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第二節
《DNA分子的結構 》
第三章《基因的本質 》
2、構建者：美國生物學家沃森（左）和
英國物理學家克里克（右）。
一、DNA雙螺旋結構模型的構建
1、模型名稱：
DNA雙螺旋結構模型
3、構建依據及過程 常用方法：X射線晶體衍射法
衍射圖譜
A
T
C
G
螺旋
外
外
內
相同
A=T
G=C
T
C
1953年，美國科學家沃森和英國科學家克里克共同提出了DNA分子的雙螺旋結構模型。
否定
DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有 四種堿基
（1）同一生物的不同組織的DNA堿基組成相同；
（2）幾乎所有生物的DNA，
腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，
鳥嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。
（3）不同生物來源的DNA堿基組成比例不同，表現為A+T/G+C的比值不同。
奧地利著名生物化學家查哥夫研究成果：
它標志著生物學的研究進入分子水平。
1953年，美國科學家沃森和英國科學家克里克共同提出了DNA分子的雙螺旋結構模型。
構建物理模型
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年諾貝爾醫學生理學獎。
左一：威爾金斯 左三：克里克 左五：沃森
早凋的“科學玫瑰” －－富蘭克林
她和同事威爾金斯
在1951年率先采用X射線衍射技術拍攝到DＮＡ晶體照片，
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）
為推算出DNA分子呈螺旋結構的結論，提供了決定性的實驗依據。
DNA衍射圖譜
切記：不屬于物理模型，
1、DNA的結構層次：
基本組成單位:脫氧核苷酸
二、DNA分子的結構
組成元素:C、H、O、N、P
脫氧核苷酸鏈
兩條鏈盤旋成雙螺旋結構，構成1個具有一定空間結構的DNA分子
許多個4種脫氧核苷酸連接成
單鏈
雙 鏈
氫鍵
平面結構
立體結構
或空間結構
A
T
A
G
C
T
C
G
　
下面是DNA的分子的結構模式圖，說出圖中1－10的名稱
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
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
2、DNA雙螺旋結構的主要特點
（1）DNA分子是由兩條脫氧核苷酸長鏈組成的，
這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構
（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
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和T之間兩個氫鍵、C和G之間三個氫鍵。
理解：DNA分子的兩條鏈是反向平行的。
DNA一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，這一端稱為5`-端，另一端有一個羥基（-OH），稱為3`-端。
DNA的兩條單鏈走向相反，從雙鏈的一端起始，一條單鏈是從5`-端到3`-端，另一條鏈則是從3`-端到5`-端
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
1、雙鏈DNA中多數脫氧核糖連接（ ）個磷酸，多數磷酸連接（ ）個脫氧核糖
2、雙鏈DNA有（ ）游離的磷酸基團
4、兩條鏈之間的堿基通過（ ）直接相連
3、一條鏈中相鄰堿基通過（ ）相連
分析雙鏈DNA
2
2
2
脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖
氫鍵
5、DNA分子中氫鍵越多，DNA結構越穩定。
即C-G堿基對所占比例越大，DNA越穩定
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
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。內側堿基互補配對原則不變（穩定性）
長鏈中的堿基（對）的排列順序是千變萬化的。（多樣性）
你注意到了嗎？
每個DNA分子堿基（對）的排列順序又是特定的。（特異性）
1、多樣性：堿基對的排列順序的千變萬化，構成
了DNA分子的多樣性。
例、在生物體內，一個最短DNA分子也大約有4000
個堿基對，請同學們計算DNA分子有多少種？
4 種
4000
2、特異性：堿基對的特定排列順序，又構成了每一
個DNA分子的特異性.
堿基對的排列順序就代表了遺傳信息
生物體具有多樣性和特異性的根本原因：DNA的多樣性和特異性。
（直接原因-蛋白質分子的多樣性和特異性）
三、DNA分子的結構特性
3、穩定性：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。內側堿基互補配對原則不變
1、雙鏈DNA分子中：
∵A=T， G=C
∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50%（ DNA總堿基數）
兩個互補堿基相等
※任意兩個不互補堿基之和恒等且各占DNA總堿基數的50％
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA雙鏈
四、利用堿基互補配原則的計算規律
A +G
T +C
=
A +C
T +G
=
T +G
A +C
=
T +C
A +G
不互補堿基之和的比值等于1．
【例題1】某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？
【跟蹤訓練】
（1）、在一條雙鏈DNA分子中，腺嘌呤占35%，它所含的
胞嘧啶應占（ ）
A、 15% B、 30% C 、35% D 、70%
A
（2）、在雙鏈DNA中有鳥嘌呤P個，占全部堿基的比例為N / M （M＞2N），則該DNA分子中腺嘌呤的數目是（ ）
A 、 P B、（PM / N） + P
C、（PM / 2N）－P D 、 PM / 2N
C
2、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+T
G+C
A 2 +T 2
G 2 +C 2
A 1+T1
G 1+C1
=
=
= n
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA雙鏈
【跟蹤訓練】
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
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA雙鏈
A+T
A+T+G+C
A 2 +T 2 +G 2 +C 2
A 2 +T 2
=
A 1 +T 1 +G 1 +C 1
A 1 +T 1
=
3、雙鏈DNA分子中，A+T占整個DNA分子堿基總數的百
分比等于其中任何一條鏈中A+T占該鏈堿基總數的
百分比（G+C亦此）。
跟蹤訓練：
某雙鏈DNA片段中，A占23%，其中一條鏈中的C占該單鏈的24%，問另一條鏈中的C占多少？
30%
4、兩條鏈中A+G/T+C互為倒數。即兩不互補堿基之和的比值等于另一互補鏈中這一 比值的倒數.
