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1、第二节：第二节：DNA分子的结构分子的结构二、二、DNA分子的结构分子的结构1 1、化学组成、化学组成 DNA全称叫脱氧核糖核酸，是生物主要的遗传物质。它的基本组成单位是脱氧核苷酸。（1）脱氧核苷酸的组成成分P脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基（2）含氮碱基的种类含氮碱基的种类含氮碱基含氮碱基腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶（3 3）脱氧核苷酸的种类）脱氧核苷酸的种类ACGT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（A A）（G G）（C C）（T T）AAAAAAGGGGCCCCAA
2、 2 2、DNADNA分子的结构分子的结构平面结构图平面结构图立体结构图AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC（1 1）DNADNA分子是由两条反向平行分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。（2 2）DNADNA分子中的脱氧核糖和磷分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。基本骨架；碱基在内侧。（3 3）两条链上的碱基通过氢键）两条链上的碱基通过氢键连结起来，连结起来，且且A A A A一定与一定与T T T T配对、配对、C C C C一一定与定与G G G G配对
3、，碱基之间的这种一一配对，碱基之间的这种一一对应的关系就叫做对应的关系就叫做碱基互补配对碱基互补配对原则原则。2、DNA分子双螺旋的空间结构：AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC思考思考 如右图，已知一条链上的碱基排列顺序，能否根据碱基互补配对原则确定另一条链上的碱基排列顺序？GGT TT TCCAACCT TCC 例例1 1 若一条链的碱基若一条链的碱基A:T:G:CA:T:G:C=1:2:3:4=1:2:3:4，则另一条链相应的，则另一条链相应的碱基碱基A:T:G:CA:T:G:C比为（比为（）A A、1:2:3:4 B1:2:3:4 B、2:1:4:3
4、2:1:4:3C C、1:2:4:3 D1:2:4:3 D、2:1:3:42:1:3:4B BGGAAGGAACCT TGGAA 对于整个双链DNA分子,A=T,G=C是否成立?例例2 2 某生物细胞某生物细胞DNADNA分分子的碱基中子的碱基中,腺嘌呤的分腺嘌呤的分子数占子数占18%18%，那么鸟嘌呤，那么鸟嘌呤的分子数占（的分子数占（）A 9%B 18%A 9%B 18%C 32%D 36%C 32%D 36%C规律一规律一规律一规律一:一条链上的碱基一条链上的碱基一条链上的碱基一条链上的碱基A A A A等于等于等于等于互补链的碱基互补链的碱基互补链的碱基互补链的碱基T;T;T;T;同理
5、：同理：同理：同理：G=CG=CG=CG=C。规律二规律二：在：在DNADNA双链中，双链中，A=TA=T，G=CG=C。能能成立稳定性稳定性多样性多样性特异性特异性3 3、DNADNA分子的结构特性分子的结构特性（1 1）DNADNA分子是规则的双螺旋结构。分子是规则的双螺旋结构。（2 2）DNADNA分子中脱氧核糖和磷酸交分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变替排列的顺序稳定不变（3 3）DNADNA分子双螺旋结构中间为碱分子双螺旋结构中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维基对，碱基之间形成氢键，从而维持了双螺旋结构的稳定。持了双螺旋结构的稳定。（4 4）DNADNA分子两条链之间对应
6、碱基严分子两条链之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。格按照碱基互补配对原则进行配对。（5 5）每个特定的）每个特定的DNADNA分子中，碱基分子中，碱基对的数量和排列顺序稳定不变。对的数量和排列顺序稳定不变。AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC 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，DNA的结构就越稳定。的结构就越稳定。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
7、，结合力越强。个氢键。氢键越多，结合力越强。多样性多样性 长链中的碱基对种类、数量、长链中的碱基对种类、数量、和排列顺序是千变万化，从而决和排列顺序是千变万化，从而决定了定了DNADNA分子的多样性。分子的多样性。特异性特异性 每一条每一条DNADNA分子都有特定的分子都有特定的碱基排列顺序，所以每个特定的碱基排列顺序，所以每个特定的DNADNA分子中都贮存着特定的遗传分子中都贮存着特定的遗传信息。这种特定的碱基排列顺序信息。这种特定的碱基排列顺序就构成了就构成了DNADNA分子的特异性。分子的特异性。例：一个最短的例：一个最短的例：一个最短的例：一个最短的DNADNA分子大约有分子大约有分子
8、大约有分子大约有40004000个碱基对，这些碱基对可能的排个碱基对，这些碱基对可能的排个碱基对，这些碱基对可能的排个碱基对，这些碱基对可能的排列方式应该有多少种？列方式应该有多少种？列方式应该有多少种？列方式应该有多少种？答案是：答案是：答案是：答案是：4 4 4 44000400040004000种种种种AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC巩固练习巩固练习 1.请说出图中请说出图中111的名称的名称1.磷酸磷酸2.脱氧核糖脱氧核糖3.鸟嘌呤鸟嘌呤4.胞嘧啶胞嘧啶5.氢键氢键6.腺嘌呤腺嘌呤9.脱氧核苷酸脱氧核苷酸10.一条脱氧核苷酸一条脱氧核苷酸链的片段
9、链的片段11.碱基对碱基对双链双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,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(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1规律总结：规律总结：A1T2T1A2G1C2C1G2DNADNA双链双链双链双链A=T，C=G A+G=T+C=A+C=T+G=50%例、某双链例、某双链DNADNA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
