DNA分子的结构
一、DNA的化学组成
脱氧核糖核酸
C H O N P
脱氧核苷酸
复习提问
脱氧
核糖
含氮碱基
磷酸
磷酸
脱氧
核糖
含氮碱基
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
1’
2’
3’
4’
5’
A
G
C
碱基
化学元素组成：
C H O N P
脱氧核苷酸如何形成DNA分子？DNA的结构又是如何？
四种脱氧核苷酸
聚合形成多核苷酸链
磷酸二酯键
二、DNA分子的结构
1 、脱氧核苷酸的连接:
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
联想一下，像什么？
DNA分子的双螺旋结构模型
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
2.DNA分子的结构特点
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。
碱基对
另一碱基对
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。
A
T
G
C
氢键
G.C比例越高，DNA结构越稳定？
碱基对的种类
A----T
T----A
C----G
G----C
？
DNA的组成和结构可用五四三二一表示
五种元素：
C、H、O、N、P
四种碱基：
A、G、C、T，组成四种脱氧核苷酸
三种化合物：
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
两条长链：
两条反向平行的脱氧核苷酸长链
一种螺旋：
规则的双螺旋结构
下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。
胞嘧啶（C）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
磷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
碱基对
氢键
一条脱氧核苷酸链的片段
拓展题：
你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。
∵ A ＝ T ，G ＝ C
∴ A + G ＝ T + C
∴ A + G T ＋ C
（ ） （ ）
也可以写成以下形式：
规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的 。
A+T+C+G
A+T+C+G
A + C
T + G
A + C
T + G
相等
50％
=n
①双链DNA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50%,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
②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。
规律总结：
∵A=T， C=G
∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50%
=n
三、碱基互补配对原则应用
③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数。
④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比。
m%
m%
有关DNA中的碱基计算
1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
因为DNA分子中，A+G=T+C=50%。
所以， A=50%–23%=27%
2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？

若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
2.5 1
0.4 0.4
3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。
解析一：
设DNA分子碱基总数为100.
已知：A+T=54，则G+C=46
所以，G1+C1 =G2 +C2 =23
所以, C2=G1=11
则: G2=23–11=12
解析二:
因为G2=C1
24%
4.已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)= m 时,求:
(1)在另一互补链中这一比例是多少?
1/m
(2) 这个比例关系在整个分子中又是多少?
1
(3)在另一互补链中这一比例是多少?
n
(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?
n
当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时,求:
4、DNA分子的结构特性
1) 稳定性：外侧恒定，内侧配对稳定，形成稳定的空间结构
外侧恒定：
内侧配对稳定:
稳定的空间结构 ：
磷酸、脱氧核糖交替连接—— 构成基本骨架
A-T，G-C
双螺旋结构
4、DNA分子的结构特性
2）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
以1，2，3，4四个数字排列成四位数，有多少种组合方式？
44种
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（4种）：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子上的碱基对有多少种排列方式？
如排列成4000位数？
44000种
对于特定的DNA分子来讲，碱基对的排列顺序有何特点？
3）特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。
四、对DNA分子双螺旋结构的发现和认 识过程
1、19世纪50年代科学界认识到DNA的化学组成。
DNA的基本组成元素有哪些？
C、 H、 O、 N、 P
DNA的基本组成单位是什么？由哪几种物质组成？
脱氧核苷酸 = 含氮碱基 + 脱氧核糖 + 磷酸
含氮碱基：A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）
G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）
2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱，并且获得相关其数据。
3、沃森和克里克提出DNA双螺旋结构的初步构想。
4、1952年查哥夫指出：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)。
5、1953年沃森和克里克发表论文《核酸的分子结构模型－脱氧核糖核酸的一个结构模型》。
独学而无友则孤陋而寡闻