1、第第2節節 dna分子的結構分子的結構（p47）北京中關村高科技北京中關村高科技園區的園區的dnadna雕塑雕塑dnadna是主要的遺傳物質，針對誰而言？是主要的遺傳物質，針對誰而言？是一切生物的遺傳物質是一切生物的遺傳物質核酸核酸dnadna是是 生物的遺傳物質生物的遺傳物質細胞細胞一、一、dna雙螺旋結構模型的構建雙螺旋結構模型的構建（p47）威爾金斯和富蘭克林威爾金斯和富蘭克林提供的提供的dnadna衍射圖譜衍射圖譜以以種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸為單位的長鏈，為單位的長鏈，含有含有a a、t t、c c、g g四種堿基四種堿基且且相同堿基進行配對相同堿基進行配對查哥夫查哥夫提出提出dnad

2、na分子中、分子中、沃森沃森和和克里克克里克推算出推算出dnadna分子分子呈螺旋結構呈螺旋結構堿基堿基位于螺旋的位于螺旋的外部外部沃森和克里克建立沃森和克里克建立雙雙螺旋、三螺旋螺旋、三螺旋的特點的特點失敗失敗重新構建模型：讓與配對，與配對重新構建模型：讓與配對，與配對形成形成dnadna分子雙分子雙螺旋結構模型螺旋結構模型2020世紀世紀3030年代后期，瑞典的物理化學家們就證年代后期，瑞典的物理化學家們就證明明dnadna是是不對稱不對稱的。第二次世界大戰后，用的。第二次世界大戰后，用電子電子顯微鏡顯微鏡測量出測量出dnadna分子的分子的直徑約為直徑約為2nm2nm。一、一、dna雙螺

3、旋結構模型的構建雙螺旋結構模型的構建（p47）19521952年年富蘭克林富蘭克林（r.e.franklinr.e.franklin）、）、威爾金斯威爾金斯等采用等采用x x射線衍射技術拍攝到射線衍射技術拍攝到dnadna結構的照片結構的照片。確認。確認dnadna為為螺旋螺旋結結構，并且是由構，并且是由不只一條鏈不只一條鏈所構成的。所構成的。dnadna衍射圖譜衍射圖譜富蘭克林富蘭克林威爾金斯威爾金斯沃森、克里克沃森、克里克根據根據dnadna衍射圖譜，構建了衍射圖譜，構建了dnadna三螺旋、三螺旋、雙螺旋，雙螺旋，堿基在外堿基在外的雙螺旋結構模型，的雙螺旋結構模型，相同堿基配對相同堿基配

4、對，違反化學規律。被否定。違反化學規律。被否定。19511951年年查戈夫查戈夫（e.chargaffe.chargaff）定量分析定量分析dnadna分子的堿基分子的堿基組成，發現腺嘌呤（組成，發現腺嘌呤（a a）的量總是等于胸腺嘧啶（）的量總是等于胸腺嘧啶（t t）的量，鳥嘌呤（的量，鳥嘌呤（g g）的量總是等于胞嘧啶（）的量總是等于胞嘧啶（c c）的量。）的量。19531953年，沃森、克里克構建了新的年，沃森、克里克構建了新的dnadna雙螺旋結構模型雙螺旋結構模型威爾金斯威爾金斯沃森沃森克里克克里克19581958年，年，3737歲的富蘭克林因患卵巢癌去世。歲的富蘭克林因患卵巢癌去世

5、。19621962年，年，沃森、克里克、威爾金斯三人同獲沃森、克里克、威爾金斯三人同獲諾貝爾諾貝爾生理學或生理學或醫學獎。醫學獎。1 1、dnadna組成的組成的 基本單位基本單位脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸含氮堿基含氮堿基腺嘌呤（腺嘌呤（a a）鳥嘌呤（鳥嘌呤（g g）胞嘧啶（胞嘧啶（c c）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（t t）二、二、dna分子的結構分子的結構脫氧（核糖）核苷酸脫氧（核糖）核苷酸 135脫氧脫氧核糖核糖堿基堿基磷酸磷酸oc241 1個脫氧核糖個脫氧核糖第第3 3、第、第5 5號碳原子號碳原子連兩個磷酸（有連兩個磷酸（有1 1個連個連1 1個個磷酸）；磷酸）；第第1 1號碳原子上號碳原子

