高中生物：第二节与第三节DNA的结构与复制课件人教版必修2.ppt

第二节dna分子的结构 沃森和克里克 一 dna双螺旋结构模型的构建 1 20世纪50年代科学界认识到dna的化学组成 一 dna双螺旋结构的构建 dna的基本组成元素有哪些 c h o n p dna的基本组成单位是什么 由哪几种物质组成 脱氧核苷酸 含氮碱基 脱氧核糖 磷酸 含氮碱基 a t g c 2 1951年威尔金斯展示了dna的x射线的衍射图谱 并且获得相关其数据 3 沃森和克里克提出dna双螺旋结构的初步构想 4 1952年查哥夫指出 腺嘌呤 a 的量总是等于胸腺嘧啶 t 的量 a t 鸟嘌呤 g 的量总是等于胞嘧啶 c 的量 g c 5 1953年沃森和克里克发表论文 核酸的分子结构模型 脱氧核糖核酸的一个结构模型 2 上述资料中涉及到那些学科的知识和方法 这对你理解生物科学的发展有什么启示 主要涉及了物理学 主要是晶体学 生物学 数学和分子生物学等学科的知识 涉及的方法主要有 x射线衍射结构分析方法 其中包括数学计算法 构建模型的方法等等 现代科学技术中许多成果的取得都是多学科交叉运用的结果 反过来 多学科交叉的运用 又会促进学科的发展 诞生新的边缘学科 如生物化学 生物物理学等 思考与讨论 要善于利用他人的研究成果和经验 要善于与他人交流和沟通 闪光的思想是在交流与撞击中获得的 研究小组成员在知识背景上最好是互补的 对所从事的研究要有兴趣和激情等 3 沃森和克里克默契配合 发现dna双螺旋结构的过程 作为科学家合作的研究的典范 在科学界传为佳话 他们的这种工作方式给予你那些启示 1 dna的基本组成元素有哪些 c h o n p 2 dna的基本组成单位是 脱氧核糖 含氮碱基 磷酸 a g c t 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 脱氧核苷酸 一 dna分子的化学组成 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核苷酸的种类 腺嘌呤脱氧核苷酸 1 dna分子是由两条链组成 这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 1 dna的双螺旋结构主要特点 2 dna分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 碱基排列在内侧 3 dna两条链上的碱基通过氢键按碱基互补配对原则连接成碱基对 氢键 平面结构 立体结构 二 dna分子的空间结构 规则的双螺旋结构 1 碱基互补原则 腺嘌呤 a 一定与胸腺嘧啶 t 配对 鸟嘌呤 g 一定与胞嘧啶 c 配对 碱基之间的这种一一对应的关系 叫做碱基互补配对原则 2 碱基互补配对原则及应用 碱基配对有几种方式 配对形成的氢键数相同吗 为什么一定是嘌呤和嘧啶配对 思考 a t t a g c c g 碱基对的特定排列顺序 又构成了每一个dna分子的特异性 3 dna分子的结构特性 1 多样性 碱基对的排列顺序的千变万化构成了dna分子的多样性 在生物体内 一个最短dna分子也大约有4000个碱基对 碱基对有 a t t a g c c g 请同学们计算dna分子有多少种 2 特异性 碱基对的排列顺序就代表了遗传信息 dna的多样性和特异性从分子水平上说明了生物体具有多样性和特异性的原因 3 稳定性 dna分子中在外侧脱氧核糖和磷酸交替连接排列不变 内侧碱基互补配对原则不变 双链dna分子中 a g t c a c t g t c a g t g a c a t g c a g t c a c t g 两个互补碱基相等 任意两个不互补碱基之和恒等且各占dna总碱基数的50 不互补碱基之和的比值等于1 2 应用 dna分子中有关碱基的计算 50 1 根据碱基互补配对原则 两条链的碱基数相等 各占碱基总数的50 2 在dna的一个单链中 a g t c 0 4 上述比例在其互补链和整个dna分子中分别是多少 3 若dna的一个单链中 a t g c 0 4 上述比例在其互补链和整个dna分子中分别是多少 练习 1 某双链dna分子中 鸟嘌呤占23 求腺嘌呤占多少 27 2 51 0 40 4 4 某双链dna片段中 a占23 其中一条链中的c占该单链的24 问另一条链中的c占多少 30 第三节dna的复制 一 对dna分子复制的推测 1 保留型复制 新复制出的分子直接形成 完全没有旧的部分 3 分散型复制 复制的两个分子同时含有的和新的部分 但其分配是随机组合的 2 半保留型复制 以双链dna的每一条链作为模板进行复制 因此形成的分子一半新 一半旧 沃森和克里克 1 概念 2 场所 细胞核 主要 线粒体 叶绿体原核生物的拟核和质粒 3 时期 有丝分裂间期 减数第一次分裂间期 细胞分裂间期 以亲代dna分子为模板合成子代dna的过程 二 dna的半保留复制 g 4 复制过程 2 复制 以母链为模板 利用游离的脱氧核苷酸为原料 按碱基互补配对原则 在dna聚合酶的催化下 合成子链 解旋与复制同时进行 5 复制的条件 1 模板 dna两条母链 2 原料 游离的四种脱氧核苷酸 3 能量 atp等 4 酶 dna解旋酶 dna聚合酶等 6 复制的特点 1 边解旋边复制 2 半保留复制 7 复制的精确性 规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则 8 复制的生物学意义 使遗传信息从亲代传给子代 传递遗传信息 保证了遗传信息的连续性 亲代dna分子 复制1次 复制2次 复制3次 4 8 2 21 22 23 四 dna复制有关计算规律总结 复制n次 2n 含亲代母链的dna分子数 2个不含亲代母链的dna分子数 2n 2 规律2 亲代dna分子经n次复制后 所需游离的脱氧核苷酸数为 所需游离的脱氧核苷酸数 r a 2n 1 其中a表示亲代dna的碱基数 n表示复制的次数 规律3 亲代dna分子第n次复制 所需游离的脱氧核苷酸数为 所需游离的脱氧核苷酸数 r a 2n 1 其中a表示亲代dna的碱基数 n表示复制的次数 1 图中一 二 三表示dna复制的过程 一表示 这一过程中 dna分子在 的作用下 两条扭成螺旋的长链开始 二表示 每条母链在 的作用下 链上的碱基按照 与周围环境中游离的 来配对 三表示 解旋 解旋酶 以母链为模板进行碱基配对 解开 dna聚合酶 碱基互补配对原则 脱氧核苷酸 形成两个新的dna分子 课堂练习 2 一个双链dna分子为第一代 经过3次自我复制 在第四代dna分子中 共有 条长链有 条第一代脱氧核苷酸的长链a 2b 4c 8d 16 d a 3 经15n标记的一个dna分子 放入14n的培养基中培养 经过4次复制后 子代dna中含15n的dna占 a1 16b1 8c1 4d1 2 b 4 下列关于dna复制过程中 正确顺序是 互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 dna分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构a b c d c 5 某双链dna分子共含有碱基1400个 其中一条链上 a t c g 2 5 问该dna分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶的数目 a 300个b 400个c 600个d 1200个 c 6 某一个dna分子的碱基总数中 腺嘌呤为200个 复制数次后 消耗周围环境含有腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个 该dna分子复制了几次 a3次b4次c5次d6次