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1、第三章第三章 基因的本质基因的本质第二节第二节 DNADNA 分子结构分子结构 1911年 美国生物化学家莱文和琼斯确定：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸 资料资料1：20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是分子的基本单位是 。脱氧核苷酸脱氧核苷酸1分子磷酸分子磷酸1分子脱氧核糖分子脱氧核糖 1分子含氮碱基分子含氮碱基一、一、DNADNA模型建构模型建构1分子脱氧核苷酸分子脱氧核苷酸 = + + .【模型建构模型建构1】: 脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱碱 基基AG C T磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖ACT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤
2、脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸G脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类 1911年 美国生物化学家莱文和琼斯确定：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸科学界普遍认为：DNA是由四种脱氧核苷酸构成的长链。 1951年 思考：脱氧核苷思考：脱氧核苷酸是怎样连成一酸是怎样连成一条链的呢？条链的呢？【模型建构模型建构2】一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链一、一、DNADNA模型建构模型建构 1911年 美国生物化学家莱文和琼斯确定：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸 1951年 英国生物物理学家威尔金斯和物理学家富兰克林DNA衍射图谱 思考：思考：DNADNA由由几
3、条脱氧核几条脱氧核苷酸链构成苷酸链构成呢？呢？科学界普遍认为：DNA是由四种脱氧核苷酸构成的长链。 1911年 美国生物化学家莱文和琼斯确定：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸 1951年 英国生物物理学家威尔金斯和物理学家富兰克林DNA衍射图谱生物学家沃森和物理学家克里克构建DNA双螺旋结构模型 1952年 科学界普遍认为：DNA是由四种脱氧核苷酸构成的长链。【模型建构模型建构3】DNA分子呈螺旋分子呈螺旋结构结构 1911年 美国生物化学家莱文和琼斯确定：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸 1951年 英国生物物理学家威尔金斯和物理学家富兰克林DNA衍射图谱生物学家沃森和物理学家克里克构建DN
4、A双螺旋结构模型 1952年 科学界普遍认为：DNA是由四种脱氧核苷酸构成的长链。 1911年 美国生物化学家莱文和琼斯确定：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸 1951年 英国生物物理学家威尔金斯和物理学家富兰克林DNA衍射图谱生物学家沃森和物理学家克里克构建DNA双螺旋结构模型 1952年 奥地利生物化学家查哥夫碱基数据表科学界普遍认为：DNA是由四种脱氧核苷酸构成的长链。数据分析数据分析来源来源碱基的相对含量碱基的相对含量腺嘌呤腺嘌呤A鸟嘌呤鸟嘌呤G胞嘧啶胞嘧啶C 胸腺嘧啶胸腺嘧啶T人人30.919.919.829.4牛（脾）牛（脾）27.922.722.127.3酵母酵母31.318.7
5、17.132.9结合分支杆菌结合分支杆菌15.134.935.414.6 请同学们大胆猜测，应是哪两种碱基配对？请同学们大胆猜测，应是哪两种碱基配对？小结：碱基互补配对：小结：碱基互补配对：A-TA-T、C-GC-G。观察：两个模型有什么区别？观察：两个模型有什么区别？修正后的模型：修正后的模型：小结：小结：DNADNA的两条链是反向平行的关系。的两条链是反向平行的关系。建模建模课后任务：请每一位同学利用合理的材料，自主构建DNA分子结构模型，一个月后交！ 1911年 美国生物化学家莱文和琼斯确定：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸 1951年 英国生物物理学家威尔金斯和物理学家富兰克林DNA衍
6、射图谱生物学家沃森和物理学家克里克构建DNA双螺旋结构模型 1952年 奥地利生物化学家查哥夫碱基数据表科学界普遍认为：DNA是由四种脱氧核苷酸构成的长链。沃森、克里克以及威尔沃森、克里克以及威尔金斯共同分享了诺贝尔金斯共同分享了诺贝尔生理学或医学奖。生理学或医学奖。P49思思考讨论考讨论一起做一起做沃森和克里克的成功：沃森和克里克的成功：不懈努力，大胆尝试不懈努力，大胆尝试热情，执着热情，执着默契配合，谦虚严谨默契配合，谦虚严谨学科交叉，技术发展学科交叉，技术发展【课堂反馈课堂反馈】下面是下面是DNADNA的分子结构模式图，说出图中的分子结构模式图，说出图中1 11010的名称。的名称。 1
7、2345678109GTCA1. 胞嘧啶胞嘧啶2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 鸟嘌呤鸟嘌呤4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶5. 脱氧核糖脱氧核糖6. 磷酸磷酸7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8. 碱基对碱基对9. 氢键氢键10. 一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段P511、DNA分子结构分子结构DNA分子是有分子是有 条链组成，条链组成， 盘旋盘旋成成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；构成基本骨架； 排列在内侧。排列在内侧。碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则原则反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基对
8、碱基对氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对2二、二、DNADNA模型分析模型分析（A A与与T T、C C与与G G配对）。配对）。碱基对的排列顺序不同碱基对的排列顺序不同碱基对的排列顺序中碱基对的排列顺序中【思考思考】1 1、比较不同组的、比较不同组的DNADNA模型有什么不同？模型有什么不同？2 2、DNADNA中的遗传信息蕴藏在哪儿中的遗传信息蕴藏在哪儿? ?3 3、碱基对数量（、碱基对数量（n n）和碱基对排列方式）和碱基对排列方式的关系的关系? ?4n (n代表碱基对数代表碱基对数) DNADNA分子的结构特性分子的结构特性DNADNA分子的结构小结分子的结构小结化学元素组成：化学元素组