6、上連一個堿基。連一個堿基。1351351 1個磷酸個磷酸與與兩個脫氧核糖兩個脫氧核糖相連相連（有（有1 1個連個連1 1個脫氧核糖）個脫氧核糖）ag1 1個堿基個堿基與與配對的堿基、脫氧核糖配對的堿基、脫氧核糖相連相連ct2 2、平面結構、平面結構（金榜（金榜p37/3p37/3）（磷酸二酯鍵）（磷酸二酯鍵）c脫氧核糖脫氧核糖p23154gp23154脫氧核糖脫氧核糖a脫氧核糖脫氧核糖p23154tp23154脫氧核糖脫氧核糖t脫氧核糖脫氧核糖p23154ap23154脫氧核糖脫氧核糖磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵氫鍵氫鍵2 2、許多脫氧核苷酸、許多脫氧核苷酸脫水聚合脫水聚合成成脫氧核苷酸鏈脫氧核苷酸鏈

7、（1）兩條脫氧核苷酸長鏈）兩條脫氧核苷酸長鏈反向平行反向平行, 雙螺旋雙螺旋（2 2）外側基本）外側基本骨架骨架: :脫氧核糖脫氧核糖和和磷酸磷酸交替；交替； 內側內側: :堿基堿基（3 3）氫鍵連成）氫鍵連成堿基對堿基對（a=t a=t ；gcgc（穩定）（穩定） ）遵循遵循堿基互補配對堿基互補配對原則原則保證雙鏈間距離的恒定（保證雙鏈間距離的恒定（2nm)2nm)3 3、dnadna的空間結構的空間結構（p49p49、金榜、金榜p38/4p38/4）穩穩定定性性一個最短的一個最短的dnadna分子大約有分子大約有80008000個個堿基，這些堿基對可能堿基，這些堿基對可能排列的方式排列的方

8、式有有_種，而脫氧核糖和磷酸交替種，而脫氧核糖和磷酸交替連接連接的方式的方式_。 44000固定不變固定不變4 4堿基對數堿基對數種種多樣性多樣性（p57p57）堿基的堿基的數目、比例和排列順序數目、比例和排列順序不同不同特異性特異性（p57p57）每種生物的每種生物的dnadna分子都有分子都有特定特定的堿基排列順序。的堿基排列順序。等位基因的堿基排列順序不同等位基因的堿基排列順序不同穩定性穩定性4 4、dnadna的結構特點的結構特點（金榜（金榜p38/5p38/5）同一生物的體細胞中同一生物的體細胞中dnadna相同，不同生物的相同，不同生物的dnadna不同不同三、制作三、制作dna雙

9、螺旋結構模型雙螺旋結構模型作業：作業：1、a=t g=c一、雙鏈一、雙鏈dnadna分子中分子中（金榜（金榜p38/p38/二）二） 嘌呤（嘌呤（a+g)=嘧啶（嘧啶（t+c）2 2、兩種不互補配對的堿基之和、兩種不互補配對的堿基之和 等于等于50%50% a+t+c+g=100%,a+c=a+g=t+c=t+g=50%a+t+c+g=100%,a+c=a+g=t+c=t+g=50%堿基互補配對的一般規律的堿基互補配對的一般規律的具體分析具體分析a a1 1t t1 1c c1 1g g1 1a a2 2t t2 2c c2 2g g2 21 1鏈鏈2 2鏈鏈3 3、互補相等：、互補相等：a

10、a1 1+t+t1 1 a a2 2+t+t2 2 a+t a+t ( (單鏈雙鏈）單鏈雙鏈） c c1 1+g+g1 1 c c2 2+g+g2 2 c+g c+g dnadna（雙鏈）固定（雙鏈）固定4 4、不互補特殊：、不互補特殊：單鏈倒數單鏈倒數a a1 1+c+c1 1 1 1t t1 1+g+g1 1 a a2 2+c+c2 2 t t2 2+g+g2 2雙鏈雙鏈1 1a+ca+ct+gt+g15、a=（a1+a2）/2dnadna中某一堿基所占比例中某一堿基所占比例= =該堿基在每一單鏈中所該堿基在每一單鏈中所占比例之和的一半占比例之和的一半普通：普通：（某生物特征）（某生物特征

