32DNA的分子結(jié)構(gòu)cfl

1、dna分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)http:/ s型細菌中存在型細菌中存在“轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子”n19441944年艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗證明年艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗證明dnadna是使是使r r型型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)n19521952赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染實驗赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染實驗 dnadna是是真正的遺傳物質(zhì)真正的遺傳物質(zhì)n 18921892年，伊凡諾夫斯基（年，伊凡諾夫斯基（dmitrii ivanowskidmitrii ivanowski）發(fā)現(xiàn)并過濾得到了煙草花葉病毒，從而開始了人發(fā)現(xiàn)并過濾得到了煙草花葉病毒，從而開始了人們對病毒的深入研究。們對病毒的深

2、入研究。n在這之后，斯坦利（在這之后，斯坦利（wendell stanleywendell stanley）成功地獲得了煙草花葉病毒的結(jié)晶體，并以該項成功地獲得了煙草花葉病毒的結(jié)晶體，并以該項研究獲得了研究獲得了19641964年諾貝爾化學(xué)獎，該項基礎(chǔ)研究，年諾貝爾化學(xué)獎，該項基礎(chǔ)研究，被譽為病毒學(xué)最重要的科學(xué)貢獻之一。煙草花葉被譽為病毒學(xué)最重要的科學(xué)貢獻之一。煙草花葉病毒的發(fā)現(xiàn)，證明病毒的發(fā)現(xiàn)，證明rnarna也可以使遺傳物質(zhì)也可以使遺傳物質(zhì) 1953 1953年年4 4月月2525日，英國日，英國naturenature雜志刊登了雜志刊登了沃森和克里克的大約沃森和克里克的大約900900字

3、的文章字的文章“核酸的分子結(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)構(gòu)脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸（dnadna）的一個結(jié)構(gòu)模型）的一個結(jié)構(gòu)模型”。1、dna分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)年并未引起很大的轟動，引用科學(xué)史家奧爾貝的話來說是“雙螺旋寂靜的登場”。 2、英國只有一家全國性的報紙新聞紀事在1953年5月15日頭版報道了這一消息，用了一個非常醒目和富有想像力的標(biāo)題：“你為什么是你逼近生命的奧秘” 。3、“這個構(gòu)造擁有一些全新的特征，對生物學(xué)來說具有相當(dāng)?shù)囊饬x?！边@句話，可能是科學(xué)史上最出名的低調(diào)表述之一。這是1953年4月25日出版的那期自然中，沃森與克里克文章中的一句話。50年后沃森也承認，當(dāng)年他們并沒有預(yù)想到這項突破會

4、為我們開啟了分子生物學(xué)及遺傳學(xué)的大門。4、九年后，即1962年，沃森和克里克以及威爾金斯因?qū)Πl(fā)現(xiàn)dna雙螺旋結(jié)構(gòu)做出的卓越貢獻而獲得諾貝爾獎。 沃森沃森（j.d.watson）、）、克里克（克里克（f.crick）和威爾金斯和威爾金斯（m.wikins）因）因發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)dna的雙螺的雙螺旋而榮獲旋而榮獲1962年年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎。學(xué)獎。左一：威爾金斯左一：威爾金斯 左三：克里克左三：克里克 左五：沃森左五：沃森 dna分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，在分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，在自然科學(xué)發(fā)展史上具有劃時代意義。自然科學(xué)發(fā)展史上具有劃時代意義。閱讀故事，思考回答 沃森和克里克開始研究沃森和克里

5、克開始研究dna結(jié)構(gòu)時，科學(xué)界結(jié)構(gòu)時，科學(xué)界對對dna已有的認識是什么？已有的認識是什么？一條脫氧核苷酸鏈還一條脫氧核苷酸鏈還是幾條鏈?zhǔn)菐讞l鏈? dna dna分子是以四種脫氧核苷酸為單位分子是以四種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這連接而成的長鏈，這4 4種核苷酸分別含有種核苷酸分別含有atgcatgc四種堿基；四種堿基； 1951年，（英）威爾金斯和年，（英）威爾金斯和富蘭克林富蘭克林(r.e.franklin)提供提供了了dna的的x射線衍射圖譜射線衍射圖譜 。一、一、dna模型建構(gòu)模型建構(gòu)dna分子呈三螺旋分子呈三螺旋or雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)?dna雙鏈雙鏈p41352o53p4135

