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第二节,DNA,分子的结构,.,第三章 第二节DNA分子的结构.,1,.,.,2,.,.,3,DNA,中文全称:,组成元素:,基本单位,:,结构简式:,脱氧核糖核酸,脱氧核苷酸,脱氧,核糖,含氮碱基,磷酸,1,2,3,4,5,温故知新,DNA,的化学组成,C,、,H,、,O,、,N,、,P,.,DNA中文全称:脱氧核糖核酸脱氧核苷酸脱氧含氮碱基磷,4,A,腺嘌呤,G,鸟嘌呤,C,胞嘧啶,T,胸腺嘧啶,含氮碱基种类:,因此,脱氧核苷酸也有,4,种:,腺膘呤脱氧核苷酸,A,胞嘧啶脱氧核苷酸,C,鸟瞟呤脱氧核苷酸,G,T,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,.,A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤含氮碱基种类:因此,脱氧核,5,一、,DNA,分子双螺旋结构模型的构建,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。,.,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建1953年4月25日,克里,6,1,、沃森和克里克在构建,DNA,模型过程中,利用了他人的哪些经验和成果?,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,、通过阅读沃森和克里克构建,DNA,模型的故事,给你带来什么启示?,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建,.,1、沃森和克里克在构建DNA模型过程中,利用了他人的哪些经验,7,英国物理化学家富兰克林和同事生物物理学家威尔金斯在,1951,年率先采用,X,射线衍射技术拍摄到,DNA,晶体照片,(英,,R.E.Franklin,1920,1958,),DNA,衍射图谱,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建,早凋的“科学玫瑰”,.,英国物理化学家富兰克林和同事生物物理学家威尔金斯在1951年,8,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建,X,衍射技术是用,X,光透过物质的结晶体,使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。,DNA,的,X,射线衍射图,富兰克林拍摄的,DNA,的,X,射线衍射图,问题:沃森和克里克从衍射图谱中受到什么启示?,数据推算出,DNA,是,螺旋,结构!,.,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建X衍射技术是用X光透过物质,9,尝试多种不同的双螺旋、三螺旋结构,配对违反了化学规律,.,尝试多种不同的双螺旋、三螺旋结构配对违反了化学规律.,10,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建,查哥夫(,E.Chargaff,1905-,),奥地利著名生物化学家.,测定多种生物,DNA,中碱基的含量。提出了查哥夫(,Chargaff,)法则,即,T,与,A,物质的量相等,且,G,与,C,的物质的量相等。,化学家的帮助,.,一、DNA分子双螺旋结构模型的构建 查哥夫(E.Charga,11,A,C,G,T,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,.,ACGT腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶 胸腺嘧啶.,12,资料,1,:,20,世纪,30,年代,科学家认识到:组成,DNA,分子的基本单位是,脱氧核苷酸,。,资料,2,:,DNA,是由,4,种脱氧核苷酸连接而成的长链,这,4,种脱氧核苷酸分别含有,A,、,T,、,C,、,G,四种碱基,。,资料,4,:,奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出:腺嘌呤(A,)的量总是等于胸腺嘧啶(,T,)的量,(A=T),,鸟嘌呤(,G,)的量总是等于胞嘧啶(,C,)的量,(G=C),。,资料,3,:,1951,年,英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了,DNA,的,X,射线衍射图谱,沃森和,克里克推算出DNA,分子呈螺旋结构,随后构建出磷酸,脱氧核糖骨架在外部,碱基在螺旋内部双链螺旋。,.,资料1:20世纪30年代,科学家认识到:组成DNA分子的基本,13,(全品,P,导,例,1,),下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在,DNA,分子结构构建方面的突出贡献的说法中,正确的是,(,),A.,威尔金斯和富兰克林提供了,DNA,分子的电子显微镜图像,B.,沃森和克里克提出了,DNA,分子的双螺旋结构模型,C.,查哥夫提出了,A,与,T,配对、,C,与,G,配对的正确关系,D.,富兰克林和查哥夫发现碱基,A,量等于,T,量、,C,量等于,G,量,B,.,(全品P导例1)下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林,14,思考与讨论,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?,二、DNA分子结构的主要特点,.,思考与讨论1、DNA是由几条链构成的?