知识点-DNA分子的结构.pptx

A
B
Z
.
.
A-DNA、B-DNA和Z-DNA的一些结构特征
A-DNA B-DNA Z-DNA螺旋来自向右手性 右手性 左手性
每圈螺旋的碱基数
11
10
12
每一碱基对的上升距离 0.255 nm 0.34 nm 0.37 nm
螺距
2.8 nm 3.4 nm 4.5 nm
碱基对的倾斜度
200
60
70
每一碱基对旋转的角度 330
.
☉ 核苷酸（nucleotide acid）
核苷的磷酸酯 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
9
1’
γ βα
其中α和β、β和γ之间是高 能磷酸键
dNTP
脱氧核糖核苷三磷酸缩写为dNTP 核糖核苷三磷酸缩写为NTP
.
Ribonucleotides 核苷酸 Deoxynucleotides 脱氧核苷酸
.
二、DNA分子的一级结构 (DNA sequence)
C-G
T-A
* 双螺旋模型参数
· 直径20Å · 螺距为34Å（任一条链
绕轴一周所升降的距离） · 每圈有10个核苷酸
（碱基）
· 两个碱基之间的垂直
距离是3.4Å。螺旋转 角是36度 · 有大沟和小沟 配对碱基并不充满双 螺旋空间，且碱基对 占据的空间不对称
.
Rise 3.4 Å
Pitch 34 Å 10.4 bp/turn
* 可能功能 可能与基因调控区
域的功能和染色体重 组有关
3、 四股螺旋DNA ( tetraplex DNA, Tetrable Helix DNA )
发现
1958. Poly(G) X-ray photograph 碱基形成环状氢键连接结构

P
脱氧
A
核糖
P
脱氧
G
核糖
P
脱氧
C
核糖
P 脱氧 核糖
T
脱氧
T
核糖
P
脱氧
C
核糖
P
脱氧
G
核糖
P
脱氧
A
核糖
P
（四）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。
（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。
克里克右dna分子双螺旋结构模型二dna分子的结构dnadna从图中可见dna具有规则的双螺旋空间结磷酸脱氧核糖含氮碱基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
通过前面的学习，我们已经知道DNA 是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在 子代表现出来。
位于染色体上。 1943年，艾弗里证明了DNA携带有遗传信息，
并认为DNA可能就是基因。
资料2： 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3： DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。
资料4：1951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。
那么，DNA的内部构造如何，为什么 能起遗传作用呢？
二、DNA分子的结构
本节重点
DNA双螺旋结构模型的构建过程和 DNA分子的结构特点 。
本节难点
DNA分子的立体结构特点。
一、DNA模型的建构

回忆一下：
1、DNA的基本单位是什么？ 脱氧核苷酸 2、每个基本单位是由哪几部分构成的？
1分子脱氧核糖，1分子含氮碱基，1分子磷酸
3、构成一分子脱氧核苷酸的三个组分是如何连接的？
脱氧核糖在中间，一边连接含氮碱基，一边连接磷酸。
4、组成DNA的碱基分几类？有几种？英文缩写和中文 名称分别是什么？ 两类：嘌呤、嘧啶
【模型建构3】
DNA双链
两条链如何组合？
提示：磷酸亲水，碱基疏水
方式1
方式2
方式3
A
T
C
G
碱基对 另一碱基对 氢键
碱基互补配对原则：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。
•.
•8
•.
•9
P 脱氧
核糖
A
——稳定性
【思考】
2、比较不同组的DNA模型有什么不同？ 碱基对的排列顺序不同
DNA分子的结构特性
——特异性
【思考】
3、假设有n个碱基对，可能的排列方式有多 少种？ 4n (n代表碱基对数)
长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
DNA分子的结构特性
——多样性
二、DNA模型分析
2、DNA分子结构特性
成 双螺旋 结构。 • 脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，
构成基本骨架； 碱基对 排列在内侧。 • 碱基通过 氢键 连接成碱基对，并遵循 • 碱基互补配对 原（则A与T、C与G配对）。
【课堂反馈】
1．下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1－10的
名称。
1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤
10
8
G
1

