DNA的分子结构和特点梁刚.ppt

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1、核酸核酸的基本单位是的基本单位是核苷酸核苷酸五碳糖五碳糖含N碱基O核苷核苷回顾：回顾：核酸种类核酸种类基本单位基本单位五碳糖五碳糖(戊糖戊糖)含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸主要存在部位主要存在部位两种核酸组成主要区别两种核酸组成主要区别脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A G C A G C T TA G C A G C U U有有有有细胞核细胞核细胞质细胞质DNADNARNARNA由上所述，你知道核酸共有几种核由上所述，你知道核酸共有几种核苷酸组成吗？苷酸组成吗？AGCT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

2、胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类AGCU腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸核糖核苷酸的种类核糖核苷酸的种类脱氧核苷酸脱氧核苷酸1 1分子磷酸分子磷酸1 1分子脱氧核糖分子脱氧核糖1 1分子含氮碱基分子含氮碱基一、一、DNADNA分子结构分子结构-P55-56-P55-561 1分子脱氧核苷酸分子脱氧核苷酸 =+。碱碱 基基A A G G C CT T磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖资料资料1 1：2020世纪世纪3030年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DN

3、ADNA分子的基本单位是分子的基本单位是 。【模型建构【模型建构1 1】脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料1 1：2020世纪世纪3030年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNADNA分子的基分子的基本单位是本单位是 。资料资料2 2：DNADNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。【模型建构【模型建构2 2】一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链磷酸二酯键磷酸二酯键一、一、DNADNA分子结构分子结构-P55-56-P55-56脱氧核苷酸脱氧核苷酸资料资料1 1：2020世纪世纪3030年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成

4、DNADNA分子的基分子的基本单位是本单位是 。资料资料2 2：DNADNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。资料资料3 3：奥地利生物化学家卡伽夫研究得出：奥地利生物化学家卡伽夫研究得出：DNADNA双链中双链中：腺嘌呤（腺嘌呤（A A）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量总是等于胸腺嘧啶（T T）的量）的量(A=T)(A=T)，鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）的量总是等于胞嘧啶（）的量总是等于胞嘧啶（C C）的量）的量(G=C)(G=C)。一、一、DNADNA分子结构分子结构-P55-56-P55-56AGACTTGC注意：注意：双链双链中中A=T,C=G;A=T,C

5、=G;1 1条链条链中中ATAT，C GC G脱氧核苷酸脱氧核苷酸一、一、DNADNA模型构建模型构建资料资料1 1：2020世纪世纪3030年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNADNA分子的基分子的基本单位是本单位是 。资料资料2 2：DNADNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。资料资料3 3：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A A）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量总是等于胸腺嘧啶（T T）的量）的量(A=T)(A=T)，鸟嘌呤，鸟嘌呤（G G）的量总是等于胞嘧啶（）的量总是等于胞嘧啶（

6、C C）的量）的量(G=C)(G=C)。资料资料4 4：DNADNA结构的结构的“螺旋竞赛螺旋竞赛”DNA”DNA双螺旋结构发现双螺旋结构发现DNADNA分子分子双螺旋结构双螺旋结构模型发现模型发现英国皇家学院英国皇家学院美国加州理工大学美国加州理工大学英国剑桥大学英国剑桥大学威威尔尔金金斯斯富富兰兰克克林林 沃沃 森森 克克 里里 克克主要用模型主要用模型建构法研究建构法研究物质结构物质结构 主要用主要用X X射线射线衍射来研究衍射来研究DNADNA结构结构DNADNA分子分子X X射射线衍射图线衍射图发现化学键发现化学键的本质的本质,发现发现蛋白质蛋白质a a螺旋螺旋 DNADNA分子双螺

7、旋结构分子双螺旋结构 兼兼收收并并蓄蓄 博博采采众众长长 鲍鲍 林林 19541954年诺贝年诺贝尔奖获得者尔奖获得者二、理一理：二、理一理：DNADNA分子结构分子结构特点特点和和特性特性动动脑动动脑：你能从中总结：你能从中总结出出DNADNA分子的特性吗？分子的特性吗？两条长链上的脱氧核两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的糖与磷酸交替排列的顺序是顺序是稳定稳定不变的。不变的。特性特性1：稳定性：稳定性长链中的碱基对的排列长链中的碱基对的排列顺序是顺序是千变万化千变万化的。的。特性特性2：多样性：多样性多样性：多样性：DNADNA分子分子碱基对的排列顺序千变万化碱基对的排列顺序千变万化。一个

