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1、、DNADNA的化学组成的化学组成C H O N PC H O N P复习提问复习提问DNADNA中文全称中文全称: :组成元素组成元素: :基本单位基本单位: :脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸12345含氮碱基种类：含氮碱基种类：因此，脱氧核苷酸也有因此，脱氧核苷酸也有4 4种：种：腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸A胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸C鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸GT胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸如何形成脱氧核苷酸如何形成DNA分子？分子？DNA的结构又是如何？的结构又是如何？一、一、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建年美国生物学
2、家年美国生物学家沃森沃森（atsonatson) )和英和英国物理学家国物理学家克里克克里克（rickrick) )提出分子的提出分子的双双螺旋结构模型螺旋结构模型。被誉为。被誉为2020世纪最伟大的发现。世纪最伟大的发现。 a a、沃森和克里克在构建模型的过程、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？中，利用了他人的哪些经验和成果？（1 1）英国科学家威尔金斯和富兰克林）英国科学家威尔金斯和富兰克林（2 2）奥地利著名生物化学家查哥夫）奥地利著名生物化学家查哥夫 b b、沃森和克里克在构建模型的过程中，出现、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
3、纠正这些错误的？过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？二二DNADNA分子的结构分子的结构3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？的什么部位？2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于它们分别位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？立体结构？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大DNADNA的立体结构的立体结构PPPPA AT TC CG GP4411335522P4411335522PPA AC C
4、T TG G磷酸脱氧核糖含氮碱基DNA的平面结构的平面结构55553333112244551122334455oooo22114455PPPPA AT TC CG GP4411335522P4411335522PPA AC CT TG G反向反向DNA的平面结构的平面结构555533331122445511223344oooo22114455DNA分子双螺分子双螺旋结构的特点旋结构的特点（1）DNA分子是由两分子是由两条反向平行的脱氧核条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成苷酸长链盘旋成双螺双螺旋结构旋结构PPPPA AT TC CG GP4411335522P4411335522PPA AC CT
5、 TG G555533331122445511223344oooo22114455DNA分子双螺旋分子双螺旋结构的特点结构的特点（1）DNA分子是由分子是由两条反向平行的脱氧两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成核苷酸长链盘旋成双双螺旋结构螺旋结构（2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成排列在外侧，构成基本基本骨架骨架；碱基在内侧。；碱基在内侧。ooPPPPA AT TC CG GP4411335522P4411335522PPA AC CT TG G55553333112244551122334455oooo22114455DNA分子双螺旋分子
6、双螺旋结构的特点结构的特点（1）DNA分子是由两条分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成长链盘旋成双螺旋结构双螺旋结构（2）DNA分子中的脱氧分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成排列在外侧，构成基本基本骨架骨架；碱基在内侧。；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通过过氢键氢键连接成碱基对，连接成碱基对，A A配配T T，G G配配C C ，遵循，遵循碱基互补碱基互补配对原则配对原则。 思考：思考：研究表明：研究表明：DNA结构的稳结构的稳定性与四种碱基的含量有定性与四种碱基的含量有关：关：G和和C的含量越多，的含量越多，DN
7、A的结构就越稳定。的结构就越稳定。1.同学们知道是由于什么原因吗？同学们知道是由于什么原因吗？ G与与C形成三个氢键，形成三个氢键，A与与T只形成两只形成两个氢键。氢键越多，结合力越强。个氢键。氢键越多，结合力越强。2 2、碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶、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？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。而是单环化合物，占有空间小。而DNA分子具有稳定的直分子具有稳定的直径径 。3.3.为什么只能是为什么只能是A A配配T T，G G配配
8、C C，不，不能是能是A A配配C C，G G配配T T？(2)A与与T通过两个氢键相连，通过两个氢键相连，G与与C通过通过三个氢键相连，使三个氢键相连，使DNA的结构更加稳定的结构更加稳定.(1)A的量总是等于的量总是等于T的量的量,G的量总是等于的量总是等于C的量的量DNADNA分子的特性分子的特性特定的特定的DNADNA分子具有分子具有特定的碱基排特定的碱基排列顺序列顺序DNADNA分子的特点：分子的特点：多样性：多样性：一个最短的一个最短的DNADNA分子也有分子也有40004000个碱基对，可个碱基对，可能的排列方式就有能的排列方式就有4 440004000种。种。特异性：特异性：不