6、20ppp41352op413520pp兩條鏈中的堿基是排在外側(cè)，兩條鏈中的堿基是排在外側(cè)，還是在內(nèi)側(cè)？還是在內(nèi)側(cè)？連接兩條鏈的連接兩條鏈的堿基如何配對堿基如何配對?這是由于嘌呤這是由于嘌呤堿是雙環(huán)化合物，堿是雙環(huán)化合物，占有空間大；嘧啶占有空間大；嘧啶堿是單環(huán)化合物，堿是單環(huán)化合物，占有空間小。而占有空間小。而dna分子的兩條分子的兩條鏈的距離是固定的。鏈的距離是固定的。1952 春春 奧地利奧地利 查哥夫查哥夫 腺嘌呤腺嘌呤(a)的量總是等于的量總是等于胸腺嘧啶胸腺嘧啶(t)的量的量(a=t)；鳥嘌呤鳥嘌呤(g)的量總是等于的量總是等于胞嘧啶胞嘧啶(c)的量的量(g=c)。dna分子呈雙螺

7、旋結(jié)構(gòu)，分子呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，a與與t、g與與c配對配對 1952 1952年，奧地利生物化學(xué)家查哥夫提出：年，奧地利生物化學(xué)家查哥夫提出： a a的量等于的量等于t t的量，的量，gg的量等于的量等于c c的量的量人人牛牛大鼠大鼠酵母菌酵母菌結(jié)核桿菌結(jié)核桿菌小麥小麥?zhǔn)删w噬菌體 沃森和克里克沃森和克里克1953年沃森和克里克創(chuàng)建了年沃森和克里克創(chuàng)建了dna分子的雙螺分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)圖旋結(jié)構(gòu)圖【課堂反饋【課堂反饋p51】1下面是下面是dna的分子結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中的分子結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中110的的名稱。名稱。 12345678109gtca1. 胞嘧啶胞嘧啶2. 腺嘌呤腺嘌呤3. 鳥嘌呤鳥嘌呤

8、4. 胸腺嘧啶胸腺嘧啶5. 脫氧核糖脫氧核糖6. 磷酸磷酸7. 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸8. 堿基對堿基對9. 氫鍵氫鍵10. 一條脫氧核苷酸鏈的片段一條脫氧核苷酸鏈的片段3.dna中的堿基是如何配對的？它們位于中的堿基是如何配對的？它們位于dna的什么部位？的什么部位？2.dna的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于們分別位于dna的什么部位呢？的什么部位呢？1.dna是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？體結(jié)構(gòu)？【思考】【思考】總結(jié)總結(jié)dna分子雙螺旋結(jié)構(gòu)特點分子雙螺旋結(jié)構(gòu)特點5335dna分子的結(jié)構(gòu)特點：分

9、子的結(jié)構(gòu)特點：多樣性：多樣性：一個最短的一個最短的dna分子也有分子也有4000個堿基對，個堿基對，可能的排列方式就有可能的排列方式就有44000種。種。 特異性：特異性：不同的生物，堿基對的數(shù)目可能不同，堿不同的生物，堿基對的數(shù)目可能不同，堿基對的排列順序肯定不同。基對的排列順序肯定不同。穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：中的脫氧核糖和磷酸交替連接的中的脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變；兩條鏈間堿基互補配對的原方式不變；兩條鏈間堿基互補配對的原則不變；共價鍵、氫鍵。則不變；共價鍵、氫鍵。dna分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。特定的特定的dna分子具有特定的堿基排列順序。分子具有特定

10、的堿基排列順序。4n(n表示堿基對數(shù)表示堿基對數(shù))雙雙螺螺旋旋結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)基本單位基本單位:規(guī)則的雙規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu)特異性特異性由兩條反向平行的脫氧核苷酸長由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成。鏈盤旋而成。外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架構(gòu)成基本骨架 ，堿基排列在內(nèi)側(cè)。，堿基排列在內(nèi)側(cè)。dna分子兩條鏈上的堿基通過氫分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。鍵連接成堿基對。元素組成元素組成:dna分分子子的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)dna分子分子結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性穩(wěn)定性穩(wěn)定性多樣性多樣性c h o n p脫氧核苷酸脫氧核苷酸基本骨架、堿基互補基本骨架、堿基互補配、共價鍵、