11、）配對相等（單鏈配對相等（單鏈=雙鏈），雙鏈），dna（雙鏈）固定（雙鏈）固定不配對特殊：雙鏈不配對特殊：雙鏈=1，單鏈倒數，單鏈倒數 （不配對堿基之和（不配對堿基之和=50%）a=a1+a22計算規律計算規律dna中某種堿基有中某種堿基有a個，占全部堿基的比例為個，占全部堿基的比例為b，則其中一條鏈中該堿基所占比例為則其中一條鏈中該堿基所占比例為0，2b問：問：1 11 1鏈中，鏈中，g+cg+c之和占該鏈全部堿基的之和占該鏈全部堿基的_%，2 2鏈呢鏈呢_%？2 2dnadna分子中，分子中， g+cg+c之和占全部堿基總量的之和占全部堿基總量的_%_%6/96/9=66.7=66.766

12、.766.766.766.7互補堿基之和相等：互補堿基之和相等： ( (單鏈雙鏈）單鏈雙鏈）例一例一某生物組織中提取的某生物組織中提取的dnadna成分中，鳥嘌呤和胞嘧成分中，鳥嘌呤和胞嘧啶之和占全部堿基含量的啶之和占全部堿基含量的4646，已知其中一條鏈的堿，已知其中一條鏈的堿基中基中2828是腺嘌呤，是腺嘌呤，2222是胞嘧啶，求：是胞嘧啶，求： (1)(1)全部堿基中腺嘌呤占全部堿基中腺嘌呤占_。 (2)(2)與已知鏈相對應的鏈中，腺嘌呤占該鏈全部堿基的與已知鏈相對應的鏈中，腺嘌呤占該鏈全部堿基的_。 (3)(3)以已知鏈為模板，合成的互補鏈中胸腺嘧啶占該鏈以已知鏈為模板，合成的互補鏈中

13、胸腺嘧啶占該鏈全部堿基的全部堿基的_解題步驟：解題步驟：1 1把文字信息轉化成圖象信息把文字信息轉化成圖象信息2 2運用規律求解運用規律求解（）（）dna中，中，at100%（g+c）100%4654 又因為在又因為在dna中中，a（54）/227%（2）（a+t）1（ a+t）dna54,因此，因此，2 2t t1 1545428282626（3）t2a128例二例二某雙鏈某雙鏈dnadna分子中，一條鏈上分子中，一條鏈上a+ta+t含量占含量占該鏈該鏈堿基堿基總數的總數的3434，且這條鏈上的，且這條鏈上的c c占占該鏈該鏈堿基總數的堿基總數的2828，那么對應的另一條互補鏈中那么對應的另

14、一條互補鏈中c c應占應占該鏈該鏈堿基總數的堿基總數的 （ ） a a2828 b b3434 c c 3838 dd6666c c2 21 1100100（a at tc c）a 100100343428%28%3838 c c判斷判斷dnadna或或rna:rna:dnadna有有t t而無而無u u判斷判斷dnadna雙鏈或雙鏈或dnadna單鏈：單鏈：若若a=t,c=gdnaa=t,c=gdna單鏈單鏈dnadna雙鏈雙鏈a=t,c=ga=t,c=g（但（但a=t,c=ga=t,c=g不一定是不一定是dnadna雙鏈）雙鏈）（0404春季理綜春季理綜3 3）現有一待測核酸樣品，經檢測后

15、，對）現有一待測核酸樣品，經檢測后，對堿基個數統計和計算得到下列結果：（堿基個數統計和計算得到下列結果：（a at t）（）（g gc c）1 1，（，（a agg）（）（t tc c）1 1， 根據此結果該樣品根據此結果該樣品a a無法被確定是脫氧核糖核酸還是核糖核酸無法被確定是脫氧核糖核酸還是核糖核酸b b可被確定為雙鏈可被確定為雙鏈dnadnac c無法被確定是單鏈無法被確定是單鏈dnadna還是雙鏈還是雙鏈dna dna dd可被確定為單鏈可被確定為單鏈dnadnaca=t=c=ga=t=c=g，單鏈或雙鏈都可能符合。，單鏈或雙鏈都可能符合。（20062006年全國卷年全國卷44題）題

16、）1717已知病毒的核酸有雙已知病毒的核酸有雙鏈鏈dnadna、單鏈、單鏈dnadna、雙鏈、雙鏈rnarna、單鏈、單鏈rnarna四種類型。四種類型。現發現了一種新病毒，要確定其核酸屬于上述那一種現發現了一種新病毒，要確定其核酸屬于上述那一種類型，應該類型，應該a a分析堿基類型，確定堿基比率分析堿基類型，確定堿基比率b b分析堿基類型，分析核糖類型分析堿基類型，分析核糖類型c c分析蛋白質的氨基酸組成，分析堿基類型分析蛋白質的氨基酸組成，分析堿基類型dd分析蛋白質的氨基酸組成，分析核糖類型分析蛋白質的氨基酸組成，分析核糖類型a確定核酸類型。分析堿基類型，確定確定核酸類型。分析堿基類型，確

