第 3章 基 因 的 本 質(zhì)第 2節(jié) DNA分 子 的 結(jié) 構(gòu)人 教 版 必 修 2 北 京 中 關(guān) 村 DNA雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) “ 生 命 ”雕 塑 ， 如 今 已 被 看 作 中 關(guān) 村 的 標 志 ，受 到 各 界 好 評 。 這 是 20世 紀 繼 愛 因 斯 坦 發(fā) 現(xiàn) 相 對 論 之后 的 又 一 劃 時 代 發(fā) 現(xiàn) ， 它 標 志 著 生 物 學 的研 究 進 入 分 子 的 層 次 。 因 為 這 項 “ 生 物 科學 中 最 具 有 革 命 性 的 發(fā) 現(xiàn) ” ， 兩 位 科 學 家獲 得 了 1962年 度 諾 貝 爾 生 理 學 或 醫(yī) 學 獎 。 1953年 ， 美 國 科 學 家 沃 森（ J D.Watson， 1928） 和 英 國 科 學 家克 里 克 （ F.Crick， 19162004） ， 共 同 提出 了 DNA分 子 的 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 模 型 。1、 DNA雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 模 型 的 構(gòu) 建 在 生 命 的 旋 梯 上 沃 森 和 克 里 克 早 凋 的 “ 科 學 玫 瑰 ” 富 蘭 克 林 （ R.E.Franklin） 她 和 同 事 威 爾 金 斯在 1951年 率 先 采 用 X射 線 衍射 技 術(shù) 拍 攝 到 D 晶 體 照片 ， 為 推 算 出 DNA分 子 呈 螺旋 結(jié) 構(gòu) 的 結(jié) 論 ， 提 供 了 決 定性 的 實 驗 依 據(jù) 。 但 “ 科 學 玫 瑰 ” 沒 等 到分 享 榮 耀 ， 在 研 究 成 果 被承 認 之 前 就 已 凋 謝 。(英 ， R.E.Franklin, 1920 1958） X衍 射 技 術(shù) 是 用 X光 透 過物 質(zhì) 的 結(jié) 晶 體 ， 使 其 在照 片 底 片 上 衍 射 出 晶 體圖 案 的 技 術(shù) 。 這 個 方 法可 以 用 來 推 測 晶 體 的 分子 排 列 。DNA的 X射 線 衍 射 圖富 蘭 克 林 拍 攝 的 DNA的 X射 線 衍 射 圖 復 習 提 問DNA的 基 本 組 成 元 素 有 哪 些 ？C、 H、 O、 N、 PDNA的 基 本 組 成 單 位 是 什 么 ？ 由 哪 幾 種 物 質(zhì)組 成 ？脫 氧 核 苷 酸 = 含 氮 堿 基 + 脫 氧 核 糖 + 磷 酸 脫 氧核 糖 含 氮 堿 基磷 酸 AGCTDNA的 基 本 單 位 腺 嘌 呤鳥 嘌 呤胞 嘧 啶胸 腺 嘧 啶2、 DNA的 化 學 組 成 脫 氧核 糖 含 氮 堿 基磷 酸 脫 氧 核 苷脫 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A腺嘌呤脫氧核苷酸GC T ATGC AGCT氫 鍵ATGC3、 DNA分 子 的 平 面 結(jié) 構(gòu) 4、 DNA的 雙 螺 旋 結(jié) 構(gòu)構(gòu)成方式位 置 雙 螺 旋 外 側(cè) 雙 螺 旋 內(nèi) 側(cè)堿 基 對主 鏈（ 1） 脫 氧 核 糖 與磷 酸 交 替 排 列 ；（ 2） 兩 條 主 鏈呈 反 向 平 行 ；（ 3） 盤 繞 成 規(guī)則 的 雙 螺 旋 。 （ 1） 主 鏈 上 對 應堿 基 以 氫 鍵 連 結(jié)成 對 ；（ 2） 堿 基 互 補 配 對（ AT， GC） ； 5、 DNA多 樣 性 和 特 異 性（ 1） 多 樣 性 同 學 們 嘗 試 兩 個 符 號 牌 的 排 列 方 式 ， 這 兩 個 符 號 牌 可 以 寫 出 相 同 符 號 A或 B， 又 可 以 寫 成 A和 B， 它 們 由 左 向 右 的 書 寫 類 型 有 多 少 種 ？四 種 ： AA、 BB、 AB、 BA堿 基 對 排 列 順 序 的 千 變 萬 化 ， 構(gòu) 成 了 DNA分 子 的多 樣 性 。（ 2） 特 異 性堿 基 對 的 特 定 排 列 順 序 ， 又 構(gòu) 成 了 每 一 個 DNA分 子 的 特 異 性 。（ 3） 穩(wěn) 定 性 設 DNA一 條 鏈 為 1鏈 ， 互 補 鏈 為 2鏈 。 根 據(jù) 堿 基 互 補 配 對 原 則可 知 ： A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。則 在 DNA雙 鏈 中 ： A = T ， G = C可 引 申 為 ： 嘌 呤 堿 基 總 數(shù) 等 于 嘧 啶 堿 基 總 數(shù) A+G=T+C 即 A+G/T+C=1 雙 鏈 DNA分 子 中 A+T/G+C等 于 其中 任 何 一 條 鏈 的 A+T/G+C。A+TG+C A 1+T1G1+C1 A2 +T2G 2 +C2= = A 1 T 2T 1 A2G 1 C 2C 1 G 2DNA雙 鏈 雙 鏈 DNA分 子 中 ， 互 補 的 兩 條 鏈 中 A+G/T+C互 為 倒 數(shù) 。=A1+G1T1 +C1 T2 +C2A2 +G2 A 1+C1T 1 +G1 T2 +G2A2 +C2= 雙 鏈 DNA分 子 中 ， A+T占 整 個 DNA分 子 堿 基總 數(shù) 的 百 分 比 等 于 其 中 任 何 一 條 鏈 中 A+T占 該 鏈堿 基 總 數(shù) 的 百 分 比 ， 其 中 任 何 一 條 鏈 A+T是 整 個DNA分 子 A+T的 一 半 。A+TA+T+G+C A 1 +T1 +G1 +C1A1 +T1= = A2 +T2 +G2 +C2A2 +T2A1 +T1 （ A+T）12= =A2 +T2 同 理 ：G+CA+T+G+C= =A1 +T1 +G1 +C1G1 +C 1 A2 +T2 +G2 +C2G2 +C2（ G+C）12G1 +C1 G2 +C2= = 1、 某 雙 鏈 DNA分 子 中 ， G占 23%， 求 A占 多 少 ？解 析 ： 因 為 DNA分 子 中 ， A+G=T+C。 所 以 ，A=50% 23%=27%2、 在 DNA的 一 個 單 鏈 中 ， A+G/T+C=0.4， 上述 比 例 在 其 互 補 鏈 和 整 個 DNA分 子 中 分 別 是 多 少 ？2.5 1 ; 4、 某 雙 鏈 DNA分 子 中 ， A與 T之 和 占 整 個 DNA堿基 總 數(shù) 的 54%， 其 中 一 條 鏈 上 G占 該 鏈 堿 基 總 數(shù)的 22%。 求 另 一 條 鏈 上 G占 其 所 在 鏈 堿 基 總 數(shù) 的百 分 含 量 。 24%3、 若 DNA的 一 個 單 鏈 中 ， A+T/G+C=0.4， 上 述比 例 在 其 互 補 鏈 和 整 個 DNA分 子 中 分 別 是 多 少 ？0.4 0.4 5、 某 DNA分 子 中 A+T占 整 個 DNA分 子 堿 基 總 數(shù)的 34%， 其 中 一 條 鏈 上 的 C占 該 鏈 堿 基 總 數(shù) 的28%， 那 么 ， 對 應 的 另 一 條 互 補 鏈 上 的 C占 該 鏈堿 基 總 數(shù) 的 比 例 是 多 少 ？ 38%6、 在 含 有 四 種 堿 基 的 DNA區(qū) 段 中 ， 有 腺 嘌 呤 a個 ， 占 該 區(qū) 段 全 部 堿 基 的 比 例 為 b， 則 （ ) A.b 0.5 B. b 0.5C.