9、成：基本组成单位：四种脱基本组成单位：四种脱氧核苷酸氧核苷酸一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子脱氧核糖一分子磷酸一分子磷酸空间结构空间结构规则的双螺规则的双螺旋结构旋结构两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则分子结构的稳定性、多样性和特异性分子结构的稳定性、多样性和特异性C C、H H、O O、N N、P PA+TG+CA2 +T2G2 +C2A1+T1G1+C1=n=n双链双链DNADNA分子中，两互补碱基相等；任分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的数的50%,5
10、0%,且不互补碱基之和的比值等于且不互补碱基之和的比值等于1 1( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何等于其中任何一条链的一条链的A+T/G+CA+T/G+C。规律总结：规律总结：A=T， C=G A+G=T+C =A+C=T+G= 50%=nA1 1T2 2T1 1A2 2G1 1C2 2C1 1G2 21 2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互为倒数。即两不互补碱基之和互为倒数。即两不互补碱基之和的比
11、值等于另一互补链中这一的比值等于另一互补链中这一 比值的倒比值的倒数。数。1nA2+G2T2+C2=双链双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基总数的分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中百分比等于其中任何一条链中A+TA+T占该链碱基总数的占该链碱基总数的百分比。百分比。A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2A2 +T2 +G2 +C2A2 +T2=A1 +T1 +G1 +C1A1 +T1=m%m%m%T1+C1=n A1+G1有关有关DNADNA中的碱基计算中的碱基计算1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%2
12、3%，求，求A A占多少？占多少？因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+C=50%A+G=T+C=50%。所以，所以， A=50%A=50%23%=27%23%=27%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，上述比例在其互补链和整个其互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述比例在其互，上述比例在其互补链和整个补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 12.5 10.4 0.40
13、.4 0.43 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占其所在链碱基总数的百分含量。占其所在链碱基总数的百分含量。解析一：解析一：设设DNADNA分子碱基总数为分子碱基总数为100100.已知：已知：A+T=54A+T=54，则，则G+C=46G+C=46所以，所以，G G1 1+C+C1 1 =G =G2 2 +C+C2 2 =23 =23已知：已知：G G1 1 = =10022%=1112所
14、以所以, C2=G1=11则则: G2=2311=12G2A2 +T2 +G2 +C2=1212100= 24%解析二解析二:已知已知A+T总总= 54%,则则= 46%G+C总总所以所以G1+C11/2总总= 46%.已知已知1/2总总G1= 22%所以所以1/2总总C1= 46%22%= 24%因为因为G2=C1所以所以1/2总总G2= 24%24%24%1 1、某双链、某双链DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤占分子的碱基中，鸟嘌呤占30%30%，则，则 胸腺嘧啶为胸腺嘧啶为_2 2、一个、一个DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤占分子的碱基中，腺嘌呤占20%20%，那么在含有，那么在含有 10
15、0100个碱基对的个碱基对的DNADNA分子中，胞嘧啶分子中，胞嘧啶 应是应是_3 3、 DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个，求整个 DNADNA分子中分子中G= _G= _ 20% 60个个29%4 4、由、由120120个碱基组成的个碱基组成的DNADNA分子片段，可因其碱基对组分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携成和序列的不同而携 带不同的遗传信息，其种类数最带不同的遗传信息，其种类数最多可达多可达 （ ） A A、4 4120 120 B B、1201204 4 C C、4 460 60 D D、60604 4C C
16、5. 5. 已知在已知在DNADNA分子中的一条单链分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m(A+G)/(T+C)= m 时时, ,求求: :(1)(1)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ? 1/m(2)(2)这个比例关系在整个分子中又是多少这个比例关系在整个分子中又是多少? ?1(3)(3)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ?n(4)(4)这个比例在整个这个比例在整个DNADNA分子中又是多少分子中又是多少? ?n6.6.从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNADNA进行分析进行分析, ,其四种碱基数的比例其四种碱基数的比例 是鸟嘌呤
17、与胞嘧啶之和占全部碱基数的是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46% ,46% ,又知又知DNADNA的的 一条链一条链(H(H链链) )所含的碱基中所含的碱基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤, ,问与问与H H链相对应链相对应 的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 ( )( )、26%26%、24% 24% 、14% 14% 、11%11%A 当在一单链中当在一单链中, ,如果如果(A+T)/(G+C)= n(A+T)/(G+C)= n 时时, ,求求: :7 7已知已知1 1个个DNADNA分子中有分子中有18001800个碱个碱基对，其中胞嘧啶有基对，其中胞嘧啶有10001000个，这个个，这个DNADNA分子中应含有的脱氧核苷酸的分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是数目和腺嘌呤的数目分别是 A A18001800个和个和800800个个 B B18001800个和个和l800l800个个C C36003600个和个和800800个个D D36003600个和个和36003600个个C