DNA分子的结构1
n
6:从某生物组织中提取DNA进行分析,其
四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之
和占全部碱基数的46% ,又知DNA的一条
链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问
与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该 链全部碱基数的 ( A、26% C、14%
A)
B、24% D、11%
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DNA的空间结构
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从图中可见 DNA具有规则 的双螺旋空间 结构
DNA的结构 模式图
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P
5 o
4 3 2 1
反向平行
A T
P
磷酸
脱氧核糖
5 0 4 3 2 1
T
A P
P G P C G CDNA的平面结构PPP
含氮碱基
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A C
T G
碱基对 另一碱基对 氢键
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。
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。
设DNA一条链为1链,互补链为2链。根据碱基互补配对原则 可知:A1=T2 , A2=T1, G1 = C2 , G2 =C1。 则在DNA双链中: A = T , G = C
可引申为:
①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
DNA双链
A1 T
1
5.已知在DNA分子中的一条单链 (A+G)/(T+C)= m 时,求:
(1)在另一互补链中这一比例是多少? 1/m (2) 这个比例关系在整个分子中又是多 少? 1
当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时, 求: (3)在另一互补链中这一比例是多少? n
(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?
沃森和克里克:DNA分子的规则的双螺旋结构
0.34nm
2nm
3.4nm
A C A A C G
T G T T G C
你知道右图DNA结 构中的哪个结构是稳定 不变的哪个结构是千变 万化的?
A
G
T
C
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。
A
G
T
C
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三、制作DNA双螺旋结构模型
注意事项
1、制作磷酸脱氧核糖和含氮碱基的模型
材料时,须注意各分子的大小比例。
2、磷酸脱氧核糖和含氮碱基三者之间的
连接部位要正确。
3、制作两条长链是,注意每条链上碱基 总数要一致.碱基对间应是互补配对的两
条链方向是相反的。
作业:
• 做DNA分子结构课堂小结(元素,基本组成 单位,平面结构,立体结构) • 参照P50对制作的DNA双螺旋结构进行交 流讨论 • 尝试完成P51课后练习
DNA中碱基计算的一般规律
1.双链DNA分子中互补的碱基的量相等
即A=T、C=G (最基本的规律)
2.双链DNA分子中任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50% 即:(A+C)%=(T+G)%=50% 3.双链DNA分子中两不互补的碱基之和比值相等 即(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1 4.DNA分子的一条链上(A+ T)/(C+ G)= a (通常不等1) 则该链的互补链上相应比例为a
=
(G+C)
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1、某双链DNA分子中,G占23%,求A占多少?
因为DNA分子中,A+G=T+C。所以, 解析:
2、在DNA的一个单链中,A+G/T+C=0.4,上 述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少? 若DNA的一个单链中, ,上述比 2.5 1 A+T/G+C=0.4 ; 例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少?
但“科学玫瑰”没等到 分享荣耀,在研究成果被 承认之前就已凋谢。 (英,R.E.Franklin, 1920-1958) 返回
DNA衍射图谱
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不同来源DNA四种碱基的摩尔比例关系
DNA来源 A 大肠杆菌 小麦 鼠 猪肝 猪胸腺 猪脾 酵母 25.4 24.8 24.1 25.7 26.8 28.0 23.2
A=50%–23%=27%
0.4
0.4
3、某双链DNA分子中,A与T之和占 整个DNA碱基总数的54%,其中一条 链上G占该链碱基总数的22%。求另 一条链上G占其所在链碱基总数的百 分含量。
24%
4、某DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基总数 的34%,其中一条链上的C占该链碱基总数的 28%,那么,对应的另一条互补链上的C占该链 碱基总数的比例是多少? 38% 5、在含有四种碱基的DNA区段中,有腺嘌呤a 个,占该区段全部碱基的比例为b,则 ( C )
在生命的旋梯上
沃森和克里克
1953年4月25日, 克里克和沃森在 《自然》杂志上 发表了DNA的双 螺旋结构,从而 带来了遗传学的 彻底变革,更宣 告了分子生物学 的诞生。
二﹑DNA分子的结构
1、DNA是由几条链构成的?它具有怎样的
立体结构? 2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的? 它们分别位于DNA的什么部位呢? 3、DNA中的碱基是如何配对的?它们位于 DNA的什么部位?
