DNA

∵ A ＝ T ，G ＝ C ∴ A+G＝T+C A+G T＋C ∴ （ ） （ ） 50％ ％ A+T+C+G A+T+C+G
也可以写成以下形式： 也可以写成以下形式：
（ A + C ） （ T + G ） …… 1 （ T+G ） （A+C ） 规律概括： 双链中， 规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之 双链中 ，并为碱基总数的 和 相等 50％ 。 ％ A+G T＋C
DNA分子的结构 DNA分子的结构
小结
★化学组成： 化学组成： 基本组成单位： 基本组成单位：四种脱氧核苷酸 一分子含氮碱基 一分子脱氧核糖 一分子磷酸 ★空间结构 规则的双螺旋结构 两条脱氧核苷酸长链 碱基对 氢键 碱基互补配对原则 ★分子结构的多样性和特异性
拓展题：
你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？ 你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？ 推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。 推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。
什么部位？ 什么部位？
DNA的空间结构
从图上可辨认出DNA 从图上可辨认出DNA 是由两条链交缠在 一起的螺旋结构
以超高分辨率扫描式电子 显微镜拍到的DNA照片。 DNA照片 显微镜拍到的DNA照片。
DNA的空间结构 DNA的空间结构
放大
从图中可见 DNA具有规则 的双螺旋空间 结构
DNA的结构 模式图
DNA分子各种碱基的数量关系 ： 分子各种碱基的数量关系 在整个DNA分子中，A=T、G=C； 分子中， ① 在整个 分子中 、 ； A+G=T+C，A+C=T+G； (A+G）/（T+C）=1 ， ； ）（ ） 分子的一条链中的 另一条链的T ② DNA分子的一条链中的 分子的一条链中的A+T=另一条链的 + A ； 另一条链的 同理， 同理，G+C = C+G 两个非配对碱基之和占碱基总数的50%。即 ③两个非配对碱基之和占碱基总数的 。 A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50% ， 如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a，则另一条链中的 ④如果一条链中的 ， (A+T) / (G+C)比例也是 ；如果一条链中的 比例也是a；如果一条链中的(A+G) / 比例也是 (T+C)=b,则另一条链中 则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是 的比例是1/b 则另一条链中 的比例是 分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率 ⑤在DNA分子中一条链中 分子中一条链中 的和占该链碱基比率 等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双 的和占该链碱基比率， 等于另一条链中 的和占该链碱基比率 分子中A+T的和占整个 的和占整个DNA分子的碱基比率。 分子的碱基比率。 链DNA分子中 分子中 的和占整个 分子的碱基比率 即： (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 总( A+T)% 同理： 同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总( G+C)%
讨论2 讨论2：
1. DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结 DNA是由几条链构成的 是由几条链构成的？
构？
2. DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分 DNA的基本骨架是由哪些物质组成的 的基本骨架是由哪些物质组成的？
别位于DNA的什么部位呢 别位于DNA的什么部位呢？ 的什么部位呢？
3. DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的 DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的 中的碱基是如何配对的
20世纪初，摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因 世纪初，摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因 世纪初 位于染色体上。 位于染色体上。 1943年，艾弗里证明了 携带有遗传信息， 年 艾弗里证明了DNA携带有遗传信息， 携带有遗传信息 并认为DNA可能就是基因 可能就是基因。 并认为DNA可能就是基因。 1951年，生物物理学家威尔金斯用 射线衍射 年 生物物理学家威尔金斯用X射线衍射 技术对 结构进行研究， 技术对DNA结构进行研究，发现 结构进行研究 发现DNA是一种 是一种 螺旋结构。 螺旋结构。 女物理学家富兰克林在1951年底拍到了一张 女物理学家富兰克林在 年底拍到了一张 十分清晰的DNA的X射线衍射照片。 射线衍射照片。 十分清晰的 的 射线衍射照片
长链中的碱基对 的排列顺序是千 变万化的。
DNA分子的多样性和特异性： 分子的多样性和特异性： 分子的多样性和特异性