10、，A+G=T+C=50%A+G=T+C=50%。所以，所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27%双链双链DNA分子中分子中A+T/G+C等于等于其中其中任何一条链任何一条链的的A+T/G+C。A1+T1G1+C1=nA2+T2G2+C2A+TG+CA1T2T1A2G1C2C1G2DNADNA双链双链双链双链=n=n已知在已知在DNADNA分子中的一条单链分子中的一条单链,如果如果(A+T)/(G+C)=n(A+T)/(G+C)=n 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?(2)(2)这个比例在整个这个比例在整个DNADNA分子中又是多少分子
11、中又是多少?nn双链双链DNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基之互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一和的比值等于另一互补链中这一 比值的比值的倒数倒数.1nA2+G2T2+C2=A1T2T1A2G1C2C1G2DNADNA双链双链双链双链T1+C1=n A1+G1在整个在整个DNA分子中分子中A+GT+C=1例例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？2.5 12.5 1
12、例例1.1.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?(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/m1A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2DNADNA双链双链双链双链A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=m%m%m%双链双链DNA分子中，互补分子中，互补碱基（碱基（A+T）、）、（）占整个（）占整个DNA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
13、比等于其中任何一条链中A+T占该占该链碱基总数的百分比。链碱基总数的百分比。3 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，其中一条链上一条链上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占其所在链碱占其所在链碱基总数的百分含量。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
14、知：已知：G G1 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%A5.5.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DNADN
15、A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%DNA分子分子1链中链中A1占占1链碱基总数的百分比与链碱基总数的百分比与2链链中中A2占占2链碱基总数的百分比之和等于整个链碱基总数的百分比之和等于整个DNA分子分子中中A占双链碱基总数百分比的占双链碱基总数百分比的2倍倍,即即A1+T1+G1+C1A1+A2+T2+G2+C2A2=A+T+G+C2AA1T2T1A2G1C2C1G2DNA
16、DNA双链双链双链双链应用上述解题时，应首先搞清楚所给的和所求的是应用上述解题时，应首先搞清楚所给的和所求的是占整个占整个DNA分子的碱基比率还是占分子的碱基比率还是占DNA分子的一条分子的一条链的碱基比率，然后画出一个链的碱基比率，然后画出一个DNA分子模式图，并在分子模式图，并在图中标出已知和所求的碱基。图中标出已知和所求的碱基。根据根据DNA分子中分子中A、T、G、C的存在数目及比值可的存在数目及比值可判断该判断该DNA分子是否为双链分子是否为双链DNA分子以及其稳定性分子以及其稳定性高低。高低。注意：碱基比率与双链注意：碱基比率与双链DNA分子的共性和特异性：分子的共性和特异性：共性：
17、不因生物种类的不同而不同，共性：不因生物种类的不同而不同，A=T，C=G,A+C/T+G=A+G/T+C=1特异性：特异性：A+T/G+C的比值在不同的比值在不同DNA分子中是不分子中是不同的，是同的，是DNA分子多样性和特异性的表现。分子多样性和特异性的表现。应用应用1.生物界这样形形色色，丰富多彩的根本原生物界这样形形色色，丰富多彩的根本原因在于：因在于：A.蛋白质的多种多样蛋白质的多种多样B.DNA分子的多种多样分子的多种多样C.自然环境的多种多样自然环境的多种多样D.非同源染色体组合形式多样非同源染色体组合形式多样2.某某DNA分子含腺嘌呤分子含腺嘌呤200个，占碱基总数的个，占碱基总
18、数的20%，该，该DNA分子中含胞嘧啶：分子中含胞嘧啶：A.350 B.200 C.300 D.6003.DNA分子的基本骨架是分子的基本骨架是A.通过氢键相互连接的碱基对通过氢键相互连接的碱基对B.通过氢键相互连接的核苷酸对通过氢键相互连接的核苷酸对C.交替连接的脱氧核糖和磷酸交替连接的脱氧核糖和磷酸D.通过共价键依次相连的脱氧核糖和碱基通过共价键依次相连的脱氧核糖和碱基4.由由120个碱基组成的个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类最多可达：其种类最多可达：A.4120 B.1204
19、C.460 D.6045.一段多核苷酸链中的碱基组成为一段多核苷酸链中的碱基组成为30%的的A，30%的的C，20%的的G，20%的的T,它是一段：它是一段：A.双链双链DNA B.单链单链DNA C.双链双链RNA D.单链单链RNA6.在含有四种碱基的在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为个，占该区段全部碱基的比例为b,则则A.b0.5 B.胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2b-1)个个 C.b0.5 D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2b-1)个个7 7.DNA的一条链中，（的一条链中，（G+T）/（A+C）=2，（A+T）/（G+C）=0.5，则该，则该DNA分子中另一分子中另一条互补链上同样的碱基比例分别为：条互补链上同样的碱基比例分别为：A.2和和和和0.5 C.2和和和和28 8.已知已知1个个DNA分子中有分子中有4000个碱基对，其中胞个碱基对，其中胞嘧啶有嘧啶有2200个，这个个，这个DNA分子中应含有的脱氧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：核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是：A.4000个和个和900个个B.4000个和个和1800个个C.8000个和个和1800个个D.8000个和个和3600个个