第二节 DNA分子的结构
阐明生物现象规律必须建
立在阐明大分子结构的基础上
。
——邹承鲁院士
鲍林
富兰克林 威尔金斯 沃森和克里克
一、建构DNA分子结构模型
【资料1】：20世纪30年代，科学家认识到：组 成DNA分子的单位是什么？，且每个脱氧核苷酸 是由什么构成的？有几种？
课堂活动:画出一个脱氧核苷酸
）
A.
三链螺旋结构模型
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7】： 1952年11月，富
兰克林提出了一份报告，其中
5’
3’
说明DNA的对称性，意思是DNA
的结构即使翻转180°之后看
起来还是一样。
克里克认为这显示DNA 拥有方向相反的两股螺旋。 （反向平行）
DNA分子呈双螺旋结构
1）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。
碱基是如何配对 【资料1】：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的单位是什么？，且每个脱氧核苷酸是由什么构成的？有几种？
1962年，沃森、克里克和威尔金斯因这一研究成果而获诺贝尔生理学或医学奖。 （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。
4 D 、0.
（B） （C） 【资料4】：富兰克林于1952年5月所获得的一张极好的DNA分子X射线衍射照片。
类比蛋白质，由几条链组成呢？（1条？2条？3条？……） 双链DNA分子中，G占全部碱基总数的38% ，其中一条链中T占该链的5% ，那么另一条链中T占该链的（ ）
【资料6】：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得 在一个标准的双链DNA分子中,含有35％的腺嘌呤,它所含的胞嘧啶应该是（

脱氧核苷酸（dCTP）。
每个脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含 含氮碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（
氮碱基组成。
G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。
02
DNA分子的双螺旋结构
碱基对的组成
01
02
03
碱基对
由腺嘌呤（A）和胸腺嘧 啶（T）或鸟嘌呤（G）和 胞嘧啶（C）配对组成。
互补性
碱基之间通过互补配对原 则相互配对，即A与T配对 ，G与C配对。
反转录的过程
反转录酶先识别mRNA上的特定位点，然后从5' 至3'方向合成DNA互补链。
3
反转录的意义
反转录过程在基因重组、基因治疗等领域具有重 要意义。
06
DNA分子的应用
在遗传工程中的应用
基因克隆
通过DNA重组技术，将特定基因或基因组DNA片段在体 外进行分离、剪切、拼接等操作，再将其导入受体细胞， 实现基因的克隆和表达。
构和右手螺旋等。全局结构对 DNA分子的功能具有重要影响，
可以影响基因的表达和调控。
局部结构
局部结构是指DNA分子中的局部 区域的结构，例如DNA的弯曲、 扭曲和折叠等。局部结构可以影 响DNA分子的功能和稳定性，从
而影响基因的表达和调控。
04
DNA分子的功能
DNA的复制
复制过程
DNA分子通过半保留复制的方式 ，将遗传信息从亲代传递给子代 ，确保遗传信息的稳定性和连续
05始
DNA复制始于特定的起始点，称为复制起始点或 复制子。
复制的延伸
DNA聚合酶催化子链的延伸，合成方向为5'至3' 。
复制的终止
DNA复制到达终止信号后，复制过程结束。
DNA的修复合成

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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)。
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资料五：1953年，两位年轻科学家： 美国的J.D.Watson (沃森 24岁)和英 国的F.Crick(克里克 36岁）以威尔金 斯和富兰克林的DNA晶体X射线衍射 图谱以及查哥夫的当量定律为基础， 在《nature》上发表了论文《核酸 的分子结构--脱氧核糖核酸的一个结 构模型》，引起极大的轰动。
4n (n代表碱基对数)
碱基对有 4 种：A—T、T—A、G—C、C—G
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二、DNA双螺旋结构模型的分析
1、DNA分子结构 DNA分子是有 2条链组成， 反向平行盘旋
成 双螺旋 结构。 脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构
成基本骨架； 碱基排对列在内侧。 碱基通过 氢键 连接成碱基对，并遵循
A 1 +T 1 A 1 +T 1 +G 1 +C 1
=
C1
G2
A 2 +T 2 A 2021/6/224 +T 2 +G 2 +C 2
=
A+T A+T+G+C
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3、某双链DNA片段中，A占23%，其中一条 链中的C占该单链的24%，问另一条链中的C 占多少？ 30%
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④两条链中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.
碱基互补配对原则 （A与T、C与G配对）。

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（拓展延伸）从某生物中提取的一个核酸分子，经分析
A占a%，G占b%，且a＋b＝50，C占20%，腺嘌呤共有
150个，鸟嘌呤共有225个，则该生物一定不是( A)
A．T2噬菌体
B．酵母菌
C．烟草花叶病毒 D．蓝细菌
（全品P练——3、14）
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④单链中某碱基占该链的比为b，则该碱基在双链中的比为b/2。
A+T =
A1 +T1
=
A2 +T2
A+T+G+C
A1 +T1 +G1 +C1
A2 +T2 +G2 +C2
A1 +T1 = A2 +T2 = 12（A+T） 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
=
A1+T1 G1+C1
=
A2 +T2 G2 +C2
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➢ 可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。 ➢ 在DNA双链中： A = T ， G = C
可引申为：
DNA双链
①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
A1 T2
T1 A2
G1
C2
C1 G2
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述是 ( D )
A.一条脱氧核苷酸链上相邻的
碱基之间通过氢键相连
B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