DNA的结构和复制理科.ppt

课前提问 1 噬菌体侵染细菌的实验步骤 阶段 3 遗传物质的特点 2 如果噬菌体DNA用放射性31P标记 请问 在正常细菌体内合成的子代噬菌体DNA中 是否全部含有放射性31P 二 DNA的结构和复制 一 DNA分子的结构 复习提问 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 脱氧核糖 含氮碱基 磷酸 A G C T DNA的基本单位 脱氧核苷酸 腺嘌呤 鸟嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 1 DNA的化学组成 脱氧核糖 含氮碱基 磷酸 脱氧核苷 脱氧核苷酸 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 四种脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 1 2 3 4 5 四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链 2 DNA分子的平面结构 氢键 5 3 5 3 3 DNA的空间结构 双螺旋结构 1953年 Watson沃森 Crick克里克提出DNA的双螺旋模型 为合理解释遗传物质的各种功能奠定了基础 面对DNA双螺旋模型的美国生物学家沃森 左 和英国生物物理学家克里克 右 沃森 克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖 左一 威尔金斯左三 克里克左五 沃森 DNA的空间结构 图的上半部分是以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的照片 图的下半部分是DNA的人工模型 从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构 DNA的结构模式图 从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构 放大 DNA的空间结构 A A A T T T G G G G C C C A T C 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 碱基对 另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对 形成碱基对 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对原则 A T G C 氢键 A A A T T T G G G G C C C A T C 1 DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的 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 碱基在内侧 3 两条链上的碱基通过氢键连结起来 形成碱基对 且遵循碱基互补配对原则 DNA双螺旋结构的主要特点 1 多样性 同学们尝试两个符号牌的排列方式 这两个符号牌可以写出相同符号A或B 又可以写成A和B 它们由左向右的书写类型有多少种 四种 AA BB AB BA 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 碱基对的排列顺序的千变万化 构成了DNA分子的多样性 2 特异性 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 稳定性 4 DNA分子的结构特性 4种 4000 生物体具有多样性和特异性的原因 1 碱基对的排列顺序的千变万化 多样性 2 碱基对的特定排列顺序 特异性 化学组成单位 双螺旋结构 基本单位 脱氧核苷酸 种类 四种 主要特点 碱基互补配对原则 DNA分子的多样性和特异性 由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成 外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 碱基排列在内侧 DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对 碱基4种 碱基对2种 排列顺序不同 结构 5 碱基互补配对原则应用 设DNA一条链为1链 互补链为2链 根据碱基互补配对原则 可知 A1 T2 A2 T1 G1 C2 G2 C1 则在DNA双链中 A T G C A A1 A2T T1 T2G G1 G2C C1 C2 有关DNA中的碱基计算 1 某双链DNA分子中 G占23 求A占多少 解析 因为DNA分子中 A G T C 所以 A 50 23 27 双链 嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A G T C即A G T C 1 2 51 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 0 40 4 双链DNA分子中A T G C等于其中任何一条链的A T G C 已知在DNA分子中的一条单链 A G T C m时 求 1 在另一互补链中这一比例是多少 1 m 2 这个比例关系在整个分子中又是多少 1 3 在另一互补链中这一比例是多少 n 4 这个比例在整个DNA分子中又是多少 n 当在一单链中 如果 A T G C n时 求 4 某双链DNA分子中 A与T之和占整个DNA碱基总数的54 其中一条链上G占该链碱基总数的22 求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量 