DNA分子的結(jié)構(gòu)講課課件

1、 這是這是20世紀(jì)繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的世紀(jì)繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的又一劃時代發(fā)現(xiàn)，它標(biāo)志著生物學(xué)的研究進(jìn)入又一劃時代發(fā)現(xiàn)，它標(biāo)志著生物學(xué)的研究進(jìn)入分子的層次。因?yàn)檫@項(xiàng)分子的層次。因?yàn)檫@項(xiàng)“生物科學(xué)中最具有革生物科學(xué)中最具有革命性的發(fā)現(xiàn)命性的發(fā)現(xiàn)”，兩位科學(xué)家獲得了，兩位科學(xué)家獲得了1962年度諾年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。 1953年，年，美國科學(xué)家沃森美國科學(xué)家沃森（JD.Watson，1928）和英國科學(xué)）和英國科學(xué)家克里克（家克里克（F.Crick，19162004），共），共同提出了同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 沃森和克里克沃森和克

2、里克沃森、克里克和英國物理學(xué)家威爾金斯因發(fā)現(xiàn)生命的雙螺沃森、克里克和英國物理學(xué)家威爾金斯因發(fā)現(xiàn)生命的雙螺旋而榮獲旋而榮獲19621962年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎。年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎。左一：左一： 威爾金斯威爾金斯左三：左三： 克里克克里克左五：左五： 沃森沃森DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)，是分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)，是生物學(xué)史上的一座里程碑，它為生物學(xué)史上的一座里程碑，它為DNA復(fù)制復(fù)制提供了構(gòu)型上的解釋，使人們對提供了構(gòu)型上的解釋，使人們對DNA作為作為基因的物質(zhì)基礎(chǔ)不再懷疑，并且奠定了分基因的物質(zhì)基礎(chǔ)不再懷疑，并且奠定了分子遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。子遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。DNA雙螺旋模型在科學(xué)雙螺旋模型在科

3、學(xué)上的影響是深遠(yuǎn)的。上的影響是深遠(yuǎn)的。2003年是年是DNA雙螺旋模型發(fā)現(xiàn)雙螺旋模型發(fā)現(xiàn)50周年，周年，科學(xué)界舉行了隆重的紀(jì)念活動。科學(xué)界舉行了隆重的紀(jì)念活動。早凋的早凋的“科學(xué)玫瑰科學(xué)玫瑰” 富蘭克林富蘭克林（ R.E.Franklin） 她在1953年率先采用X射線衍射技術(shù)拍攝到 晶體照片，推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 但但“科學(xué)玫瑰科學(xué)玫瑰”沒等到?jīng)]等到分享榮耀，在研究成果被分享榮耀，在研究成果被承認(rèn)之前就已凋謝承認(rèn)之前就已凋謝。(英，英，R.E.Franklin, 19201958）X衍射技術(shù)是用衍射技術(shù)是用X光透過光透過物質(zhì)的結(jié)晶體，使其在物質(zhì)的結(jié)晶體，

4、使其在照片底片上衍射出晶體照片底片上衍射出晶體圖案的技術(shù)。這個方法圖案的技術(shù)。這個方法可以用來推測晶體的分可以用來推測晶體的分子排列。子排列。DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖富蘭克林拍攝的富蘭克林拍攝的DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基磷酸磷酸1 1、構(gòu)成的化學(xué)元素有幾種？、構(gòu)成的化學(xué)元素有幾種？ _。 組成組成DNADNA的基本單位是：的基本單位是：_。脫氧核苷酸脫氧核苷酸C C、HH、OO、NN、P P脫氧核苷酸脫氧核苷酸二、二、DNADNA的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)AGCT脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸2.2.脫氧

5、核苷酸的種類脫氧核苷酸的種類3.脫氧核苷酸連接形成脫氧核苷酸鏈方式脫氧核苷酸連接形成脫氧核苷酸鏈方式脫氧核苷酸長鏈脫氧核苷酸長鏈 連連 接接 ATGCATGC脫氧核苷酸長鏈連接方式正確的是：脫氧核苷酸長鏈連接方式正確的是： 習(xí)習(xí)練練堂堂課課ATGCATGCA AG GC CT T氫鍵氫鍵A AT TG GC C4.DNA4.DNA平面平面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則互補(bǔ)鏈互補(bǔ)鏈注意：一個注意：一個DNADNA分子的雙鏈中，分子的雙鏈中，A A總是與總是與T T數(shù)目數(shù)目相等；相等；C C總是與總是與G G數(shù)目相等數(shù)目相等你注意到了嗎？你注意到了嗎？穩(wěn)定穩(wěn)定不變的不變的千變?nèi)f化千變?nèi)f化