分子碱基对的排列顺序千变万化。 ①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。 多样性： 分子碱基对的排列顺序千变万化 一个最短的DNA分子也有4000个碱基对， 可能的排列方式就有44000种。 分子具有特定的碱基排列顺序。 ②特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。 特异性：特定的 分子具有特定的碱基排列顺序 不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基 对的排列顺序肯定不同。 ③遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了 遗传信息： 分子中的碱基对排列顺序就代表了 遗传信息。 遗传信息。
A C A A C G A G
T
磷酸
G T T G C T C
脱氧核糖 含氮碱基
பைடு நூலகம்
A C
T G
碱基对 另一碱基对 氢键
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基 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 碱基互补配 对原则。 对原则
A C A A C G A G
DNA双螺旋结构模型的构建 双螺旋结构模型的构建
早在19世纪，人们就发现了 早在19世纪，人们就发现了DNA的化 19世纪 的化 学成分： 学成分：
磷酸 脱氧 核糖
碱基 G C A T
脱氧核苷酸的种类
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
DNA双螺旋结构模型的构建 DNA双螺旋结构模型的构建
2. 沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪 沃森和克里克在构建模型的过程中，
些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？ 些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？
3. 沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构 沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构
的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学 的过程，作为科学家合作研究的典范， 界传为佳话。 界传为佳话。他们这种工作方式给予你哪些启 示？
讨论1 讨论1：
1. 沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用了 沃森和克里克在构建DNA模型过程中 模型过程中，
他人的哪些经验和成果？ 他人的哪些经验和成果？又涉及到哪些学科的 知识和方法？而这些， 知识和方法？而这些，对你理解生物科学的发 展以及和各学科的联系有什么启示？ 展以及和各学科的联系有什么启示？
DNA分子的结构 DNA分子的结构
1953年 1953年4月25日，克里克 25日 和沃森在《自然》 和沃森在《自然》杂志上 发表了DNA的 发表了DNA的双螺旋结 构，从而带来了遗传学的 彻底变革， 彻底变革，更宣告了分子 生物学的诞生。 生物学的诞生。 种瓜为什么能得瓜， 种瓜为什么能得瓜，就 是遗传物质由亲代传给子 代的结果。 代的结果。遗传物质为什 么能自我复制呢？ 么能自我复制呢？它是怎 样复制的呢？ 样复制的呢？这些机理都 蕴藏在克里克和沃森的 DNA双螺旋结构模型的伟 DNA双螺旋结构模型的伟 大发现之中。 大发现之中。
A C A A C G A G
T G T T G C T C
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。
DNA分子的 分子的 特异性就体现在特 特异性就体现在特 定的碱基（ 定的碱基（对）排 列顺序中。 列顺序中。
T G T T G C T C
DNA分子的结构特点 分子的结构特点
（1）DNA分子是由两条 ） 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 双螺旋结构。 链盘旋成双螺旋结构。
A C A A C G A G
T G T T G C T C
DNA分子的结构特点 分子的结构特点
（1）DNA分子是由两条 ） 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 双螺旋结构。 链盘旋成双螺旋结构。 （2）DNA分子中的脱氧 ） 分子中的脱氧 核糖和磷酸交替连接，排 核糖和磷酸交替连接， 基本骨架； 列在外侧，构成基本骨架 列在外侧，构成基本骨架； 碱基在内侧。 碱基在内侧。
A C A A C G A G
T G T T G C T C
DNA分子的结构特点 分子的结构特点
（1）DNA分子是由两条 ） 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 双螺旋结构。 链盘旋成双螺旋结构。 （2）DNA分子中的脱氧 ） 分子中的脱氧 核糖和磷酸交替连接，排 核糖和磷酸交替连接， 基本骨架； 列在外侧，构成基本骨架 列在外侧，构成基本骨架； 碱基在内侧。 碱基在内侧。 （3）两条链上的碱基通 ） 氢键连结起来 连结起来， 过氢键连结起来，形成碱 基对，且遵循碱基互补配 基对，且遵循碱基互补配 对原则。 对原则。