11、氫鍵配、共價鍵、氫鍵堿基對排列方式多樣堿基對排列方式多樣習(xí)題全程設(shè)計p69 第1題設(shè)設(shè)dna一條鏈為一條鏈為1鏈，互補鏈為鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基鏈。根據(jù)堿基互補配對原則互補配對原則,可知：可知： a1 = t2 a2 = t1 g1 = c2 g2 = c1且在且在dna雙鏈中：雙鏈中： a = t ， g = ca 1t 2t 1a2g 1c 2c 1g 2dna雙鏈雙鏈1.在單鏈dna分子中：脫氧核苷酸的數(shù)目 = 脫氧核糖的數(shù)目 = 含氮堿基的數(shù)目= 磷酸的數(shù)目。2.在雙鏈dna中：（1）在雙鏈dna分子中，已知某堿基的百分含量，求其他堿基的百分含量，可用：a=t，g=c，a+g=t+

12、c=50%。4.4.雙鏈雙鏈dna分子中，分子中，a+t占整個占整個dna分子堿基分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中a+t占該占該鏈堿基總數(shù)的百分比。鏈堿基總數(shù)的百分比。a+ta+t+g+c=a1t2t1a2g1c2c1g2a2 +t2 +g2 +c2a2 +t2=a1 +t1 +g1 +c1a1 +t1=c%c%c%a+tg+ca2 +t2g2 +c2a1+t1g1+c1=a=a3.雙鏈雙鏈dna分子中分子中a+t/g+c等于其中任何一條鏈的等于其中任何一條鏈的a+t/g+c。=a全程設(shè)計全程設(shè)計p51統(tǒng)計、歸納雙鏈統(tǒng)計、歸納雙鏈dna分子中四種堿基數(shù)量

13、的分子中四種堿基數(shù)量的比例關(guān)系。比例關(guān)系。文字解說項目項目整個整個dna分子分子1鏈鏈2鏈鏈一一a t c g的關(guān)系的關(guān)系a=？ g=？ a1=？ c2=？ 二二（a+t）或）或（g+c）k三三(a+g)/(t+c)非互非互補堿基和之比補堿基和之比m 四四（a+t）/（g+c）互補堿基和之比互補堿基和之比n 五五（a+g）或）或（t+c）在整個在整個dna分子中占堿基總數(shù)的分子中占堿基總數(shù)的全程設(shè)計全程設(shè)計p51統(tǒng)計、歸納雙鏈統(tǒng)計、歸納雙鏈dna分子中四種堿基數(shù)量的分子中四種堿基數(shù)量的比例關(guān)系。比例關(guān)系。文字解說項目項目整個整個dna分子分子1鏈鏈2鏈鏈一一a t c g的關(guān)系的關(guān)系a=？ g

14、=？ a1=？ c2=？ 二二（a+t）或）或（g+c）kkk三三(a+g)/(t+c)非互非互補堿基和之比補堿基和之比1 1m1/m 四四（a+t）/（g+c）互補堿基和之比互補堿基和之比nn n 五五（a+g）或）或（t+c）在整個在整個dna分子中占堿基總數(shù)的分子中占堿基總數(shù)的1/21已知已知1個個dna分子中有分子中有1800個堿基對，其中胞嘧啶個堿基對，其中胞嘧啶有有1000個，這個個，這個dna分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是目和腺嘌呤的數(shù)目分別是 （ ）a1800個和個和800個個 b1800個和個和l800個個c3600個和個和80