17、定dnadna還是還是rnarna； 確定堿基比率，可知單鏈還是雙鏈確定堿基比率，可知單鏈還是雙鏈 例例: :有三個核酸分子，經分析知共有五種堿基，八種有三個核酸分子，經分析知共有五種堿基，八種核苷酸，四條多核苷酸，它們是核苷酸，四條多核苷酸，它們是一個分子，兩個分子。一個分子，兩個分子。三個分子。三個分子。兩個分子，一個分子。兩個分子，一個分子。三個分子。三個分子。4949在一條脫氧核苷酸鏈結構中，相鄰的堿基在一條脫氧核苷酸鏈結構中，相鄰的堿基g g與與c c之間是通過什么結構連接而成之間是通過什么結構連接而成a a3 3個氫鍵個氫鍵b b脫氧核糖脫氧核糖磷酸基磷酸基脫氧核糖脫氧核糖c c核

18、糖核糖磷酸基磷酸基核糖核糖dd磷酸基磷酸基核糖核糖核糖核糖b若題干改為若題干改為“dnadna分子中分子中”，選？，選？若題干改為若題干改為“rnarna分子中分子中”a（金榜（金榜p39p39、p40/4p40/4）ctheend6 6（0505廣東重點中學聯考）某同學制作的廣東重點中學聯考）某同學制作的dnadna雙雙螺旋結構模型中，在一條鏈中所用堿基模塊螺旋結構模型中，在一條鏈中所用堿基模塊actgactg為為12341234，則該雙螺旋模型中上，則該雙螺旋模型中上述堿基模塊的比應為述堿基模塊的比應為 a a12341234b b3412 3412 c c11111111 dd23232

19、323da1 c1 t1 g1為為1 2 3 4，a2 c2 t2 g2為為3 4 1 2，a c t g 為為4 6 4 6= 2 3 2 31414右圖為右圖為dnadna分子結構示意圖，對該圖的正確描述是分子結構示意圖，對該圖的正確描述是aa和和相間排列，構成了相間排列，構成了dnadna分子的基本骨架分子的基本骨架bb的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸cc當當dnadna復制時，復制時，的形成需要連接酶的形成需要連接酶dddnadna分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息d77771313、將雙螺旋結構的、將雙螺旋結構的dnadn

20、a分子徹底水解，得到的分子徹底水解，得到的產物是產物是a.a.兩條多聚脫氧核苷酸鏈兩條多聚脫氧核苷酸鏈b.b.四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸 c.c.磷酸、脫氧核糖、含氮堿基磷酸、脫氧核糖、含氮堿基 d.cd.c、hh、oo、n n、p p五種元素五種元素dnadna水解產物是脫氧核苷酸，水解產物是脫氧核苷酸， dnadna徹底水解產物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。徹底水解產物是磷酸、脫氧核糖和含氮堿基。c62628. 8. 赫爾希和蔡斯分別用赫爾希和蔡斯分別用3535s s和和3232p p標記標記t t2 2噬菌體的蛋噬菌體的蛋白質和白質和dnadna，參照右圖判斷下列被標記部位組合正確，參照

21、右圖判斷下列被標記部位組合正確的是的是 a abb c cdd分析：分析：s s在在r r基團上，基團上，p p在在磷酸基團，磷酸基團，脫氧核糖脫氧核糖元素只有元素只有c c、hh、oo，含含n n堿基有堿基有c c、h h、o o、n n。a 77771313、將、將rnarna分子徹底水解，得到的產物是分子徹底水解，得到的產物是a.a.兩條多聚核糖核苷酸鏈兩條多聚核糖核苷酸鏈b.b.四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸 c.c.磷酸、核糖、含氮堿基磷酸、核糖、含氮堿基 d.cd.c、hh、oo、n n、p p五種元素五種元素c77771313、將雙螺旋結構的、將雙螺旋結構的dnadna分子徹底水解