一分子脱氧核糖
一分子磷酸
两条脱氧核苷酸长链
碱基对 氢键 碱基互补配对原则
★分子结构的多样性,稳定性和特异性 ★碱基互补配对原则的应用
1、碱基配对时,为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶 碱不与嘧啶碱配对呢?
这是由于嘌呤碱是双环化合物,占有空间大;嘧啶碱 是单环化合物,占有空间小。而DNA分子的两条链的距离 是固定的。
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DNA分子的特点:
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①稳定性: DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接的 方式不变,两条链间碱基互补配对的原 则不变。(即结构的稳定性) ②多样性: DNA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。
③特异性: 特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
A. b≤0.5 C.胞嘧啶为a(1/2b-1) B. b≥0.5 D.胞嘧啶为b(1/2a - 1)
6、分析一个DNA分子时,发现30%的脱氧核苷 酸含有A,由此可知,该分子中一条链上G含量的 最大值可占此链碱基总数的多少?
40%
★化学组成:
一分子含氮碱基 基本组成单位:四种脱氧核苷酸 ★空间结构 规则的双螺旋结构
1、沃森和克里克在构建模型的过程 中,利用了他人的哪些经验和成果?
(1)英国科学家威尔金斯和富兰克林 (2)奥地利著名生物化学家查哥夫
2、沃森和克里克在构建模型的过程中,出现 过哪些错误?他们是如何对待和纠正这些错误的?
3、上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法?
4、这对理解生物学科的发展有什么启示?
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2.为什么只能是A配T,G配C,不 能是A配C,G配T?
(1)A的量总是等于T的量,G的量总是等于C 的量 (2)A与T通过两个氢键相连,G与C通过 三个氢键相连,使DNA的结构更加稳定.
早凋的“科学玫瑰” --富兰克林( R.E.Frankli
她和同事威尔金斯 在1951年率先采用X射线 衍射技术拍摄到DNA晶 体照片,为推算出DNA分 子呈螺旋结构的结论, 提供了决定性的实验依 据。
T 24.8 28.0 25.6 29.7 28.9 29.2 32.9
G 24.1 23.2 21.9 20.5 20.4 20.4 18.7
C 25.7 22.7 22.8 20.5 20.7 20.8 17.5
(A+T)/ (G+C) 1.01 1.15 1.11 1.36 1.36 1.36 1.54
DNA分子中(A+T)/(G+C)比值等于每条单链中的比值。
DNA分子的一条链上(A+ C)/(T+ G)=b 则该链的互补链上相应比例为1/b。
A C A A C G
T G T T G C
DNA分子的结构特点
(1)DNA分子是由两条 反向平行的脱氧核苷酸长 链盘旋成双螺旋结构。
A
G
T
C
A C A A C G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
脱氧 核糖
C
脱氧 核糖
T
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1953年,美国科学家沃森
(J.D.Watson,1928—)和英国科学家 克里克(F.Crick,1916—2004),共同 提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的 又一划时代发现,它标志着生物学的研究进入 分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革 命性的发现”,两位科学家获得了1962年度诺 贝尔生理学或医学奖。
A1+G1 T1 +C1
=
T2 +C2 A2 +G2
A 1+C1 T1 +G1
=
T2 +G2 A2 +C2
如果链1中的A+G/T+C=b 则链2中的A+G/T+C=1/b 双链中A+G/T+C= 1
④双链DNA分子中,A+T占整个DNA分子 碱基总数的百分比等于其中任何一条链中 A+T占该链碱基总数的百分比,其中任何一 条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。
A+T A+T+G+C
=
A1 +T1 A1 +T1 +G1 +C1 A2 +T2