《DNA分子的结构》

一、DNA双螺旋模型的构建二、DNA分子的结构1．基本组成元素：C、H、O、N、P5种元素。2．基本组成单位：4种脱氧核苷酸。(1)每个脱氧核苷酸的构成(2)脱氧核苷酸的种类腺嘌呤脱氧核苷酸；鸟嘌呤脱氧核苷酸；胞嘧啶脱氧核苷酸；胸腺嘧啶脱氧核苷酸。3．平面结构(1)一条脱氧核苷酸链：由一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖上的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成化学键(3′，5′一磷酸二酯键)相连接。如图所示：CTAG磷酸二酯键4123OHHCH2Hp=OHOOHOCH2H123OHH44DNA分子的结构脱氧核苷酸的连接:(2)两链之间的碱基对：A一定与T配对，两碱基之间形成两个氢键；G一定与C配对，两碱基之间形成三个氢键。如图所示：•在A与T之间有两个氢键相连，•在G与C之间有三个氢键相连，因此•热稳定性高的DNA分子中含G与C碱基对较多。G.C比例越高，DNA结构越稳定AAATTTGGGGCCCATC（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。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。１２３４AGCT下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。５６７８９１０胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶脱氧核糖磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对氢键一条脱氧核苷酸链的片段１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、•1个DNA分子中有几个游离的磷酸集团？•2个•1.DNA双链中碱基通过什么连接？•氢键•2.DNA单链中•相邻的碱基之间通过什么相连接？•“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”。AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。DNA的遗传信息就蕴藏着在碱基对的排列顺序之中。DNA分子的结构特点（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DNA分子的结构特点（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？4种400044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（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。DNA的多样性和特异性从分子水平上说明了生物体具有多样性和特异性的原因。DNA分子的结构特点4．立体(空间)结构——规则的双螺旋两条长链反向平行盘旋形成规则的双螺旋结构(1)两条链反向平行；(2)脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧；(3)碱基排列在内侧，且遵循碱基互补配对原则。如下图：【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。12345678109GTCA1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鸟嘌呤4.胸腺嘧啶5.脱氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.碱基对9.氢键10.一条脱氧核苷酸链的片段4．DNA分子的结构特点(1)DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(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；碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。5．特点(1)稳定性原因：①DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。②DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架。③DNA分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。④DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。(2)多样性原因：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样。(3)特异性原因：每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序。特别提醒1.在A与T之间有两个氢键相连，在G与C之间有三个氢键相连，因此热稳定性高的DNA分子中含G与C碱基对较多。2．DNA单链中相邻的碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连接，而在双链中碱基通过氢键连接。三、DNA分子中碱基的计算规律碱基互补配对原则：A配T，G配C。1．以DNA双链为研究对象时碱基数量的关系(1)A、T、G、C的关系：A＝T，G＝C。(2)非互补碱基和之比：(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(T＋G)＝1。结论：DNA中非互补碱基之和总相等。2．以DNA单链为研究对象时碱基数量的关系(1)A1＝T2，G1＝C2，C1＝G2，T1＝A2。(2)若1链中(A1＋G1)/(T1＋C1)＝m，由(1)中的碱基关系推断，则2链中(A2＋G2)/(T2＋C2)＝1/m.结论：两链间非互补碱基和之比互为倒数。2．DNA双链和单链中碱基数量的联系若在双链中(A＋T)/(G＋C)＝n，则在1链中(A1＋T1)/(G1＋C1)＝n,2链中(A2＋T2)/(G2＋C2)＝n。结论：在同一DNA中，双链和单链中互补碱基和之比相等。1．DNA分子的双螺旋结构：①两条脱氧核苷酸链反向平行；②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列于外侧，构成基本骨架；③碱基之间具有一一对应关系，并通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。2．双链DNA分子中，嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数，即A＋G＝T＋C。3．互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等。4．在DNA分子中，含G－C碱基对越多的DNA分子相对越稳定。5．非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，而在整个DNA分子中比值为1。第2节DNA_分子的结构当堂检测1.2015·龙岩期末下列关于双链DNA分子的叙述，哪项是错误的()A．一条链中A和T的数量相等，则互补链中A和T的数量也相等B．一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C的0.5倍C．一条链的C︰T＝1︰2，则互补链的G︰A＝2︰1D．一条链中A︰T︰G︰C＝1︰2︰3︰4，则互补链中相应的碱基比为2︰1︰4︰3【解析】根据碱基互补配对原则，一条链中的A和T分别于互补链中的T和A配对，一条链中G和C分别与互补链中的C和G配对，所以A项、B项正确；根据前面分析可知，一条链的C︰T＝1︰2，则互补链的G︰A＝1︰2，C项错误；一条链中A︰T︰G︰C＝1︰2︰3︰4，则互补链中相应的碱基比为2︰1︰4︰3，D项正确。【答案】C2．DNA分子的一条链中(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()A.0.4和0.6B.2.5和1C.0.6和1D.0.6和0.4【解析】根据碱基互补配对原则，DNA分子一条链中(A＋C)/(G＋T)的比值与互补链中的该种碱基的比值互为倒数，根据题意已知DNA分子的一条链中(A＋C)/(G＋T)＝0.4，则其互补链中(A＋C)/(G＋T)的比值为1/0.4＝2.5；在双链DNA分子中，互补碱基两两相等，即A＝T，C＝G，所以整个DNA分子中A＋G/T＋C的比值为1。【答案】B3、某DNA分子中，G＋C之和占全部碱基的35.8％，一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9％和17.1％，则它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的多少？答：31.3％和18.7％4.“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有()A．稳定性B．特异性C．多样性D．可变性【解析】不同的DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序各不相同，即DNA分子具有特异性，根据这一特性可辅助进行刑事侦破、亲子鉴定等。【答案】B5．在双链DNA分子中，有关四种碱基的关系，下列等式中不一定成立的是()A.CT＝GAB.AT＝GCC．A＋T＝G＋CD．A＋G＝T＋C【解析】根据双链DNA分子中碱基互补配对，A＝T，G＝C，所以A、B、D正确，C不一定成立，错误。【答案】C