講課用DNA分子的結構課件(示范課)

1、中關村中關村DNA標志標志第第2 2節(jié)節(jié) DNADNA分子的分子的結構結構、DNADNA的化學組成的化學組成C H O N PC H O N P復習提問復習提問DNADNA中文全稱中文全稱: :組成元素組成元素: :基本單位基本單位: :脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基磷酸磷酸磷酸磷酸脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基含氮堿基種類：含氮堿基種類：因此，脫氧核苷酸也有因此，脫氧核苷酸也有4 4種：種：腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸A胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸C鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸GT胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸點脫氧核苷酸如何形成脫氧核苷酸如何形成DNADNA分子？分子

2、？DNADNA的結構又是如何？的結構又是如何？年美國科學家年美國科學家沃森沃森（atsonatson) )和英國和英國科學家科學家克里克克里克（rick)rick)提出分子的提出分子的雙螺旋雙螺旋結構模型結構模型。被譽為。被譽為2020世紀最偉大的發(fā)現(xiàn)。世紀最偉大的發(fā)現(xiàn)。DNADNA分子的雙螺旋結構模型分子的雙螺旋結構模型CTAG磷磷酸酸二二酯酯鍵鍵4123OHHCH2Hp=OHOOHOCH2H123OHH442 2、DNADNA分子的結構分子的結構2.1 2.1 脫氧核苷酸的連接脫氧核苷酸的連接: :？線35面體3355AAATTTGGGGCCCATC（2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧核糖

3、和磷酸核糖和磷酸交替連接交替連接，排列在外側(cè)，構成排列在外側(cè)，構成基本基本骨架骨架；堿基在堿基在內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通）兩條鏈上的堿基通過過氫鍵氫鍵連結起來，形成連結起來，形成堿基對堿基對，且遵循，且遵循堿基互堿基互補配對原則補配對原則。3.DNA3.DNA分子的結構特點分子的結構特點（1）DNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行反向平行的脫氧核苷酸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。堿基對堿基對另一堿基對另一堿基對 嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿堿基對基對，且，且A A只和只和T T配對、配對、C C只和只和G G配對，這種堿配對

4、，這種堿基之間的一一對應的關系就叫做基之間的一一對應的關系就叫做堿基互補配堿基互補配對原則對原則。ATGC氫鍵氫鍵G.CG.C比例越高，比例越高，DNADNA結構越穩(wěn)定？結構越穩(wěn)定？堿基對的堿基對的種類種類A-TT-AC-GG-C？四種4 4、DNADNA分子的結構特性分子的結構特性1) 1) 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：外側(cè)恒定，內(nèi)側(cè)配對穩(wěn)定，形成穩(wěn)定外側(cè)恒定，內(nèi)側(cè)配對穩(wěn)定，形成穩(wěn)定的空間結構的空間結構 外側(cè)恒定：外側(cè)恒定：內(nèi)側(cè)配對穩(wěn)定內(nèi)側(cè)配對穩(wěn)定: :穩(wěn)定的空間結構穩(wěn)定的空間結構 ：磷酸、脫氧核糖交替連接磷酸、脫氧核糖交替連接 構成基本骨架構成基本骨架A-T，G-C雙螺旋結構雙螺旋結構4 4、DNAD

5、NA分子的結構特性分子的結構特性2 2）多樣性）多樣性：堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構成了堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構成了DNADNA分子的多樣性。分子的多樣性。 以以1 1，2 2，3 3，4 4四個數(shù)字排列成四位數(shù)，有多少種組四個數(shù)字排列成四位數(shù)，有多少種組合方式？合方式？4 種400044種種 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個堿個堿基對，堿基對有（基對，堿基對有（4 4種）：種）：A AT T、T TA A、G GC C、C CG G。請同學們計算請同學們計算DNADNA分子上的堿基對有多少種排列方式？分子上的堿基對有多少種

6、排列方式？如排列成如排列成4000位數(shù)？位數(shù)？ 44000種種對于特定的對于特定的DNADNA分子來講，堿基對的排列順序有何特點？分子來講，堿基對的排列順序有何特點？3 3）特異性：）特異性：堿基對的特定排列順序，又構成了每一個堿基對的特定排列順序，又構成了每一個DNADNA分子的特異性。分子的特異性。4n種種DNADNA的組成和結構可用五四三二一表示的組成和結構可用五四三二一表示五種元素：五種元素：C C、H H、O O、N N、P P四種堿基：四種堿基：A A、G G、C C、T T，組成四種脫氧核苷酸，組成四種脫氧核苷酸三種物質(zhì)：三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基磷酸、脫氧核糖、含氮堿基

