《DNA結構》-教學課件

第四章

遺傳的分子基礎第二節(jié)DNA的結構DNA分子的雙螺旋結構第一頁，共25頁。DNA的結構復習提問DNA的基本組成元素有哪些？C、H、O、N、PDNA的基本組成單位是什么？由哪幾種物質組成？第二頁，共25頁。DNA的基本單位——脫氧核苷酸腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）脫氧核苷脫氧核苷酸磷酸脫氧核糖含氮堿基第三頁，共25頁。面對DNA雙螺旋模型的美國生物學家沃森（左）和英國生物物理學家克里克（右）。DNA雙螺旋結構模型的構建第四頁，共25頁。

這是20世紀繼愛因斯坦發(fā)現相對論之后的又一劃時代發(fā)現，它標志著生物學的研究進入分子的層次。因為這項“生物科學中最具有革命性的發(fā)現”，兩位科學家獲得了1962年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

1953年，美國科學家沃森（J．D.Watson，1928—）和英國科學家克里克（F.Crick，1916—2004），共同提出了DNA分子的雙螺旋結構模型。一、回眸歷史第五頁，共25頁。沃森、克里克和英國物理學家威爾金斯因發(fā)現生命的雙螺旋而榮獲1962年諾貝爾醫(yī)學生理學獎。左一：威爾金斯左三：克里克左五：沃森第六頁，共25頁。

1、沃森和克里克在構建模型的過程中，利用了他人的哪些經驗和成果？思考（1）英國科學家威爾金斯和富蘭克林（2）奧地利著名生物化學家查哥夫第七頁，共25頁。早凋的“科學玫瑰”－－富蘭克林（

R.E.Franklin）

她和同事威爾金斯在1951年率先采用X射線衍射技術拍攝到DＮＡ晶體照片，

但“科學玫瑰”沒等到分享榮耀，在研究成果被承認之前就已凋謝。(英，R.E.Franklin,1920－1958）

為推算出DNA分子呈螺旋結構的結論，提供了決定性的實驗依據。第八頁，共25頁。DNA衍射圖譜第九頁，共25頁。（1）同一生物的不同組織的DNA堿基組成相同；（2）幾乎所有生物的DNA，腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鳥嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。（3）不同生物來源的DNA堿基組成不同，表現為A+T/G+C的比值不同。奧地利著名生物化學家查戈夫研究成果：第十頁，共25頁。在生命的旋梯上沃森和克里克第十一頁，共25頁。1953年4月25日，克里克和沃森在《自然》雜志上發(fā)表了DNA的雙螺旋結構，從而帶來了遺傳學的徹底變革，更宣告了分子生物學的誕生。第十二頁，共25頁。二、DNA的空間結構圖圖的上半部分是以超高分辨率掃描式電子顯微鏡拍到的照片。圖的下半部分是DNA的人工模型。從圖上可辨認出DNA是由兩條鏈交纏在一起的螺旋結構第十三頁，共25頁。DNA的結構模式圖從圖中可見DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結構放大DNA的空間結構圖第十四頁，共25頁。AGCT氫鍵ATGC平面結構立體結構DNA分子的空間結構：規(guī)則的雙螺旋結構第十五頁，共25頁。堿基對另一堿基對嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿基對，且A只和T配對、C只和G配對，這種堿基之間的一一對應的關系就叫做堿基互補配對原則。ATGC氫鍵第十六頁，共25頁。1、DNA分子結構主要特點DNA分子是有

條鏈組成，

盤旋成

結構。

交替連接，排列在外側，構成基本骨架；

排列在內側。堿基通過

連接成堿基對，并遵循

原則。反向平行雙螺旋脫氧核糖和磷酸堿基對氫鍵堿基互補配對2三、DNA模型分析第十七頁，共25頁。DNA結構特性之一：☆遺傳信息：脫氧核苷酸（或堿基對的排列順序）的排列順序多樣性怎么體現？1.堿基對的排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性。2.組成DNA分子的脫氧核苷酸數目又極多,使DNA具有多樣性DNA的多樣性在分子水平上決定了生物的多樣性思考：DNA能否儲存大量的遺傳信息？第十八頁，共25頁。1）多樣性：堿基對的數目和排列順序，構成了DNA分子的多樣性。

在生物體內，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，請同學們計算DNA分子有多少種？4

種40003)特異性DNA的多樣性和特異性從分子水平上說明了生物體具有多樣性和生物個體之間存在差異的原因。2、DNA分子的結構特性2)穩(wěn)定性

研究表明：DNA結構的穩(wěn)定性與四種堿基的含量有關：

G和C的含量越多，DNA的結構就越穩(wěn)定。第十九頁，共25頁。12345678109GTCA1.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1．下面是DNA的分子的結構模式圖，說出圖中1－10的名稱。

【課堂反饋】第二十頁，共25頁。2．已知1個DNA分子中有4000個堿基對，其中胞嘧啶有2200個，這個DNA分子中應含有的脫氧核苷酸的數目和腺嘌呤的數目分別是（） A．4000個和900個 B．4000個和l800個 C．8000個和1800個 D．8000個和3600個C第二十一頁，共25頁。2.拓展題 你能根據堿基互補配對原則，推導出相關的數學公式嗎？推導后，嘗試進一步總結這些公式，從中概括出一些規(guī)律。 ∵A=TG=C∴A+G=T+C∴

也可以寫成以下形式：規(guī)律概括：在DNA雙鏈中，任意兩個不互補堿基之和

，并為堿基總數的

。A+G()=T+C()=50%A+GT+C=(()=(）()=1A+G+T+CA+G+T+CA+CT+CT+G)A+G恒等一半第二十二頁，共25頁。①雙鏈DNA分子中：

(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1∵A=T，G=C∴A+G=T+C=A+C=T+G=50%兩個互補堿基相等任意兩個不互補堿基之和恒等且各占DNA總堿基數的50％不互補堿基之和的比值等于1．

A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈利用堿基互補配原則的計算規(guī)律第二十三頁，共25頁。1、在一條雙鏈DNA分子中，腺嘌呤占35%，它所含的胞嘧啶應占（）A、15%B、30%C、35%D、70%2、在雙鏈DNA中有鳥嘌呤P個，占全部堿基的比例為N/M（M＞2N），則該DNA分子中腺嘌呤的數目是（）A、PB、（