樣性：多樣性： 3. 特異性：特異性： 兩條長鏈上的兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列脫氧核糖與磷酸交替排列的順的順 序是穩(wěn)定不變的。堿基配對方式不變。序是穩(wěn)定不變的。堿基配對方式不變。 一般來說，一個一般來說，一個DNA分子有分子有4,000至至400億個億個 堿基對，其排列順序的組合是幾近無窮的。堿基對，其排列順序的組合是幾近無窮的。 每個特定的每個特定的DNA分子都具有其特定的堿基分子

6、都具有其特定的堿基 對數(shù)量和排列順序。對數(shù)量和排列順序。 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 四 種 含 N 堿 基 請問標(biāo)注的核苷酸請問標(biāo)注的核苷酸 怎么命名呢？怎么命名呢？ 胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 腺嘌呤腺嘌呤 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 胞嘧啶胞嘧啶 鳥嘌呤鳥嘌呤 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 G T C A 1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鳥嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5. 脫氧核糖 6. 磷酸 7. 胸腺嘧啶脫氧核苷酸 8. 堿基對 9. 氫鍵 10. 一條脫氧核苷酸鏈的片 段 下面是下面是DNA的分子的結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中的分子的結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中1 10的名稱。的名稱。 拓展題： 你

7、能根據(jù)堿基互補配對原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？你能根據(jù)堿基互補配對原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？ 推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C （ ） （ ） 50 也可以寫成以下形式：也可以寫成以下形式： A + G T C 1 （ ） （ ） （ ） （ ） 規(guī)律概括：規(guī)律概括：在在DNA雙鏈中，任意兩個不互補堿基之雙鏈中，任意兩個不互補堿基之 和和 ，并為堿基總數(shù)的，并為堿基總數(shù)的 。 A+T+C+GA+T+C+G A + C T + GA + C T + G 相等

8、相等 50 設(shè)設(shè)DNADNA一條鏈為一條鏈為1 1鏈，互補鏈為鏈，互補鏈為2 2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則鏈。根據(jù)堿基互補配對原則 可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， GG1 1 = C = C2 2 ， GG2 2 =C =C1 1。 則在則在DNADNA雙鏈中：雙鏈中： A = T A = T ， G = CG = C 可引申為：可引申為： 嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù) A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+G/T+C=1或或 A+G/A+T+G+C=50%A+G/A+T+G+C=50%或或A%=50%-G

9、%A%=50%-G%（P23P23 導(dǎo)學(xué)案第導(dǎo)學(xué)案第2 2題）題） A A 1 1T T 2 2 T T 1 1A A2 2 GG 1 1C C 2 2 C C 1 1 GG 2 2 DNADNA雙鏈雙鏈 例題例題1 1、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？ 解析：解析： 因為因為DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以， A=50%A=50%23%=27%23%=27% 雙鏈雙鏈DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何等于其中任何一條鏈一條鏈的的 A+T/G+CA+T/G+C。 A+

10、TA+T G+CG+C A A1 1+T+T1 1 GG1 1+C+C1 1 A A2 2 +T +T2 2 G G 2 2 +C +C2 2 = = = 規(guī)律：互補堿規(guī)律：互補堿 基和之比相等基和之比相等 例：某例：某DNA分子中，當(dāng)分子中，當(dāng)A+T/G+C在一單鏈中為在一單鏈中為0.4時，在時，在 其互補鏈中這個比例是：其互補鏈中這個比例是：0.4（P24P24導(dǎo)學(xué)案第導(dǎo)學(xué)案第3 3題）題） 雙鏈雙鏈DNADNA分子中，互補的兩條鏈中非互補堿基和之分子中，互補的兩條鏈中非互補堿基和之 比互為倒數(shù)。比互為倒數(shù)。DNADNA分子中分子中A+G/T+CA+G/T+C之比相等。之比相等。(P24(

11、P24導(dǎo)導(dǎo) 學(xué)案第學(xué)案第4 4題）題） A A1 1+G+G1 1 T T1 1 +C +C1 1 = a = a T T2 2 +C +C2 2 A A2 2 +G +G2 2 = 1/a = 1/a 例題例題2 2、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，上述比例在其互補鏈和整個，上述比例在其互補鏈和整個 DNADNA分子中分別是多少？分子中分別是多少？ 2.5 1 ; 2.5 1 ; A A 1 1T T 2 2 T T 1 1A A2 2 GG 1 1C C 2 2 C C 1 1 GG 2 2 DNADNA雙鏈雙鏈 雙鏈雙鏈DNA

12、DNA分子中，分子中，A+TA+T占整個占整個 DNADNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任 何一條鏈中何一條鏈中A+TA+T占該鏈堿基總數(shù)的百分占該鏈堿基總數(shù)的百分 比，其中任何一條鏈比，其中任何一條鏈A+TA+T是整個是整個DNADNA分分 子子A+TA+T的一半。的一半。 A+TA+T A+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1 A A1 1 +T +T1 1 = = = A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C+C2 2 A A2 2 +T +T2 2 = = A A1 1 +T +T1 1（

13、A+TA+T） 1 1 2 2 = = =A A2 2 +T+T2 2 A A 1 1T T 2 2 T T 1 1A A2 2 GG 1 1C C 2 2 C C 1 1 GG 2 2 DNADNA雙鏈雙鏈 例題例題3 3、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子中，A A與與T T之和占整個之和占整個DNADNA堿基總數(shù)堿基總數(shù) 的的54%54%，其中一條鏈上，其中一條鏈上G G占該鏈堿基總數(shù)的占該鏈堿基總數(shù)的22%22%。求另一條鏈上。求另一條鏈上 G G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。 24%24% （G+CG+C） 1 1 2 2 GG1 1 +C +C1

14、1GG2 2 +C +C2 2= = = A AT=54% G+C=46% T=54% G+C=46% G1G1 A1+T1+G1+C1A1+T1+G1+C1 =22% 例題例題3 3、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子中，A A與與T T之和占整個之和占整個DNADNA堿基總數(shù)的堿基總數(shù)的54%54%， 其中一條鏈上其中一條鏈上G G占該鏈堿基總數(shù)的占該鏈堿基總數(shù)的22%22%。求另一條鏈上。求另一條鏈上G G占其所在占其所在 鏈堿基總數(shù)的百分含量。鏈堿基總數(shù)的百分含量。 整鏈中A+T占54%，則整鏈中堿基對A=T和 T=A共占54%,一條鏈G占22%，則堿基對 G=C占22%，剩下的是C=G，占100-54- 22=24，則互補鏈上G占24%. A AT=54% G+C=46% T=54% G+C=46% G1G1 A1+T1+G1+C1A1+T1+G1+C1 =22% DNA分子中的堿基互補配對原則 的有關(guān)計算 1. 某生物細(xì)胞DNA分子的堿中，腺嘌呤的分子數(shù)占22，那 么，胞嘧啶的分子數(shù)占（ ） A11 B22 C28 D44 (C) DNA分子中的