《DNA分子的结构》PPT课件.ppt

DNA分子的结构 T脱氧核苷酸 碱基 A G C 磷酸 脱氧核糖 A C T 腺嘌呤脱氧核苷酸 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 G 脱氧核苷酸的种类 一条脱氧核苷酸链 A A A T T T G G G G C C C A T C DNA分子结构主要特点 1 DNA分子结构主要特点 DNA分子是有条链组成 盘旋成结构 交替连接 排列在外侧 构成基本骨架 排列在内侧 碱基通过连接成碱基对 并遵循原则 反向平行 双螺旋 脱氧核糖和磷酸 碱基对 氢键 碱基互补配对 2 二 DNA模型分析 2 DNA的多样性 A A A T T T G G G G C C C A T C 两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的 长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的 两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的 长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的 DNA分子的特异性就体现在特定的碱基 对 排列顺序中 思考 研究表明 DNA结构的稳定性与四种碱基的含量有关 G和C的含量越多 DNA的结构就越稳定 基本骨架为磷酸和脱氧核糖交替排列 两链反向平行 有两个游离的磷酸基团 具有稳定性 多样性 特异性 DNA的复制 最早提出的DNA复制模型有二种 一 对DNA复制的推测 1 全保留复制 新复制出的分子直接形成 完全没有旧的部分 2 半保留复制 形成的分子一半是新的 一半是旧的 沃森和克里克推测是半保留复制模型 亲代DNA 子代DNA 1 按照半保留复制的原理请大家思考 右边的亲代DNA复制一次和复制二次后 其子代DNA的组成是怎么样的 用红色表示新形成的链 请同学思考下列问题 2 要用实验来验证这一结论 我们需要对旧链和新链进行区分 结合第一节的知识 想一想我们怎样区分他们 3 若以15N来标记亲代细胞DNA的两条链 然后放在含14N的培养基中培养 子一代 子二代DNA分别含哪种元素 4 选择什么观察指标来说明本实验的假设正确与否 5 若假设正确 离心后亲代 子一代 子二代DNA会怎么分布 子一代 子二代 亲代 6 如果不断地复制下去 每一次自制后都离心 离心的结果会不会有变化 二 DNA半保留复制的实验证据 见教材 三 DNA复制的过程 思考如下问题 DNA分子的复制小结 边解旋边复制 解旋酶 聚合酶等 能够准确复制的原因是什么 DNA具有独特的双螺旋结构 能为复制提供模板 碱基具有互补配对的能力 能使复制准确无误 基因的表达 P140 一 什么是基因 基因是具有遗传效应的DNA片段 是决定生物性状的基本单位 第三节基因的表达 1 基因和染色体的关系 基因在染色体上 并且在染色体呈线性排列 染色体是基因的主要载体 果蝇某一条染色体上的几个基因 2 基因与DNA的关系 整个DNA分子中都是由基因构成的吗 基因是有遗传效应的DNA片段 基因与DNA和染色体以及脱氧核苷酸间的关系 染色体 基因1 基因2 非编码区编码区非编码区 下图中a d表示果蝇X染色体上的几个基因 原核基因 3 基因和性状的关系 基因控制生物的性状 基因是决定生物性状的基本单位 结构单位和功能单位 4 基因和脱氧核苷酸的关系 每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸 5 基因和遗传信息的关系 基因中的脱氧核苷酸 碱基对 排列顺序代表遗传信息不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序 例如 豌豆的高茎基因D和矮茎基因d含有不同的脱氧核苷酸排列顺序 DNA的基本组成单位是什么 基因的基本组成单位是什么 二 基因控制蛋白质合成 1 基因的基本功能 1 通过自我复制 在传种接代中传递遗传信息 2 通过转录 翻译 在后代个体发育过程中 表达遗传信息 2 什么是表达遗传信息 3 RNA的种类 组成核糖体 rRNA 核糖体RNA 运输氨基酸 tRNA 转运RNA 把DNA的遗传信息传递给蛋白质 mRNA 信使RNA 功能 结构特点 名称 单链 单链 单链 3 RNA的种类和功能 把DNA的遗传信息传递给蛋白质 运输氨基酸 和蛋白质共同组成核糖体 mRNAmRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做密码子 密码子的特点 一种密码子只对应一种氨基酸 一种氨基酸可有一种或多种密码子 简并性 一种氨基酸具有两个或多个密码子的现象称为密码子的简并性 对应于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子 起始密码可以编码氨基酸 终止密码不编码氨基酸 通用性 自然界中的各种生物共用一套密码子表 tRNA 转运RNA tRNA 含有反密码子 一个转运RNA只能携带一种特定的氨基酸 细胞中的转运RNA至少有种 61 异亮氨酸 AUA 5 转录地点 模板 原料 条件 原则 产物 主要在细胞核 DNA的一条链 4种核糖核苷酸 遵循碱基互补配对原则A T G C UACG 转录 在细胞核内以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RNA的过程 RNA聚合酶 ATP 6 翻译 场所 原料 模板 条件 原则 产物 核糖体 氨基酸 mRNA tRNA 酶 能量 碱基互补配对原则 A UU AC GG C 多肽 翻译 在核糖体上 以信使RNA为模板 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 