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- 2021-09-24 发布
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第二节 DNA分子的结构
Content
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者:
。
2.构建过程
沃森和克里克
DNA的X射线衍射
A、G、C、T
螺旋
碱基
磷酸—脱氧核糖骨架
碱基
A=T,G=C
A与T
G与C
二、DNA分子的结构
1.DNA的结构层次
基本组成元素:
基本组成物质:磷酸、
、含氮碱基
基本组成单位:
(4种)
DNA单链:脱氧核苷酸链
两条
DNA双链:DNA
结构
双螺旋
C、H、O、N、P
脱氧核糖
脱氧核苷酸
2.DNA分子双螺旋结构的特点
(1)一条脱氧核苷酸链的特点
a.碱基位置:排列在
。
b.基本骨架:
和
交替连接排列在外侧。
(2)两条脱氧核苷酸链的特点
a.位置关系:
。
b.连接方式:按照
原则相连,即
一定与T(胸腺嘧啶)配对,
一定与C(胞嘧啶)配对。
(3)空间结构:规则的
结构。
双螺旋
内侧
脱氧核糖
磷酸
反向平行
碱基互补配对
A(腺嘌呤)
G(鸟嘌呤)
Content
学点一 DNA分子的结构
1.结构单位:脱氧核苷酸(4种)
Content
2.平面结构
(1)一条脱氧核苷酸链:由一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖上的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成化学键(3,5—磷酸二酯键)相连接。如图1所示:
两链之间有碱基对:A一定与T配对,两碱基之间形成两个氢键;G一定与C配对,两碱基之间形成三个氢键。如图2所示:
图1
图2
Content
3.立体结构——规则的双螺旋
两条长链反向平行盘旋形成规则的双螺旋结构:
(1)两条链反向平行;
(2)脱氧核糖与磷酸交替连接,排列在外侧;
(3)碱基排列在内侧,且遵循碱基互补配对原则。如图所示:
Content
【例1】
在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基A与T是通过下列哪种结构
连接起来的 ( )
A.氢键 B.—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—
C.肽键 D.—磷酸—脱氧核糖—磷酸—
B
【解析】同一条脱氧苷酸链中的相邻碱基A与T通过
“—
脱氧核糖
—
磷酸
—
脱氧核糖
—”
连接,如图所示。
Content
1.脱氧核苷酸是由
、
和
组成的。
2.相邻的脱氧核苷酸通过形成
相互连接。
1.由一对氢键连接的脱氧核苷酸,已知它的结构中有一个腺嘌呤,则它
的其他组成应是 ( )
A.3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶
B.2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶
C.2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶
D.2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
磷酸二酯键
C
Content
学点二 双链DNA分子中碱基数量的关系
1.DNA分子中两条链上的全部碱基数相等;在整个DNA分子中,A=T、G=C。
2.DNA分子两条链之间存在着A
1
=T
2
,T
1
=A
2
,G
1
=C
2
,C
1
=G
2
的关系。
3.互补碱基之和的比值
即:在已知链、互补链和整个DNA分子中相等。
Content
4.互补碱基所占比例
A
1
+T
1
在a链中所占的比例等于A
2
+T
2
在b链中所占的比例,等于A
1
+T
1
+A
2
+T
2
在整个DNA分子中所占的比例。
Content
【例2】
从某生物组织中提取DNA进行分析,其中鸟嘌呤与胞嘧啶之
和占全部碱基数的46%,又知该DNA的一条链(H链)所含的
碱基中28%是腺嘌呤,则与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该
链全部碱基数的 ( )
A.26% B.24% C.14% D.11%
A
【解析】由DNA分子中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,知DNA分子中腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数的54%。进一步可知,H链中腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占该链全部碱基的54%,H链中胸腺嘧啶占该链碱基总数的26%。另一条链中的腺嘌呤与该链的胸腺嘧啶配对,所占比例相同,为26%。
Content
由于组成双链DNA分子的碱基互补配对,所以在双链DNA分子中A=
,G=
。
2.如果有人给你一种单链DNA的样品,你不相信,于是你对样品做了核
苷酸组成分析,以下能证明你的样品是单链DNA的数据是 ( )
A.38%A,12%C,12%G,38%U
B.22%A,32%C,17%G,29%U
C.22%A,32%C,17%G,29%T
D.38%A,12%C,12%G,38%T
C
T
C
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1.制作DNA双螺旋结构模型时应注意哪些问题?
(1)实验操作程序:按结构层次从小到大,从简单到复杂依次完成。
(2)制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型时注意各分子的大小比例。
(3)制作碱基模型时,应注意
a.A与T的一端应剪成相互吻合的形状,G与C也如此。
b.这两种碱基对模型的长度应相等,以保证DNA分子中两条平行链之间的距离相等。
(4)制作脱氧核苷酸长链模型时,应注意
a.两条链中的脱氧核苷酸的个数必须相等。
b.两条长链并排时,必须保证碱基之间能够相互配对。
c.两条长链走向相反。
(5)旋转平面结构成立体结构时,如果发现某结构部件有扭曲现象,应加以矫正。
(6)整个制作过程中,各零件之间的连接应保持足够的牢固性,以免旋转时零件脱落。
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2.利用所学知识尝试构建本学案三维知识体系