8、最短的一个最短的DNADNA分子也有分子也有40004000个碱基对，可能的排列方个碱基对，可能的排列方式就有式就有 种。种。特异性：特异性：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。不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。序肯定不同。稳定性：稳定性：两条长链上的脱氧核糖与磷酸两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序交替排列的顺序和两条链之间和两条链之间碱基互补配对的方式碱基互补配对的方式是稳定不变的。是稳定不变的。4 440004000如果有如果有n n个碱基对，那么可能的排列方式就有个

9、碱基对，那么可能的排列方式就有 种。种。4 4n nDNADNA中的中的遗传信息遗传信息蕴藏在哪儿蕴藏在哪儿?碱基对的排列顺序中碱基对的排列顺序中二、二、DNADNA分子的特性分子的特性在在细胞核细胞核中中DNADNA被有秩序地包装成染色体被有秩序地包装成染色体三、理一理：三、理一理：基因、基因、DNADNA、染色体关系、染色体关系染色体染色体 DNADNA（加蛋白质）（加蛋白质）基因基因碱基对碱基对计算中最重要规律计算中最重要规律1.DNA双链双链中，满足中，满足 A=T，C=G2.如果如果一条链一条链中的中的A占该链的比例为占该链的比例为A1%，另一另一条链条链中的中的A占该链的比例为占该

10、链的比例为A2%，那么在整个，那么在整个双链双链DNA分子中的分子中的A=（A1%+A2%）/23.T,C,G等同理等同理思路：先审题画图，根据题目计算（同时运用上述规律）思路：先审题画图，根据题目计算（同时运用上述规律）1.A=T G=C A+G=T+C 或或 A+G/T+C=1即嘌呤即嘌呤=嘧啶嘧啶2.若甲链：若甲链：A+G/T+C=a则乙链：则乙链：A+G/T+C=1/a（成倒数关系）（成倒数关系）整个整个DNA：A+G/T+C=13.若甲链：若甲链：A+T/C+G=a则乙链：则乙链：A+T/C+G=a（不变）（不变）整个整个DNA：A+T/C+G=a4.若甲链：若甲链：A+T/C+G+

11、A+T=a；G+C/C+G+A+T=b 则乙链：则乙链：A+T/C+G+A+T=a；G+C/C+G+A+T=b整个整个DNA：A+T/C+G+A+T=a；G+C/C+G+A+T=bA A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链一起来判定是否成立？一起来判定是否成立？（1 1）DNADNA分子中分子中A=TA=T，C=G(C=G(注意：注意：DNADNA一条链上一条链上或在或在有有 细胞结构的生物细胞结构的生物中：中：A A不一定等于不一定等于T T，C C不一定等于不一定等于G)G)（2 2）DNADNA分子中分

12、子中(A+G)/(T+C)=1(A+G)/(T+C)=1或或(A+C)/(T+G)=1(A+C)/(T+G)=1 在在DNADNA双链中，任意两个不互补碱基之和双链中，任意两个不互补碱基之和相等相等，并，并 为碱基总数的为碱基总数的一半（一半（50%50%）。）。（3 3）DNADNA一条链上一条链上(A+G)/(T+C)(A+G)/(T+C)与其互补链上与其互补链上 (A+G)/(T+C)(A+G)/(T+C)互为倒数互为倒数（4 4）DNADNA一条链上一条链上(A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)与其互补链上与其互补链上 (A+T)/(G+C)(A+T)/(G+C)相等相等（5 5

13、）DNADNA分子上分子上(A+T)(A+T)或或(G+C)(G+C)所占百分比，等于所占百分比，等于 DNA DNA任一条链上任一条链上(A+T)(A+T)或或(G+C)(G+C)的百分比。的百分比。（6 6）卡加夫原则：（）卡加夫原则：（课本课本5656页页）一起来判定是否成立？一起来判定是否成立？例例1 1：已知已知DNADNA的一条单链中的一条单链中(A+G)/(T+C)=0.4,(A+G)/(T+C)=0.4,上述比值在其互补链和整个上述比值在其互补链和整个DNADNA分子中分别是分子中分别是 和和和和1.0 1.0 和和和和A AT TC CG GG GT TC CA A0.40.