胞 嘧 啶 為 a(1/2b 1) D.胞 嘧 啶 為 b(1/2a 1)C7、 分 析 一 個 DNA分 子 時 ， 發(fā) 現(xiàn) 30%的 脫 氧 核 苷酸 含 有 A， 由 此 可 知 ， 該 分 子 中 一 條 鏈 上 G含 量 的最 大 值 可 占 此 鏈 堿 基 總 數(shù) 的 多 少 ？40% 化 學 組成 單 位雙螺旋結(jié)構(gòu) 基 本 單 位 脫 氧 核 苷 酸種 類 四 種主 要特 點堿 基 互 補 配 對原 則DNA分 子 的 多 樣 性 和 特 異 性 由 兩 條 反 向 平 行 的 脫 氧 核 苷 酸 長 鏈盤 旋 而 成 。 外 側(cè) 由 脫 氧 核 糖 和 磷 酸 交 替 連 接 構(gòu)成 基 本 骨 架 ， 堿 基 排 列 在 內(nèi) 側(cè) 。 DNA分 子 兩 條 鏈 上 的 堿 基 通 過 氫 鍵連 接 成 堿 基 對 。堿 基 4種 、 堿 基 對 2種 、 排列 順 序 不 同A A C C G GA TT T G G C C T A結(jié) 構(gòu) 1、 某 雙 鏈 DNA分 子 的 堿 基 中 ， 鳥 嘌 呤占 30%， 則 胸 腺 嘧 啶 為 _2、 一 個 DNA分 子 的 堿 基 中 ， 腺 嘌 呤 占20%， 那 么 在 含 有 100個 堿 基 對 的 DNA分子 中 ， 胞 嘧 啶 應 是 _3、 DNA分 子 的 一 條 單 鏈 中 ， A=20%，T=22%， 求 整 個 DNA分 子 中 G= _ 20% 60個 29% 5.已 知 在 DNA分 子 中 的 一 條 單 鏈 (A+G)/(T+C)= m 時 ,求 :(1)在 另 一 互 補 鏈 中 這 一 比 例 是 多 少 ? 1/m(2) 這 個 比 例 關(guān) 系 在 整 個 分 子 中 又 是 多 少 ?1(3)在 另 一 互 補 鏈 中 這 一 比 例 是 多 少 ? n(4)這 個 比 例 在 整 個 DNA分 子 中 又 是 多 少 ? n當 在 一 單 鏈 中 ,如 果 (A+T)/(G+C)=n 時 ,求 : 6.從 某 生 物 組 織 中 提 取 DNA進 行 分 析 ,其四 種 堿 基 數(shù) 的 比 例 是 鳥 嘌 呤 與 胞 嘧 啶 之和 占 全 部 堿 基 數(shù) 的 46% ,又 知 DNA的 一 條鏈 (H鏈 )所 含 的 堿 基 中 28%是 腺 嘌 呤 ,問與 H鏈 相 對 應 的 另 一 條 鏈 中 腺 嘌 呤 占 該鏈 全 部 堿 基 數(shù) 的 ( ) 、 26% 、 24% 、 14% 、 11%A 7、 沃 森 和 克 里 克 于 年 提 出 了 著 名 的 模 型 ， 為 合 理 地 解 釋 遺 傳 物 質(zhì) 的 奠 定 了 基 礎 。8、 DNA又 稱 ， 組 成 它 的 基 本 單 位 是 （ 由 一 分 子 、 一 分 子 、一 分 子 組 成 ） 。 組 成 DNA的 堿 基 共 有 種（ 符 號 表 示 為 ） ， 脫 氧 核 苷 共 有 種 （ 名 稱 是 、 、 、 ） 。1953 DNA雙 螺 旋各 種 功 能脫 氧 核 糖 核 酸脫 氧 核 苷 酸 磷 酸 脫 氧 核 糖含 氮 堿 基 4A T G C 4胞 嘧 啶 脫 氧 核 苷 酸腺 嘌 呤 脫 氧 核 苷 酸 鳥 嘌 呤 脫 氧 核 苷 酸胸 腺 嘧 啶 脫 氧 核 苷 酸 9、 下 圖 是 DNA分 子 結(jié) 構(gòu) 模 式 圖 ， 用 文 字 填 出 110的 名 稱 。PP PP ACTG 1234 5 6789101 23 45 67 89 10胞 嘧 啶 （ C） 腺 嘌 呤 （ A）鳥 嘌 呤 （ G） 胸 腺 嘧 啶 （ T）脫 氧 核 糖 磷 酸胸 腺 嘧 啶 脫 氧 核 苷 酸 堿 基 對氫 鍵 一 條 脫 氧 核 苷 酸 鏈 的 片 段