22、，得到的分子徹底水解，得到的產物是產物是a.a.兩條多聚脫氧核苷酸鏈兩條多聚脫氧核苷酸鏈b.b.四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸 c.c.磷酸、脫氧核糖、含氮堿基磷酸、脫氧核糖、含氮堿基 d.cd.c、hh、oo、n n、p p五種元素五種元素本題考查的是本題考查的是dnadna的結構層次。的結構層次。dnadna的組成元素是的組成元素是c c、h h、o o、n n、p p，基本單位是脫氧核苷酸，基本單位是脫氧核苷酸，dnadna分子是由兩條分子是由兩條反向平行的多核苷酸鏈盤旋而成的，兩條鏈是通過堿反向平行的多核苷酸鏈盤旋而成的，兩條鏈是通過堿基對間的氫鍵連接的，因此基對間的氫鍵連接的，因此解旋

23、酶打斷解旋酶打斷兩條鏈間的兩條鏈間的氫氫鍵鍵可得可得a a，將，將dnadna初步水解初步水解可得可得脫氧核苷酸脫氧核苷酸b b，由于脫氧，由于脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮堿基組成，故將氮堿基組成，故將dnadna徹底水解徹底水解可得可得c c。c（0606一模）一模）4040（7 7分）分）（1 1）在含四種游離的脫氧核苷酸、酶和）在含四種游離的脫氧核苷酸、酶和atpatp的條件下，的條件下，分別以不同生物的分別以不同生物的dnadna為模板，合成新的為模板，合成新的dnadna。問：。問： 分別以不同生物的分別以不同生物

24、的dnadna為模板合成的各個新為模板合成的各個新dnadna之間，之間，（a ac c）：（）：（t tgg）的比值是否相同？為什么？）的比值是否相同？為什么？_ 。分別以不同生物的分別以不同生物的dnadna為模板合成的各個新為模板合成的各個新dnadna之間存之間存在著差異，這些差異的形成是由于在著差異，這些差異的形成是由于_。在一個新合成的在一個新合成的dnadna中，（中，（a a十十t t）：（）：（c c十十gg）的比值，）的比值，是否與它的模板是否與它的模板dnadna任一單鏈的相同？任一單鏈的相同？ _。堿基的數目、比例和排列順序不同（堿基的數目、比例和排列順序不同（1 1分

25、）分）相同。因為所有相同。因為所有dnadna雙鏈中，雙鏈中，a a與與t t的數目相同，的數目相同，c c與與gg的數目相同（的數目相同（2 2分）分）相同（相同（1 1分）分） agcut以下資料供參考：以下資料供參考：1 1、雙鏈雙鏈dnadna分子中，兩條鏈上全部堿基數相等；分子中，兩條鏈上全部堿基數相等；在整個在整個dnadna分子中分子中a=ta=t，g=cg=c。四、雙鏈四、雙鏈dnadna分子堿基數量關系分子堿基數量關系2 2、dnadna分子兩條鏈之間存在著分子兩條鏈之間存在著中中a a=t=t，t t=a=a，g g=c=c，c c=g=g的關系。的關系。a at tc c

26、g ga at tc cg g鏈鏈鏈鏈1、a=t g=c配對相等（單鏈配對相等（單鏈=雙鏈），雙鏈），dna（雙鏈）固定（雙鏈）固定3 3、互補互補堿基之和的比值堿基之和的比值（a a+t+t）/ /（g g+c+c）= =（a a+t+t）/ /（g g+c+c）= =（a a雙雙+t+t雙雙）/ /（g g雙雙+c+c雙雙）a at tc cg ga at tc cg g鏈鏈鏈鏈即：互補堿基之和的比值，在已知鏈、互補鏈和整即：互補堿基之和的比值，在已知鏈、互補鏈和整個個dna分子中相等。分子中相等。2 2、嘌呤（、嘌呤（a+g)=a+g)=嘧啶（嘧啶（t+ct+c）5 5、非、非互補互補堿基之和的比值堿基之和的比值（a a+g+g）/ /（t t+c+c）= =（t t+c+c）/ /（a a+g+g）a at tc cg ga at tc cg g鏈鏈鏈鏈即：在已知鏈與互補鏈之間互為即：在已知鏈與互補鏈之間互為倒數倒數，在整個，在整個dna分子中比值為分子中比值為（a雙雙+g雙雙）/（t雙雙+c雙雙）=1例：某生物組織中提取的例：某生物組織中提取的dnadna成分中，鳥嘌呤和胞嘧啶成分中，鳥嘌呤和胞嘧啶之和占全部堿基含量的之和占全部堿基含量的4646，已知其中一條鏈的堿基中，已知其中一條鏈的堿基中2828是腺嘌呤，是腺嘌呤，2222是胞嘧啶，求：是胞嘧啶，求： (1