14、41.01.01.01.00.40.4B例例2 2、某、某DNADNA分子中分子中A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基总数的分子碱基总数的34%34%，其中一条链上的，其中一条链上的C C占该链碱基总数的占该链碱基总数的28%28%，那么，对应的另一条互补链上的那么，对应的另一条互补链上的C C占该链碱基总占该链碱基总数的比例是多少？数的比例是多少？38%38%例例3 3、在含有四种碱基的、在含有四种碱基的DNADNA区段中，有腺嘌呤区段中，有腺嘌呤a 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 b，则，则 （)A.A.C.C.胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2ba(1/2b

15、1)D.1)D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2a b(1/2a 1)1)C C例例4 4、分析一个、分析一个DNADNA分子时，发现分子时，发现30%30%的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸含有含有A A，由此可知，该分子中一条链上，由此可知，该分子中一条链上G G含量的最含量的最大值可占此链碱基总数的多少？大值可占此链碱基总数的多少？40%40%例例例例5 5、在、在、在、在DNADNA分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之分子双螺旋结构中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之间有间有间有间有2 2个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有

16、个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有个氢键，胞嘧啶与鸟嘌呤之间有3 3个氢键。现有四个氢键。现有四个氢键。现有四个氢键。现有四种种种种DNADNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是 A A含胸腺嘧啶含胸腺嘧啶含胸腺嘧啶含胸腺嘧啶32%32%的样品的样品的样品的样品 B B含腺嘌呤含腺嘌呤含腺嘌呤含腺嘌呤17%17%的样品的样品的样品的样

17、品C C含腺嘌呤含腺嘌呤含腺嘌呤含腺嘌呤30%30%的样品的样品的样品的样品 D D含胞嘧啶含胞嘧啶含胞嘧啶含胞嘧啶15%15%的样品的样品的样品的样品小结小结:DNA DNA分子的结构分子的结构化学组成：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稳定性、多样性和特异性分子结构的稳定性、多样性和特异性（二）（二）RNARNA的结构的结构 1 1、RNA

18、RNA的化学结构（组成）的化学结构（组成）基本元素：基本元素：CHONP CHONP 基本组成单位：基本组成单位：核糖核苷酸核糖核苷酸 腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）尿嘧啶（尿嘧啶（U U）2 2、RNARNA的空间结构：的空间结构：一般为一般为单链单链PS二、二、RNARNA分子的结构分子的结构DNADNA与与RNARNA的比较的比较 DNA DNA RNA RNA 存在部位存在部位 结构结构 基本组成单位基本组成单位 碱基碱基 嘌呤嘌呤 嘧啶嘧啶 五碳糖五碳糖 无机酸无机酸 细胞核（少量在线细胞核（少量在线粒体、叶绿体）粒体、叶绿体）细胞质细胞质

19、一般为规则的一般为规则的双螺旋结构双螺旋结构 一般为单链结构一般为单链结构 脱氧核苷酸（四种）脱氧核苷酸（四种）核糖核苷酸（四种）核糖核苷酸（四种）腺嘌呤腺嘌呤A A 鸟嘌呤鸟嘌呤G G 腺嘌呤腺嘌呤A A 鸟嘌呤鸟嘌呤G G 胞嘧啶胞嘧啶C C 胸腺嘧啶胸腺嘧啶T T 胞嘧啶胞嘧啶C C 尿嘧啶尿嘧啶U U 脱氧核糖脱氧核糖 核糖核糖 磷酸磷酸 磷酸磷酸 tRNAmRNA3、RNA的种类和功能的种类和功能mRNA（信使）（信使）tRNA（转运）（转运）rRNA（核糖体成分）（核糖体成分）：传递遗传信息，翻译的模板：传递遗传信息，翻译的模板 ：蛋白质合成中转运氨基酸：蛋白质合成中转运氨基酸 ：核糖体的组成成分：核糖体的组成成分