15、0個個 d3600個和個和3600個個c【課堂反饋】【課堂反饋】2.dna分子的一條單鏈中，分子的一條單鏈中，a=20%，t=22%，求整個求整個dna分子中分子中g(shù)= _ 29%4.dna的一條單鏈中的一條單鏈中a+g/t+c =0.4,在互補單在互補單鏈和整個鏈和整個dna分子中分別是多少？分子中分別是多少？ 2.5 1 5.在雙鏈在雙鏈dna分子中分子中,當(dāng)當(dāng)t+c/a+g 在一條多核在一條多核苷酸鏈上的比例是苷酸鏈上的比例是0.5時時,則在另一條互補鏈和則在另一條互補鏈和整個整個dna分子中分子中,這種比例應(yīng)分別是多少？這種比例應(yīng)分別是多少？2 1 3. 某某dna的堿基中的堿基中,鳥

16、嘌呤的分子數(shù)占鳥嘌呤的分子數(shù)占22,那么胸腺嘧啶的分子數(shù)占多少？那么胸腺嘧啶的分子數(shù)占多少？ t占占28 6.在一個雙鏈在一個雙鏈dna分子中分子中,g占堿基總量占堿基總量的的18,其中一條鏈中其中一條鏈中g(shù)占占20,那么此鏈那么此鏈中中c應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？分析根據(jù)規(guī)律六分析根據(jù)規(guī)律六,g平均占平均占18,由于由于在一條鏈中多占在一條鏈中多占2,所以在互補鏈中應(yīng)少所以在互補鏈中應(yīng)少2,即即16,又根據(jù)規(guī)律一又根據(jù)規(guī)律一,g與與c配對配對,此此鏈中鏈中c也應(yīng)為也應(yīng)為16。7.某雙鏈dna分子中，g占23%，求a占多少？解析：因為dna分子中，a+g=t+c。所以，a=50%23%=27%8.在

17、dna的一個單鏈中，a+g/t+c=0.4，上述比例在其互補鏈和整個dna分子中分別是多少？9.若dna的一個單鏈中，a+t/g+c=0.4，上述比例在其互補鏈和整個dna分子中分別是多少？2.5 1 ; 0.4 0.410.某雙鏈某雙鏈dna分子的堿基中，鳥嘌呤占分子的堿基中，鳥嘌呤占30%，則，則 胸腺嘧啶為胸腺嘧啶為_11.一個一個dna分子的堿基中，腺嘌呤占分子的堿基中，腺嘌呤占20%，那么在含，那么在含有有 100個堿基對的個堿基對的dna分子中，胞嘧啶分子中，胞嘧啶 應(yīng)是應(yīng)是_12.dna分子的一條單鏈中，分子的一條單鏈中，a=20%，t=22%，求整，求整個個 dna分子中分子中

18、g= _ 20% 60個個29%13.由由120個堿基組成的個堿基組成的dna分子片段，因其堿基對組分子片段，因其堿基對組成和序列的不同而攜成和序列的不同而攜 帶不同的遺傳信息，其種類數(shù)最帶不同的遺傳信息，其種類數(shù)最多可達多可達 （ ） a、4120 b、1204 c、460 d、604c14.某雙鏈某雙鏈dna分子中，分子中，a與與t之和占整個之和占整個dna堿基總數(shù)的堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上其中一條鏈上g占該鏈堿基總數(shù)的占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上。求另一條鏈上g占其所占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。在鏈堿基總數(shù)的百分含量。解析一：解析一：設(shè)設(shè)dna分子堿基總數(shù)為分子堿基總數(shù)為

19、100.已知：已知：a+t=54，則，則g+c=46所以，所以，g1+c 1 =g 2 +c 2 =23已知：已知：g 1 =10022%=1112所以所以, c 2=g 1=11則則: g 2=2311=12g 2a 2 +t 2 +g 2 +c 2=1212100= 24%解析二解析二:已知已知a+t總總= 54%,則則= 46%g+c總總所以所以g1+c 11/2總總= 46%.已知已知1/2總總g 1= 22%所以所以1/2總總c 1= 46%22%= 24%因為因為 g2=c1所以所以1/2總總g 2= 24%24%磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵四種含n堿基請問標(biāo)注的核苷酸請問標(biāo)注的核苷酸怎么命名呢？怎么命名呢？胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤腺嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶鳥嘌呤鳥嘌呤20世紀初，摩爾根通過果蠅雜交實