1、第二節第二節 DNADNA分子的結構分子的結構 一、一、DNADNA分子基本認識分子基本認識組成元素：組成元素：C C、H H、O O、N N、P P脫氧脫氧核糖核糖磷酸磷酸基本單位：基本單位：脫氧核苷酸脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸A AG GC CT T二、二、DNADNA雙螺旋結構模型的構建雙螺旋結構模型的構建資料資料1 1：2020世紀世紀3030年代，科學家認識到：組成年代，科學家認識到：組成DNADNA分子的分子的基本單位是脫氧核苷酸。基本單位是脫氧核苷酸。 DNADNA

2、是由許多個脫氧核苷酸連是由許多個脫氧核苷酸連接而成的接而成的長鏈長鏈。C CT TA AG G磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵資料資料2 2：沃森和克里克等根據沃森和克里克等根據DNADNA衍射圖譜推出衍射圖譜推出DNADNA分子呈分子呈螺旋結構螺旋結構( (雙螺旋，三螺旋）雙螺旋，三螺旋）堿基堿基位于螺旋外部，被否定位于螺旋外部，被否定.重新構建了磷酸重新構建了磷酸脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安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，確定為排在螺旋內部的雙鏈螺旋，確定為雙螺旋結構雙螺旋結構但堿基配對方式認為是但堿基配對方式認為是A A與與A A、T T與與T T配對，違反了化學規律

3、，配對，違反了化學規律，被拋棄被拋棄.資料資料3 3：奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：腺嘌呤奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：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）的量(A=T)(A=T)，鳥嘌呤，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(G=C)(G=C)。A A與與T T、G G與與C C通過氫鍵配對后具有通過氫鍵配對后具有相同的形狀和直徑相同的形狀和直徑成功完成構建成功完成構建C CT TG GA AC CA A5 55 53 33 3G GT T磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵三、三、DNADNA分子結構特征分子結構特

4、征v DNADNA分子是由分子是由 條鏈組成，按條鏈組成，按 的的方式盤旋成方式盤旋成 結構結構兩兩反向平行反向平行雙螺旋雙螺旋v 交替連接，排列在外側，交替連接，排列在外側，構成基本骨架；構成基本骨架； 排列在內側。排列在內側。脫氧核糖和磷酸脫氧核糖和磷酸堿基堿基v 堿基通過堿基通過 連接成堿基對，并遵循連接成堿基對，并遵循 原則。原則。 氫鍵氫鍵堿基互補配對堿基互補配對DNA分子分子平面結構平面結構四、四、DNADNA特性特性l基本骨架穩定不變即基本骨架穩定不變即兩條長鏈上的脫氧核糖兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序與磷酸交替排列的順序是穩定不變的是穩定不變的v 穩定性穩定性 堿基對

5、由堿基對由氫鍵鏈接氫鍵鏈接，從而維持了結構的穩從而維持了結構的穩定。定。堿基嚴格按照互補堿基嚴格按照互補配對原則配對。配對原則配對。l雙螺旋結構雙螺旋結構v 多樣性：多樣性：DNADNA分子堿基對的排列順序千變萬分子堿基對的排列順序千變萬化。化。若一個若一個DNADNA分子有分子有40004000個堿基，可能的排列個堿基，可能的排列方式就有方式就有 種。種。v 特異性：特定的特異性：特定的DNADNA分子具有特定的堿基排分子具有特定的堿基排列順序。列順序。不同的生物，堿基對的數目可能不同，堿基不同的生物，堿基對的數目可能不同，堿基對的排列順序肯定不同。對的排列順序肯定不同。4 42000200

6、0化學組成化學組成的雙的雙螺旋結構螺旋結構基本單位基本單位脫氧核苷酸脫氧核苷酸種類：種類： 四種四種 堿基互補配對原則堿基互補配對原則DNADNA分子的特性：分子的特性：由由兩條兩條反向平行反向平行的脫氧核苷酸長鏈的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成。盤旋而成。外側外側由由脫氧核糖和磷酸交替連接脫氧核糖和磷酸交替連接構構成成基本骨架基本骨架 ，堿基堿基排列在排列在內側內側。DNADNA分子兩條鏈上的分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵堿基通過氫鍵連連接成接成堿基對堿基對。穩定性穩定性、多樣性多樣性和和特異性特異性雙鏈雙鏈DNADNA分子中，兩互補堿基相等；任意兩個不分子中，兩互補堿基相等；任意兩個不互補堿基之和恒等

7、，各占堿基總數的互補堿基之和恒等，各占堿基總數的50%,50%,且不互補且不互補堿基之和的比值等于堿基之和的比值等于1 1( A+G)/(T+C)=1( A+G)/(T+C)=1A1T2T1A2G1C2C1G2A=TA=T， G=C G=CA+G=T+CA+G=T+C或者或者A+C=T+GA+C=T+GA+G=T+C=A+C=T+G= 50%A+G=T+C=A+C=T+G= 50%A A1 1= = T T1 1= = G G1 1 = = C C1 1= = T T2 2G G2 2 C C2 2A A1 1+A+A2 2=T=T1 1+T+T2,2,G G1 1+G+G2 2=C=C1 1

8、+C+C2 2A A2 2 一種堿基在兩條鏈中所占的比例等于這種堿一種堿基在兩條鏈中所占的比例等于這種堿基在每條單鏈中所占的比例之和的一半基在每條單鏈中所占的比例之和的一半五、相關堿基計算五、相關堿基計算雙鏈雙鏈DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整個占整個DNADNA分子堿基總數分子堿基總數的百分比等于其中任何一條鏈中的百分比等于其中任何一條鏈中A+TA+T占該鏈堿基占該鏈堿基總數的百分比。總數的百分比。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+C= =A1T2T1A2G1C2C1G2A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C +C2 2A A2 2 +T +T2 2= =A A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= =c%c%c%c%c%c%A+TG+CG+CA A2 2 +T +T2 2G G2 2 +C +C2 2A A1 1+T+T1 1G G1 1+C+C1 1=a=a雙鏈雙鏈DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何等于其中任何一條鏈的一條鏈的A+T/G+CA+T/G+C。=a 雙鏈雙鏈DNADNA分子中，兩