24 6 从某生物组织中提取DNA进行分析 其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46 又知DNA的一条链 H链 所含的碱基中28 是腺嘌呤 问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 26 24 14 11 5 某DNA分子中A T占整个DNA分子碱基总数的34 其中一条链上的C占该链碱基总数的28 那么 对应的另一条互补链上的C占该链碱基总数的比例是多少 38 A 以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程 有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期 模板原料能量酶 边解旋边复制 半保留复制 保持了亲代与子代之间遗传信息的连续性 二 DNA分子复制 细胞核 主要 线粒体 叶绿体 母链 子链 一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子 这两个新的DNA分子 A 分别由两条母链和两条子链形成B 两条母链和两条子链随机结合而成C 分别由一条子链及一条母链结合而成D 一条子链与另一条子链的母链结合 C 下列关于DNA复制过程的正确顺序是 互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状结构 A B C D D 解旋 合成子链 模板 以母链为模板进行碱基互补配对 条件 原料 游离的4种脱氧核苷酸 能量 ATP 酶 解旋酶 聚合酶 连接酶等 过程 亲代DNA两条链中的每一条 既母链 结果 1分子DNA 2分子DNA 什么叫解旋 解旋的目的是什么 在ATP供能 解旋酶的作用下 DNA两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂 双螺旋的两条链解开的过程 目的 就是为复制提供准确的模板 解开的两条单链叫母链 什么叫 子链 复制一次能形成几条子链 以母链模板 以周围环境中游的4种脱氧核苷酸为原料 按照碱基互补配对原则 在有关酶的作用下 各自合成与母链互补的一段子链 复制一次形成两条子链 有人认为DNA复制就像洗相片一样 有一张底片就可以洗出许多相片来 这种说法对不对 为什么 与洗相片不同 因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的新的DNA分子 而是形成了一半新 一半旧的两个DNA分子 DNA准确复制的原因 DNA具有独特的双螺旋结构 能为复制提供精确的模板 碱基具有互补配对的能力 能够使复制准确无误 DNA分子的复制实质 意义 DNA通过复制 使遗传信息从亲代传给了子代 从而保证了物种的相对稳定性 保持了遗传信息的连续性 使得种族得以延续 答 复制是严格的 在正常情况下是不会发生差错的 但在内外因素的干扰下 也有可能在复制时发生差错 从而导致基因突变 亲代DNA分子 复制1次 复制2次 复制3次 4 8 2 21 22 23 半保留复制 一双链DNA分子在解旋时 一条链上的G变成C 则DNA分子经n次复制后 发生差错的DNA分子占 A1 2B1 2n 1 C1 2nD1 2n 1 A 一个DNA分子经过3次复制后 其新的DNA分子保留原来母链的占 A 1 2B 1 4C 1 8D 1 16 规律 DNA复制n次 后代就有2n个DNA分子 保留原来亲代DNA分子链的子代DNA分子永远是2个 B 用同位素32P标记某一噬菌体内的双链DNA分子 让其侵入大肠杆菌繁殖 最后释放出200个后代 则后代中含32P的噬菌体占总数的 A 2 B 1 C 0 5 D 50 B 例一双链DNA分子复制n次 形成子代DNA分子中 含有亲代母链的DNA分子 占子代DNA总数之比 例设一双链DNA分子有T为m个 求该DNA分子复制n次后 形成子代DNA分子需游离胸腺嘌碇数目为 2 2n 2nm m 具有100个碱基对的一个DNA片段 内含40个胸腺嘧啶 如果连续复制2次 需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 个 180 根据半保留复制和碱基互补配对原则 与复制有关的碱基计算 一个DNA连续复制n次后 共有多少个DNA 多少条脱氧核苷酸链 母链多少条 子链多少条 DNA分子数 2n 脱氧核苷酸链数 2n 1 母链数 子链数 2 2n 1 2 第一次复制 连续第二次复制 连续第n次复制 解 1 DNA的成分 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T 2 RNA的成分 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 尿嘧啶 U 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 DNA与RNA的对比 细胞核中 少量位于线粒体和叶绿体中 主要位于细胞质中 少量位于细胞核 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 A G C T A G C U 磷酸 磷酸 规则的双螺旋结构 碱基互补配对 基本上是单链 碱基有部分互补 部分区段是双链 通常为一种类型 贮存 传递和表达遗传信息 mRNA 转录 tRNA 运输氨基酸rRNA 核糖体组成部分 一个DNA的碱基A占碱基总数的a 碱基总数为m 连续复制n次后 共需要G多少个 因为A ma A T G C A T 2ma DNA复制n代后子链数 2n 1 2 DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤 2n 1