DNA分子的6.ppt

1、DNA分子的結(jié)構(gòu),2004年7月28日，“分子生物學(xué)之父”克里克在圣地牙哥加州大學(xué)醫(yī)院與世長辭，享年88歲。 1953年4月25日，克里克和沃森在自然雜志上發(fā)表了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而帶來了遺傳學(xué)的徹底變革，更宣告了分子生物學(xué)的誕生。 種瓜為什么能得瓜，就是遺傳物質(zhì)由親代傳給子代的結(jié)果。遺傳物質(zhì)為什么能自我復(fù)制呢？它是怎樣復(fù)制的呢？這些機(jī)理都蘊(yùn)藏在克里克和沃森的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的偉大發(fā)現(xiàn)之中。,早在19世紀(jì)，人們就發(fā)現(xiàn)了DNA的化學(xué)成分：,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建,脫氧 核糖,堿基,磷酸,A,G,C,T,腺嘌呤脫氧核苷酸,鳥嘌呤脫氧核苷酸,胞嘧啶脫氧核苷酸,胸腺嘧啶脫氧核苷酸,脫氧核苷

2、酸的種類,20世紀(jì)初，摩爾根通過果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上。 1943年，艾弗里證明了DNA攜帶有遺傳信息，并認(rèn)為DNA可能就是基因。 1951年，生物物理學(xué)家威爾金斯用X射線衍射技術(shù)對DNA結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)DNA是一種螺旋結(jié)構(gòu)。 女物理學(xué)家富蘭克林在1951年底拍到了一張十分清晰的DNA的X射線衍射照片。,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建,討論1：,沃森和克里克在構(gòu)建DNA模型過程中，利用了他人的哪些經(jīng)驗(yàn)和成果？又涉及到哪些學(xué)科的知識(shí)和方法？而這些，對你理解生物科學(xué)的發(fā)展以及和各學(xué)科的聯(lián)系有什么啟示？ 沃森和克里克在構(gòu)建模型的過程中，出現(xiàn)過哪些錯(cuò)誤？他們是如何對待和糾正這些錯(cuò)誤的？ 沃森和

3、克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程，作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們這種工作方式給予你哪些啟示？,討論2：,DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？ DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于DNA的什么部位呢？ DNA中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？,DNA的空間結(jié)構(gòu),以超高分辨率掃描式電子顯微鏡拍到的DNA照片。,從圖上可辨認(rèn)出DNA是由兩條鏈交纏在一起的螺旋結(jié)構(gòu),DNA的結(jié)構(gòu)模式圖,從圖中可見DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結(jié)構(gòu),放大,DNA的空間結(jié)構(gòu),A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,磷酸,脫氧核糖,含氮堿基,

4、堿基對,另一堿基對,嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿基對，且A只和T配對、C只和G配對，這種堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系就叫做堿基互補(bǔ)配對原則。,A,T,G,C,氫鍵,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。,DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。,（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。,DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C

5、,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。,（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。,（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循堿基互補(bǔ)配對原則。,DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,你注意到了嗎？,兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。,長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。,你注意到了嗎？,兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。,長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。,DNA分子的特異性就體現(xiàn)在特定的堿基（對

6、）排列順序中。,DNA分子的特異性：,多樣性：DNA分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。,一個(gè)最短的DNA分子也有4000個(gè)堿基對，可能的排列方式就有44000種。,特異性：特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序。,不同的生物，堿基對的數(shù)目可能不同，堿基對的排列順序肯定不同。,遺傳信息：DNA分子中的堿基對排列順序就代表了 遺傳信息。,DNA分子的結(jié)構(gòu) 小結(jié),化學(xué)組成：,基本組成單位：四種脫氧核苷酸,一分子含氮堿基,一分子脫氧核糖,一分子磷酸,空間結(jié)構(gòu),規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu),兩條脫氧核苷酸長鏈,堿基對,氫鍵,堿基互補(bǔ)配對原則,分子結(jié)構(gòu)的多樣性和特異性,拓展題：,你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)

7、公式嗎？推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C （ ） （ ）,也可以寫成以下形式：,規(guī)律概括：在DNA雙鏈中，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和 ，并為堿基總數(shù)的 。,A+T+C+G,A+T+C+G,A + C,T + G,A + C,T + G,相等,50,DNA分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系 ：, 在整個(gè)DNA分子中，A=T、G=C； A+G=T+C，A+C=T+G； (A+G）/（T+C）=1, DNA分子的一條鏈中的A+T=另一條鏈的T + A ； 同理，G+C = C+G,如果一條鏈中的(A+T) / (G+C)=a，則另一條鏈中的(A+T) / (G+C)比例也是a；如果一條鏈中的(A+G) / (T+C)=b,則另一條鏈中(A+G) / (T+C)的比例是1/b,兩個(gè)非配對堿基之和占堿基總數(shù)的50%。即 A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%,在DNA分子中一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率 等于另一條鏈