6、的的三、三、DNADNA的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)從中可從中可見見DNA具有規(guī)具有規(guī)則的雙則的雙螺旋空螺旋空間結(jié)構(gòu)間結(jié)構(gòu)四、四、DNA分子的結(jié)構(gòu)特性分子的結(jié)構(gòu)特性1）多樣性）多樣性在生物體內(nèi)，一個最短在生物體內(nèi)，一個最短DNADNA分子也大約有分子也大約有40004000個堿基對，請同學(xué)們計算個堿基對，請同學(xué)們計算DNADNA分子有多少種？分子有多少種？4 種種40002）特異性：堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成了每一）特異性：堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成了每一 個個DNA分子的特異性分子的特異性.堿基對的排列順序就代表了堿基對的排列順序就代表了遺傳信息遺傳信息3） 穩(wěn)定性穩(wěn)定性五、五、DNADNA和和

7、RNARNA的化學(xué)成分比較的化學(xué)成分比較磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖含氮堿基含氮堿基脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸A AGGC CT TUUA AGGC C核糖核苷酸核糖核苷酸一、一、DNADNA分子具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，也就是具有規(guī)分子具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，也就是具有規(guī)則的則的_結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：1.DNA1.DNA分子是由分子是由_條反向平行的條反向平行的_長長鏈盤旋而成；鏈盤旋而成； 2.DNA2.DNA分子中的分子中的_和和_交替連結(jié)，交替連結(jié)，排列在外側(cè)，其順序是排列在外側(cè)，其順序是_的，而排列在內(nèi)側(cè)的的，而排列在內(nèi)側(cè)的_的排列順序是的排列順序是_；3.3.兩條鏈

8、上的堿基通過兩條鏈上的堿基通過_連結(jié)起來，配對規(guī)律連結(jié)起來，配對規(guī)律是：是：A A與與_，G G與與_雙螺旋雙螺旋 兩兩 脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸氫鍵氫鍵千變?nèi)f化千變?nèi)f化堿基對堿基對不變不變 T T C C總結(jié)：總結(jié)：一、一、DNADNA分子具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，也就是具有規(guī)則的分子具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，也就是具有規(guī)則的_結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。雙螺旋雙螺旋總結(jié)：總結(jié)：二、二、DNADNA分子（雙鏈）中分子（雙鏈）中A A與與T T連接，連接，C C與與G G連接方式固定，連接方式固定，叫做堿基互補(bǔ)配對原則，因此叫做堿基互補(bǔ)配對原則，因此DNADNA中中A=TA=T的數(shù)目，的數(shù)目，C=GC

9、=G的數(shù)的數(shù)目；且目；且A A與與T T間有間有2 2個氫鍵，個氫鍵，C C與與G G間有間有3 3個氫鍵，所以個氫鍵，所以DNADNA中中C C與與G G占比例越大則占比例越大則DNADNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定；五、五、DNADNA與與RNARNA的區(qū)別的區(qū)別1.1.五碳糖不同；五碳糖不同；三、三、DNADNA的特性：的特性：多樣性多樣性 特異性特異性 穩(wěn)定性穩(wěn)定性2.2.堿基種類有不同；堿基種類有不同；3.DNA3.DNA一般為雙鏈，一般為雙鏈，RNARNA一般為單鏈。一般為單鏈。 四、計算四、計算DNADNA種類：種類：4 種種n(n為堿基對對數(shù)為堿基對對數(shù))雙鏈雙鏈DNA分子中：分子

10、中：( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1規(guī)律總結(jié)：規(guī)律總結(jié)：A=T， G=C A+G=T+C =A+C=T+G= 50%任意兩個不互補(bǔ)堿基之和任意兩個不互補(bǔ)堿基之和且各占且各占DNA總堿基數(shù)的總堿基數(shù)的 A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 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+TG+CA 2 +T 2G 2 +C 2A 1 1+T1G 1 1+C1 1=n= n= nA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2在在DNA分子中一條鏈中分子中一條鏈中A+T的和

11、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+TA+T+G+CA 2 +T 2 +G 2 +C 2A 2 +T 2=A 1 +T 1 +G 1 +C 1A 1 +T 1=兩條鏈中兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。即兩不互補(bǔ)堿基互為倒數(shù)。即兩不互補(bǔ)堿基之和的比值等于另一互補(bǔ)鏈中這一之和的比值等于另一互補(bǔ)鏈中這一 比值的倒數(shù)比值的倒數(shù).1nA 2+G 2T 2 +C2=T 1 +C 1=nA1+G 1不同生物的不同生物的DNADNA分子