9、同的生物，碱基对的数目可能不同，碱不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。基对的排列顺序肯定不同。稳定性：稳定性：中的脱氧核糖和磷酸交替连接的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方方式不变，两条链间碱基互补配对的方式不变。（即结构的稳定性）式不变。（即结构的稳定性）DNADNA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。特定的特定的DNADNA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。问题：问题： 根据碱基互补配对原则，你能推导出根据碱基互补配对原则，你能推导出DNADNA分子中各种碱基之间有哪些数量关系吗？分子中各种碱
10、基之间有哪些数量关系吗？在在DNADNA双链中：双链中： A = T A = T ， G = CG = 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 A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链A AG=TG=TC C即（即（A AGG）（）（T TC C） A AC=TC=TGG （A AC C）（）（T TGG）11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。互为倒数。T T2 2 + +C C2 2A A2 2 + +
11、GG2 2A A1 1+ +GG1 1T T1 1 + +C C1 1= =T T2 2 + +G G2 2A A2 2 + +C C2 2A A 1 1+ +C C1 1T T1 1 + +G G1 1= =双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其等于其中任何一条链的中任何一条链的A+T/G+CA+T/G+C。A A1 1+T+T1 1GG1 1+C+C1 1A+TA+TG+CG+C= =A A2 2 +T+T2 2G G 2 2 +C +C2 2= =如果链中的如果链中的AGTCb则链中的则链中的AGTCb双链中双链中AGTC不同生物该比值不同不同生物该比值不同双
12、链双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+TA+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的一半。的一半。A 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 2A+TA+TA+T+G+CA+T+G+C= =A A1 1 +T +T1 1（A+TA+
13、T）1 12 2= = =A A2 2 +T+T2 2同理：同理：G+CG+CA+T+G+CA+T+G+C= =A A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1GG1 1 +C +C 1 1= =A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C +C2 2GG2 2 +C +C2 2（G+CG+C）1 12 2G G1 1 + +C C1 1GG2 2 + +C C2 2= = =DNADNA中碱基计算的一般规律中碱基计算的一般规律1.1.双链双链DNADNA分子中分子中互补的碱基的量相等互补的碱基的量相等即即A AT T、CCG (G (最基本的规律最基本的规律) )
14、 3.双链双链DNA分子中两不互补的碱基之和比值相等分子中两不互补的碱基之和比值相等 即（即（A+G）/（T+C）（）（A+C）/（T+G）=12.双链双链DNA分子中任意两不互补的碱基之和占碱基总量的分子中任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50 即：（即：（A+C）=（T+G）%=50%4.DNA4.DNA分子的一条链上（分子的一条链上（A+ TA+ T）（）（C+ GC+ G）= a= aDNA分子的一条链上（分子的一条链上（A+ C）/（T+ G）b(通常不等通常不等1)DNADNA分子中（分子中（A+T)/(G+C)A+T)/(G+C)比值等于每条单链中的比值。比值等于每条单链中的比值
15、。 则该链的互补链上相应比例为则该链的互补链上相应比例为a a则该链的互补链上相应比例为则该链的互补链上相应比例为1 1b b。化学组成：化学组成：基本组成单位：四种脱氧核苷酸基本组成单位：四种脱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旋结构规则的双螺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多样性分子结构的多样性, ,稳定性和特异性稳定性和特异性碱基互补配对原则的应用碱基互补配对原则的应用有关有关DNADNA中的碱基计算中的碱基计算1 1、某双链、某双链DNAD
16、NA分子中，分子中，G G占占23%23%，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
17、？2.5 12.5 10.4 0.4 0.40.43 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，其中一条链上中一条链上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占其所在链占其所在链碱基总数的百分含量。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 G
18、1 1 = =10022%=1112所以所以, 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
19、%20%，那么在含有，那么在含有 100100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 46
20、0 60 D D、60604 4C C5. 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
21、基数的比例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1800180
22、0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三、制作三、制作DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型 注意事项注意事项、制作磷酸脱氧核糖和含氮碱基的模型、制作磷酸脱氧核糖和含氮碱基的模型材料时材料时,须注意各分子的大小比例。须注意各分子的大小比例。、磷酸脱氧核糖和含氮碱基三者之间的、磷酸脱氧核糖和含氮碱基三者之间的连接部位要正确。连接部位要正确。、制作两条长链是，注意每条链上碱基、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。条链方向是相反的。