第二节DNA分子结构课件

DNA分子的结构分子的结构DNA分子的结构1一一一一.DNA.DNA的的的的基本单位基本单位基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸 1234含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸5A GC T化学元素组成：C H O N P一.DNA的基本单位脱氧核苷酸 1234含碱基2腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类(4(4种种)A脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸G脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸C脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸T脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸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3DNA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DNADNA的空间结构的空间结构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4AAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基AAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基5CTTGACAGDNA平面结构平面结构55334123OHHCH2Hp=OHOOHOCH2H123OHH44构成方式构成方式磷磷酸酸二二酯酯键键磷酸二酯键磷酸二酯键CTTGACAGDNA平面结构55334123OHH6碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 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。ATGC氢键氢键碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且7AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。DNA分子的结构特点分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向8AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在内侧。碱基在内侧。DNA分子的结构特点分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向9AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成在外侧，构成基本骨架基本骨架；碱基在内侧。碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过）两条链上的碱基通过氢键氢键连结起来，形成碱基连结起来，形成碱基对对,维持双螺旋结构的稳定。维持双螺旋结构的稳定。且遵循且遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则。DNA分子的结构特点分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向10注意：注意：注意：注意：A+T=C+G?A+T=C+G?碱碱 基基 互互 补补 配配 对对 原原 则则1.在在在在DNADNA分子中形成分子中形成分子中形成分子中形成 碱基对时，碱基对时，碱基对时，碱基对时，A一定与一定与一定与一定与T配对，配对，配对，配对，G一定与一定与一定与一定与C配对，这种一一对应的关系，称为碱配对，这种一一对应的关系，称为碱配对，这种一一对应的关系，称为碱配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。基互补配对原则。基互补配对原则。基互补配对原则。2.2.碱基对之间的氢键具有固定的数目，碱基对之间的氢键具有固定的数目，碱基对之间的氢键具有固定的数目，碱基对之间的氢键具有固定的数目，A A与与与与T T有有有有两个氢键，两个氢键，两个氢键，两个氢键，C C与与与与GG有三个氢键有三个氢键有三个氢键有三个氢键3.3.在双链在双链在双链在双链DNADNA分子中有分子中有分子中有分子中有A=T，C=G，所以，所以，所以，所以 A+G=C+T 即即即即 嘌呤碱基总数嘌呤碱基总数嘌呤碱基总数嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数嘧啶碱基总数嘧啶碱基总数嘧啶碱基总数 注意：A+T=C+G?碱基互补配对原则在DNA分子中11AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？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。AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？两条长链上的脱12你注意到了吗？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分子的多分子的多样性和样性和特异性特异性就体就体现在特定的碱基现在特定的碱基（对）排列顺序中。（对）排列顺序中。你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定13DNA分子的特异性：分子的特异性：多样性：多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。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：特定的特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。分子具有特定的碱基排列顺序。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。遗传信息：遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了分子中的碱基对排列顺序就代表了 遗传信息。遗传信息。DNA分子的特异性：多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变14DNA双螺旋结构特点总结双螺旋结构特点总结1.稳定性：稳定性：双螺旋结构；氢键联结双螺旋结构；氢键联结2.方向性：方向性：极性反向平行（脱氧核糖的位置）极性反向平行（脱氧核糖的位置）3.专一性：碱基互补配对；专一性：碱基互补配对；4.多样性：多样性：碱基对排列序列无穷；碱基对排列序列无穷；5.特异性：特定特异性：特定DNA分子有特定分子有特定 的碱基对数目和排列组合顺序的碱基对数目和排列组合顺序DNA双螺旋结构特点总结1.稳定性：双螺旋结构；氢键联结15拓展题：你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。律。A T ，G C A+G T+C A+G T C （）（）50也可以写成以下形式：也可以写成以下形式：A+GT C1（）（）（）（）规律概括：规律概括：在在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+T+C+GA+T+C+GA+C T+GA+C T+G相等相等50拓展题：你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数16设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ，A A2 2=T=T1 1，G G1 1=C=C2 2 ，G G2 2=C=C1 1。则在则在DNADNA双链中：双链中：A=T A=T，G=C G=C可引申为：可引申为：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数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%A%=50%-G%双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何一等于其中任何一条链的条链的A+T/G+CA+T/G+C。A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1G G1 1+C+C1 1A A2 2+T+T2 2G G 2 2+C+C2 2=例题例题1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析：因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27%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17 双链双链DNADNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互为倒互为倒数。两条链数。两条链A+T/G+CA+T/G+C之比相等。之比相等。A A1 1+G+G1 1T T1 1+C+C1 1=a=aT T2 2+C+C2 2A A2 2+G+G2 2=1/a=1/a 例题例题2 2、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补，上述比例在其互补链和整个链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 1;2.5 1;A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双双链链 双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数18 双链双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中条链中A+TA+T占该链碱基总数的百分比，占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链其中任何一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的一半。的一半。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1+T+T1 1+G+G1 1+C+C1 1A A1 1+T+T1 1=A A2 2+T+T2 2+G+G2 2+C+C2 2A A2 2+T+T2 2=A A1 1+T+T1 1（A+TA+T）1 12 2=A A2 2 +T+T2 2A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链 例题例题3 3、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数的碱基总数的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占占其所在链碱基总数的百分含量。其所在链碱基总数的百分含量。24%24%（G+CG+C）1 12 2G G1 1+C+C1 1G G2 2+C+C2 2=A AT=54%G+C=46%T=54%G+C=46%双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的19DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算1.某生物细胞DNA分子的碱中，腺嘌呤的分子数占22，那么，胞嘧啶的分子数占（）A11 B22 1.C28 D44(C)DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算某生物细胞DNA分子20DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算2、根据碱基互补配对原则，在AG时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（）(C)DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算2、根据碱基互补配对21DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算3、若DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值为（）A、a B、1/a C、1 D、11/a4、若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为ACGT11.522.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为A 54 B 43 C 32 D 52(A)（B）DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算3、若DNA分子的一22 5.某双链某双链DNA分子中，（分子中，（A+T）/（G+C）=1.5 则它的则它的C占全部碱基的：占全部碱基的：A.20%B.25%C.30%D.35%A.20%6、由、由120个碱基组成的个碱基组成的DNA分子片段，可因碱分子片段，可因碱基对组成和序列的不同，而形成具有不同遗传基对组成和序列的不同，而形成具有不同遗传信息的信息的DNA分子，其种类数最多可达分子，其种类数最多可达 A.4120 B.1204 C.460 D.604C.460 5.某双链DNA分子中，（A+T）/（G+C）=1.23