1
n
A 2+G 2
T 2 +C2
=
T 1 +C 1
=
n
A1+G 1
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA雙鏈
【跟蹤訓練】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
【跟蹤訓練】DNA的一條鏈中，（G+T）/（A+C）=2，（A+T）/（G+C）=0.5，則該DNA分子中另一條互補鏈上同樣的堿基比例分別為：（ ）
A.2和2 B.0.5和0.5 C.2和0.5 D.0.5和2
B
5、不同生物的DNA分子中，其互補配對的堿基之和的
比值不同，代表了每種生物DNA分子的特異性。
（A+C）：（T+G）: ……=1不能反映種間差異。
（A+T）：（C+G）= 不同生物一般不同，
反映種間差異。
五、核酸種類的判斷
1、復習核酸的知識點
5‘
3‘
【注意點】：
1、注意核酸還是核苷酸
2、五碳糖還是脫氧核糖還是核糖
3、注意多糖、蛋白質等徹底水解產物為單體即基本單位，
但是核酸徹底水解產物并不是它的基本單位
4、注意DNA徹底水解產物6種化合物（其中5種有機物）
5、注意煙草花葉細胞、煙 草花葉細胞的遺傳物質、煙
草花葉病毒、噬菌體中含有的核酸 、核苷酸以及堿基
種類
6、區分DNA和RNA的方法：
1）.若有核糖，一定為（ ）；
若有脫氧核糖，一定為（ ）。
2）.若含有T，一定為（ ）；
若含有U，一定為（ ）。
3）.若含有T，且A≠T或嘌呤≠嘧啶，則為（ ），原因（ ）
4）.若嘌呤≠嘧啶，肯定不是（ ），
可能是（ ）
2、核酸種類的判斷
RNA
DNA
DNA
RNA
單鏈DNA
雙鏈DNA中A=T C=G,嘌呤=嘧啶
雙鏈DNA
可能是單鏈DNA，也可能是RNA，也可能是雙鏈DNA和RNA
六、科學 技術 社會
------“DNA指紋技術”
人的遺傳信息主要分布于染色體上的DNA中。兩個隨機個體具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指紋一樣用來識別身份，這種方法就是DNA指紋技術
應用DNA指紋技術時，首先需要用合適的酶將待檢測的樣品DNA切成片段，然后用電泳的方法將這些片段按大小分開，再經過一系列步驟，最后形成如右圖所示的DNA指紋圖。因為每個人的DNA指紋圖是獨一無二的，所以我們可以根據分析指紋圖的吻合程度來幫助確認身份。
在現代刑偵領域中，DNA指紋技術發揮著越來越重要的作用。只需要一滴血、精液或是一根頭發等樣品，刑偵人員就可以進行DNA指紋鑒定。你能從下面的DNA指紋圖判斷出懷疑對象中誰是罪犯嗎？此外，DNA指紋技術還可以用于親子鑒定、死者遺骸的鑒定等。
練習：
1、 某雙鏈DNA分子中，（A+T）/（G+C）=1.5則它的C占全部堿基的：
A.20% B.25% C. 30% D.35%
A
2、測的DNA分子一條單鏈中（A+T）/（G+C）
=0.7，在整個DNA分子中這種比例是——
A.1.43 B. 0.7 C. 0.5 D0.3
B
3、 根據堿基互補配對原則，且在數量上C≠A， 那么下列的四個式子中，正確的是——
A.（C+T ） / （ G+A ） =1
B. （ A+C ） / （ T+G ） ≠ 1
C. （ G+C ） / （ A+T ） =1
D. （ T+A ） / （ C+G ） =1
A
4、若DNA分子的一條鏈中(A＋T)/(C＋G)=a，則和該DNA單鏈互補的單鏈片段中
(A＋T)/(C＋G)的比值為[ ]
A．a B．1/a C．1 D．1-1/a
5、若DNA分子中一條鏈的堿基A∶C∶T∶G＝l∶2∶3∶4，則另一條鏈上A∶C∶T∶G的值為( )
A．l∶2∶3∶4　 　 B．3∶4∶l∶2 C．4∶3∶2∶1　 　 D．1∶3∶2∶4
A
B
6、由120個堿基對組成的DNA分子片段，可因其堿基對組成和序列不同攜帶不同的遺傳信息，其種類最多可達[ ]
120 B. 1204 C. 460 D. 4120
D

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