它具有怎样的立体结构?,15,C,T,T,G,A,C,A,G,5,5,3,3,磷酸二酯键,1,、,DNA,平面结构,两条链反向平行,.,CTTGACAG5533磷酸二酯键1、DNA平面结构,16,H,2,O,H,H,H,H,DNA,的形成过程中有水生成吗?为什么?,.,H2OHHHHDNA的形成过程中有水生成吗?为什么?.,17,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,2,、磷酸、脱氧核糖交替排列在外侧,构成基本骨架,;碱基排列在内侧,.,AAATTTGGGGCCCATC2、磷酸、脱氧核糖交替排列在,18,A,G,C,T,氢键,A,T,G,C,3,、碱基互补配对原则,碱基对,思考:在一个,DNA,分子中,哪些碱基比例较高,则该,DNA,分子就比较稳定?,.,AGCT氢键ATGC3、碱基互补配对原则碱基对思考:在一个D,19,(全品,P,导,例,3),如图为,DNA,分子结构示意图,对该图的正确描述是,(,),A.,一条脱氧核苷酸链上相邻的,碱基之间通过氢键相连,B.,的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸,C.,每个脱氧核糖都连接一个碱基,和两个磷酸,D.,和相间排列,构成了,DNA,分子的基本骨架,D,.,(全品P导例3)如图为DNA分子结构示意图,对该图的正确,20,(全品,P,导,2,),2018,邢台月考,有一对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的结构中有一个腺嘌呤,则它的其他组成成分是,(,),A.,两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶,B.,两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶,C.,三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶,D.,三个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶,B,.,(全品P导2)2018邢台月考 有一对氢键连接的脱,21,(,全品,P,练,11,),已知A、T之间形成两个氢键,G、C之间形成三个氢键,甲DNA分子中含40%的腺嘌呤,乙DNA分子中含有40%的鸟嘌呤,对这两个DNA分子结构上的稳定性的判断,正确的是(),A.甲强于乙B.乙强于甲,C.甲等于乙D.无法判断,B,.,(全品P练11)已知A、T之间形成两个氢键,G、C之间形,22,三、DNA分子的特性,(3),特异性,:,每种,DNA,有别于其他,DNA,的特定的碱基排列顺序。,(1),稳定性,:,DNA,中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式不变。碱基对的长度和间距固定。,(2),多样性,:,碱基数量的不同,碱基对排列顺序的千变万化,构成了,DNA,分子的多样性。,在生物体内,一个最短,DNA,分子也大约有,4000,个碱基对,碱基对有:,A,T,、,T,A,、,G,C,、,C,G,。请同学们计算,DNA,分子有多少种?,4,种,4000,.,三、DNA分子的特性(3)特异性:每种DNA有别于其他DNA,23,四、DNA结构的相关计算,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:,A,1,=T,2,,A,2,=T,1,,G,1,=C,2,,,G,2,=C,1,。,在,DNA,双链中:,A=T,G=C,可引申为:,双链中,嘌呤数等于嘧啶数。,A+G=T+C,即,A+G/T+C=1,或,A+C=T+G,即,A+C/T+G=1,A,1,T,2,T,1,A,2,G,1,C,2,C,1,G,2,DNA,双链,.,四、DNA结构的相关计算设DNA一条链为1链,互补链为2链。,24,(全品,P,练,5.,),经测定,青蛙体细胞中一段DNA分子中A有600个,占全部碱基总数的24%。那么,该DNA片段中C所占比例和数量分别是(),A.24%,600个 B.24%,650个,C.26%,600个 D.26%,650个,D,.,(全品P练5.)经测定,青蛙体细胞中一段DNA分子中A有,25,双链中,,两互补碱基之和,占整个,DNA,分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中,两互补碱基之和,占该链碱基总数的百分比,且其中任何一条链,两互补碱基之和,是整个,DNA,分子,两互补碱基之和,的一半。,A+T,A+T+G+C,A,1,+T,1,+G,1,+C,1,A,1,+T,1,=,=,A,2,+T,2,+G,2,+C,2,A,2,+T,2,=,A,1,+T,1,(A+T),1,2,=,=,A,2,+T,2,双链中,两互补碱基之和的比等于任一单链中两互补碱基之和的比,。,A+T,G+C,A,1,+T,1,G,1,+C,1,A,2,+T,2,G,2,+C,2,=,=,.,双链中,两互补碱基之和占整个DNA分子碱基总数的百分比等于,26,双链中,互补的两条链中,两不互补碱基之和,的比互为倒
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