12、中，其互補(bǔ)配對的堿基之和分子中，其互補(bǔ)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。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？30%5、從某生物中提取出DNA進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46，又知該

13、DNA的一條鏈（H鏈）所含的堿基中28是腺嘌呤，問與H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的（）A26%B24%C14D11A5、雙鏈、雙鏈DNA分子中，分子中，G占占堿基總數(shù)的堿基總數(shù)的38，其中一條，其中一條鏈中的鏈中的T占堿基總數(shù)的占堿基總數(shù)的5，那么另一條鏈中的那么另一條鏈中的T占堿基占堿基總數(shù)的總數(shù)的 。 7% 2 2已知已知1 1個個DNADNA分子中有分子中有18001800個堿基對，其中胞嘧啶個堿基對，其中胞嘧啶有有10001000個，這個個，這個DNADNA分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是 （ ）A A

14、18001800個和個和800800個個 B B18001800個和個和l800l800個個C C36003600個和個和800800個個 D D36003600個和個和36003600個個C【課堂反饋【課堂反饋】3 3、 DNADNA分子的一條單鏈中，分子的一條單鏈中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整個，求整個DNADNA分子中分子中G= _G= _ 29%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(yīng)占（所含的胞嘧啶應(yīng)占（ ）A A、 15% B15% B、 30% 30% C C 、35% D 35% D 、7

15、0%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(shù)目是（嘌呤的數(shù)目是（ ）A A 、 P BP B、（、（PM / NPM / N） + P + P C C、（、（PM / 2NPM / 2N）P D P D 、 PM / 2NPM / 2N4 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(bǔ)鏈和整個述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNADNA分子中分別是多分子中分別是多少？少？5 5

16、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(bǔ)鏈和整個述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNADNA分子中分別是多分子中分別是多少？少？2.5 12.5 10.4 0.40.4 0.41 1、已知、已知DNADNA雙鏈分子中部分堿基，補(bǔ)充缺少的堿基雙鏈分子中部分堿基，補(bǔ)充缺少的堿基2 2、已知、已知DNADNA雙鏈分子堿基總數(shù)為雙鏈分子堿基總數(shù)為n n，A A和總數(shù)目為和總數(shù)目為m m，則，則T T、G G、C C各為多少？各為多少？T = A = m G = C = = 總數(shù)總數(shù)-A-T2N-2m23 3、現(xiàn)有四種、現(xiàn)有四種DNADNA樣品

17、，根據(jù)樣品中堿基的百分含量判斷樣品，根據(jù)樣品中堿基的百分含量判斷最有可能來自嗜熱菌（生活在高溫環(huán)境中）的是：最有可能來自嗜熱菌（生活在高溫環(huán)境中）的是： A、含胸腺嘧啶、含胸腺嘧啶32%的樣品的樣品 B、含腺嘌呤、含腺嘌呤17%的樣品的樣品 C、含腺嘌呤、含腺嘌呤30%的樣品的樣品 D含胞嘧啶含胞嘧啶15%的樣品的樣品BA G C T G T C A C T A G T C G A C A G T G A T C 4、(1)已知已知DNA分子分子H鏈中鏈中(A+T)/(G+C)=a，則互補(bǔ)的，則互補(bǔ)的I鏈中鏈中(A+T)/(G+C)的值是的值是_。a (2)已知已知DNA分子分子H鏈中鏈中(A

18、+G)/(T+C)=a，則互補(bǔ)的，則互補(bǔ)的I鏈中鏈中(A+G)/(T+C)的值是的值是_。1/a5、從某生物中提取出、從某生物中提取出DNA進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)鳥嘌呤與胞嘧啶進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的之和占全部堿基數(shù)的46，又知該，又知該DNA的一條鏈（的一條鏈（H鏈）所含的鏈）所含的堿基中堿基中28是腺嘌呤，問與是腺嘌呤，問與H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的：鏈全部堿基數(shù)的： A26% B24% C14 D11A6、某、某DNA分子中，所有的分子中，所有的G占全部堿基的占全部堿基的24%，一條鏈中的，一條鏈中的A占該鏈的占該鏈的28%，則互補(bǔ)的鏈中，則互補(bǔ)的鏈中A占該鏈堿基的：占該鏈堿基的： A、24% B、28% C、12% D、52%A8、某雙鏈、某雙鏈DNA分子中，分子中，A與與T之和占整個之和占整個DNA堿基總堿基總數(shù)的數(shù)的54%，其中一條鏈上，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的占該鏈堿基總數(shù)的22%。求。求另一條鏈上另一條鏈上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%9