1,第2節DNA分子的結構,2,3,DNA的結構在1953年由沃森和克里克確定,一、DNA雙螺旋結構模型的構建,4,2004年7月28日，“分子生物學之父”克里克在圣地牙哥加州大學醫院與世長辭，享年88歲。1953年4月25日，克里克和沃森在自然雜志上發表了DNA的雙螺旋結構，從而帶來了遺傳學的徹底變革，更宣告了分子生物學的誕生。種瓜為什么能得瓜，就是遺傳物質由親代傳給子代的結果。遺傳物質為什么能自我復制呢？它是怎樣復制的呢？這些機理都蘊藏在克里克和沃森的DNA雙螺旋結構模型的偉大發現之中。,5,1.DNA的基本組成元素有哪些:,C、H、O、N、P.,2.DNA的基本組成單位是:,脫氧核糖,含氮堿基,磷酸,A,G,C,T,腺嘌呤,鳥嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,脫氧核苷酸,（1）、DNA分子的化學組成：,6,A,C,T,腺嘌呤脫氧核苷酸,鳥嘌呤脫氧核苷酸,胞嘧啶脫氧核苷酸,胸腺嘧啶脫氧核苷酸,G,(2)脫氧核苷酸的種類,7,DNA雙螺旋結構模型的構建,20世紀初，摩爾根通過果蠅雜交實驗證明基因位于染色體上。1943年，艾弗里證明了DNA攜帶有遺傳信息，并認為DNA可能就是基因。1951年，生物物理學家威爾金斯用X射線衍射技術對DNA結構進行研究，發現DNA是一種螺旋結構。女物理學家富蘭克林在1951年底拍到了一張十分清晰的DNA的X射線衍射照片。,8,返回,DNA衍射圖譜,9,當時科學界對的認識：分子是以種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這種脫氧核苷酸分別含有、四種堿基。沃森和克里克根據威爾金斯提供的衍射圖譜的有關數據推算出分子呈螺旋結構。他們嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結構模型，這些模型中，堿基位于螺旋的外部。但是這些模型很快被否定了。,10,失敗后，他們并沒有放棄，很快又重新構建了一個將磷酸脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內部的雙鏈螺旋。在這個模型中是相同堿基進行配對的，即與配對，與配對。但是，有化學家指出這種配對方式違反了化學規律，于是這個模型又被拋棄了。,11,后來，沃森和克里克從著名生物化學家查哥夫那里得到一個重要的信息：腺嘌呤（）的量總是等于胸腺嘧啶（）的量：鳥嘌呤（）的量總是等于胞嘧啶（）的量。于是他們改變了堿基的配對方式，讓與配對，與配對，構建出新的雙螺旋結構模型。結果發現：堿基對和堿基對具有相同的形狀和直徑，這樣組成的分子具有穩定的直徑，能夠解釋、的數量關系，同時也能解釋的復制。當他們把這個用金屬材料制作的模型與拍攝的射線衍射照片比較時，發現兩者完全相符。,12,沃森、克里克和英國物理學家威爾金斯因發現生命的雙螺旋而榮獲1962年諾貝爾生理學或醫學獎。,左一：威爾金斯左三：克里克左五：沃森,13,思考與討論：,、請你根據前面的資料回答有關問題（）是由幾條鏈構成的，它具有怎樣的立體結構？（）的基本骨架是由哪些物質組成的？它們位于的什么部位？（）中的堿基是如何配對的？它們位于的什么部位？,14,討論1：,2.沃森和克里克在構建DNA模型過程中，利用了他人的哪些經驗和成果？又涉及到哪些學科的知識和方法？而這些，對你理解生物科學的發展以及和各學科的聯系有什么啟示？3.沃森和克里克默契配合，發現DNA雙螺旋結構的過程，作為科學家合作研究的典范，在科學界傳為佳話。他們這種工作方式給予你哪些啟示？,15,DNA的空間結構,圖的上半部分是以超高分辨率掃描式電子顯微鏡拍到的照片。,圖的下半部分是DNA的人工模型。,從圖上可辨認出DNA是由兩條鏈交纏在一起的螺旋結構,16,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結構。,二DNA分子的結構特點,17,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結構。,（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基在內側。,DNA分子的結構特點,18,堿基對,另一堿基對,嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿基對，且A只和T配對、C只和G配對，這種堿基之間的一一對應的關系就叫做堿基互補配對原則。,A,T,G,C,氫鍵,19,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結構。,（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基在內側。,（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結起來，形成堿基對，且遵循堿基互補配對原則。,DNA分子的結構特點,20,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,你注意到了嗎？,兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩定不變的。,長鏈中的堿基對的排列順序是千變萬化的。,21,你注意到了嗎？,兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩定不變的。,長鏈中的堿基對的排列順序是千變萬化的。,DNA分子的特異性就體現在特定的堿基（對）排列順序中。,22,DNA分子的特異性：,多樣性：DNA分子堿基對的排列順序千變萬化。,一個最短的DNA分子也有4000個堿基對，可能的排列方式就有44000種。,特異性：特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序。,不同的生物，堿基對的數目可能不同，堿基對的排列順序肯定不同。,遺傳信息：DNA分子中的堿基對排列順序就代表了遺傳信息。,23,DNA分子的結構小結,化學組成：,基本組成單位：四種脫氧核苷酸,一分子含氮堿基,一分子脫氧核糖,一分子磷酸,空間結構,規則的雙螺旋結構,兩條脫氧核苷酸長鏈,堿基對,氫鍵,堿基互補配對原則,分子結構的多樣性和特異性,24,【課堂反饋】,1下面是DNA的分子的結構模式圖，說出圖中110的名稱。,1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鳥嘌呤4.胸腺嘧啶5.脫氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脫氧核苷酸8.堿基對9.氫鍵10.一條脫氧核苷酸鏈的片段,25,DNA中堿基計算的一般規律,1.雙鏈DNA分子中互補的堿基的量相等即AT、CG(最基本的規律),3.雙鏈DNA分子中兩不互補的堿基之和比值相等即（A+G）/（T+C）（A+C）/（T+G）=1,2.雙鏈DNA分子中任意兩不互補的堿基之和占堿基總量的50即：（A+C）=（T+G）%=50%,4.DNA分子的一條鏈上（A+T）（C+G）=a,5.DN