7、兩條長鏈：兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈一種螺旋：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結構規(guī)則的雙螺旋結構AGCT下圖是下圖是DNADNA分子結構模式圖，用文字填出分子結構模式圖，用文字填出1 11010的的名稱。名稱。胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鳥嘌呤（鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸堿基對堿基對氫鍵氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段一條脫氧核苷酸鏈的片段、 DNADNA分子結構模式圖信息解讀分子結構模式圖信息解讀(1)(1)每個每個DNADNA片段中，片段中，游離的磷酸基團有游離的磷酸基團有2 2個。個。

8、(2)(2)堿基、磷酸、堿基、磷酸、脫氧核糖之間的數(shù)量脫氧核糖之間的數(shù)量關系為關系為111111 DNADNA分子結構模式圖信息解讀分子結構模式圖信息解讀（3）磷酸、脫氧核糖之間的化學鍵為磷酸二酯鍵，用DNA聚合酶連接。 DNA分子結構模式圖信息解讀(4)(4)堿基之間的化堿基之間的化學鍵為氫鍵，可用學鍵為氫鍵，可用解旋酶解旋酶斷裂，也可斷裂，也可加熱加熱斷裂，斷裂，A A與與T T之之間有間有2 2個氫鍵，個氫鍵，G G與與C C之間有之間有3 3個氫鍵，個氫鍵，DNADNA分子中分子中G G與與C C堿堿基占的比例越高，基占的比例越高，分子穩(wěn)定性越強分子穩(wěn)定性越強。 DNA分子結構模式圖信

9、息解讀(5)(5)每個脫氧核每個脫氧核糖連接著糖連接著2 2個磷個磷酸，每條單鏈酸，每條單鏈上相鄰堿基不上相鄰堿基不直接相連。直接相連。如如圖：設圖：設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（1 1）1 1鏈和鏈和2 2鏈上的哪些堿基數(shù)量總是相等的？鏈上的哪些堿基數(shù)量總是相等的？兩條鏈的堿基數(shù)目是否相兩條鏈的堿基數(shù)目是否相等？等？ （2 2）在）在DNADNA雙鏈雙鏈中，哪些堿基數(shù)量總是相等的？中，哪些堿基數(shù)量總是相等的？（3 3）在）在1 1鏈上，鏈上，A1A1等于等于T1T1嗎？嗎？G1G1和和C1C1的數(shù)量一樣嗎？

10、的數(shù)量一樣嗎？(4)(4)已知：已知：1 1鏈上堿基共有鏈上堿基共有100100個，其中個，其中A1+A2A1+A2共共3030個個問：這個問：這個DNADNA分子中堿基一共有多少個？分子中堿基一共有多少個？G1G1和和G2G2共多少個？共多少個？A1A1T1T1G1G1C1C1T2T2A2A2C2C2G2G2有關有關DNA中的堿基計算規(guī)律中的堿基計算規(guī)律A1=T2，T1=A2，G1=C2，C1=G2A1+T1+G1+C1=T2+A2+C2+G2 A=A1+A2=T2+T1=T， A=T 同理：同理：C=G不一定不一定100*2=200個個 因為因為A1+A2=A1+T1=30所以所以G1+G

11、2=G1+C1=100-(A1+T1)=100-30=70（A+GA+G）/ /（T+CT+C）= =（A+CA+C）/ /（T+GT+G）= =1 11 1兩條鏈不互補的堿基之和相等。兩條鏈不互補的堿基之和相等。（A+GA+G）/ /（A+T+G+CA+T+G+C）= = 1 / 2 1 / 2兩鏈中不互補的堿基和與兩鏈堿基總數(shù)之比兩鏈中不互補的堿基和與兩鏈堿基總數(shù)之比等于等于50%50%（1/21/2）。）。因為：因為：A A與與T T互補配對，互補配對，G G與與C C互補配對，互補配對， 所以：所以：即即A=T C=GA=T C=G例題例題1 1、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子

12、中，G G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+C=50%A+G=T+C=50%。所以，。所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27%提示：雙鏈提示：雙鏈DNADNA中嘌呤總數(shù)中嘌呤總數(shù)= =嘧啶總數(shù)嘧啶總數(shù) 雙鏈雙鏈DNADNA分子中分子中，A+TA+T占整個占整個DNADNA分子分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中中A+TA+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈任何一條鏈A+TA+T是整個是整個DNADNA分子分子A+TA+T的一的一半半,G+

13、C,G+C也一樣。也一樣。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雙鏈雙鏈（G+CG+C）1 12 2G G1 1 +C +C1 1G G2 2 +C +C2 2= = =DNA分子的一條鏈上（分子的一條鏈上（A+ C）/（T+ G）b則該鏈的互補鏈上相應比例為則該鏈的互補鏈上相應比例為1 1b b。2 2、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，其中一條鏈上中一條鏈上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占其所在鏈占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。堿基總數(shù)的百分含量。24%3.在一個標準的雙鏈在一個標準的雙鏈DNA分分子當中，含有子當中，含有35%的腺嘌的腺嘌呤，它所含有的胞嘧啶應呤，它