核糖体 脱水缩合 甲硫氨酸 通常一个mRNA同时结合多个核糖体 进行多个肽链的合成 A C U G G A U C U mRNA 转录 翻译 蛋白质 mRNA 遗传密码 ACUGGAUCU DNA双链 A C T G G A T C TT G A C C T A G A tRNA 反密码子 U G AC C UA G A 下图为原核细胞中转录 翻译的示意图 据图判断 下列描述中不正确的是A 图中表示4条多肽链正在合成B 转录尚未结束 翻译即已开始C 每个核糖体各自在完成一条多肽链的翻译D 一个基因在短时间内可表达出多条多肽链 逆转录 三 遗传信息流 中心法则 遗传信息可以从DNA流向DNA 即完成DNA的自我复制过程 遗传信息也可以从DNA流向RNA 进而流向蛋白质 即完成遗传信息的转录和翻译过程 在某些病毒中 RNA也可以自我复制 并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中 RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA 在某些病毒中 RNA也可以自我复制 并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中 RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA 逆转录病毒 劳斯肿瘤病毒 HIV病毒RNA DNA RNA 蛋白质 RNA自我复制的病毒 烟草花叶病毒RNA正链 RNA负链 RNA正链 转录 转录 逆转录 转录 翻译 中心法则补充 HIV病毒 逆转录病毒 RNA病毒 逆转录 DNA自我复制 转录 翻译 RNA自我复制 转录 翻译 组装 下图为一组模拟实验 假设实验能正常进行且四支试管中都有产物生成 请回答 四 基因对性状的控制 1 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程 从而控制生物的性状 如 酪氨酸酶与白化病 食物中的蛋白质经消化 吸收和水解后产生出苯丙氨酸 首先苯丙氨酸在 1 苯丙氨酸羟化酶的作用下变成酪氨酸 然后酪氨酸转化为3 4双羟苯丙氨酸 3 4双羟苯丙氨酸在 2 酪氨酸酶的作用下 可以生成黑色素 2 基因通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状 例如 镰刀型细胞贫血症 DNA的粗提取与鉴定 实验原理 1 NaCl的物质的量浓度为0 14mol L时 DNA的溶解度最低 2 DNA不溶于酒精溶液 3 DNA遇二苯胺 沸水浴 会染成蓝色 1 胀破细胞 得DNA溶液 1 鸡血细胞液5 10ml 加入蒸馏水20ml 使血细胞加速破裂 过滤 取其滤液 2 溶解细胞核内的DNA将物质的量浓度为2mol l的氯化钠溶液40ml加入到滤液中 搅拌使其混合均匀 这时DNA在溶液中呈溶解状态 2 析出含DNA的黏稠物沿烧杯内壁缓缓加入蒸馏水 同时轻轻搅拌 这时会有丝状物出现 随着蒸馏水的加入逐渐增多 一直到氯化钠浓度约为0 14mol l时 不再继续增加 实验步骤 3 第二次析出DNA的黏稠物 1 所得DNA加入2mol l的氯化钠溶液20ml 使其溶解 2 过滤 取其滤液 DNA溶于滤液中 3 加入冷却的酒精溶液50ml 溶液中出现杂质较少的丝状物 它的主要成分就是DNA DNA的鉴定用二苯胺 沸水浴 鉴定 DNA遇二苯胺会变蓝色 两次加入蒸馏水的作用一样吗 DNA的直径约为2nm 实验中出现的丝状物的粗细是否就表示一个DNA分子直径的大小 计算 DNA复制过程的同位素标记 若用32P标记亲代DNA 则经过n次复制后 子代DNA有 个子代DNA中含32P的DNA 个 占子代DNA的子代DNA中含32P的链占子代DNA链的 2n 2 2 2n 1 2n DNA分子经n次复制后 需要某游离脱氧核苷酸 m 数 DNA分子完成第n次复制后 需要某游离脱氧核苷酸 m 数 2n 1 m 2n 1 m 碱基互补配对规律的计算 一 A T G C 仅适用于DNA中 二 不配对碱基和 1 一半规律 A G A C T G T C 50 仅适用于DNA中 2 三不同规律 T2 C2 A1 G1 T1 C1 A2 G2 a 1 a DNA中 三 配对碱基和 四同规律 b 甲生物核酸的碱基组成为 嘌呤占46 嘧啶占54 乙生物遗传物质的碱基组成为 嘌呤占34 嘧啶占66 则一下分别表示甲乙生物正确的是 A蓝藻变形虫BT2噬菌体豌豆C硝化细菌绵羊D肺炎双球菌烟草花叶病毒 思考2 在一个DNA分子中 腺瞟呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42 若其中一条链中的胞嘧啶占该链碱基总数的24 胸腺嘧啶占30 那么在其互补链上 胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占 A 12 34 B 21 24 C 34 12 D 58 30 C 1 有关蛋白质计算问题 氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系计算DNA 基因 信使RNA蛋白质碱基数6 碱基数3 氨基酸数1 编码蛋白质的基因所含的碱基数 例1 一条多肽链上有氨基酸300个 则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录信使RNA的DNA分子至少要有碱基多少个A 300 600B 900 1800 C 900 900D 600 900 B 基因碱基数 mRNA碱基数 氨基酸数 6 3 1 不考虑非编码区和内含子 蛋白质类的计算归类 例2 09年上海 某条多肽的相对分子质量为2778 若氨基酸的平均相对分子质量为110 如考虑终止密码子 则编码该