DNA分子结构与复制(复习课)

DNA分子的结构,中关村柱状的雕塑,雅典奥运会开幕的场景,1,2,3,4,5,A,G,T,C,二、DNA分子的结构,1、DNA的化学组成,DNA的基本单位脱氧核苷酸,DNA的组成元素CHONP,氢键,平面结构,立体结构,DNA分子的空间结构：规则的双螺旋结构,（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。,（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(A配T，G配C)。,DNA分子的结构特点,双链DNA分子中：,(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1,规律总结,A=T，G=C,A+G=T+C=A+C=T+G=50%,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1,1、在一条双链DNA分子中，腺嘌呤占35%，它所含的胞嘧啶应占（）A15%B30%C35%D70%,2、在双链DNA中有鸟嘌呤P个，占全部碱基的比例为N/M（M2N），则该DNA分子中腺嘌呤的数目是（）APB（PM/N）+PC（PM/2N）PDPM/2N,A,C,趁热打铁,A+G=T+C=A+C=T+G=50%,规律总结,非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中的比例为1，在两条互补链中互为倒数。如在一条链中=m,则在另一条互补链中=1/m,而在双链DNA分子中=1,互补碱基之和的比例在DNA分子及任何一条单链中都相等。如在一条链中在互补链及整个DNA分子中,规律总结,互补碱基之和在整个DNA分子及任何一条单链中所占比例相等。若在一条单链中A+T所占比例为m,那么另一条单链及整个DNA分子中A+T所占比例也为m。,规律总结：,T1+A1T1+A1+C1+G1,=m,=,3、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？4、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？,2.51,0.40.4,趁热打铁,5、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%,趁热打铁,过程解析：双链中A=T,A+T=46%,A1+T1=A2+T2=46%G2+C2=1-46%=54%已知C1=G2=24%C2=54%-24%=30%,24%,24%,?,DNA分子的特性：,多样性：,一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有种。,特异性：,不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。,稳定性：,中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性）,DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。,特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。,44000,DNA分子的复制,一、对DNA分子复制的推测：,沃森和克里克发表了DNA双螺旋模型之后不久，于同年又紧接着发表了DNA自我复制的假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。,二、DNA半保留复制的实验证据(选学),1958年,科学家,运用同位素示踪技术，以大肠杆菌为实验材料,设计了一个巧妙的实验。,科学家推测：如果DNA是以半保留的方式复制的，那么离心后应该出现三条DNA带：重带(最靠近试管底部)、杂交带(位置居中)、轻带(试管上部)。,1.概念：,2.时间：,三、DNA分子复制的过程,是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。,细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期,3.场所：,细胞核(主要)另：叶绿体线粒体,4.DNA分子复制的过程：,解旋,碱基配对(复制),螺旋化,解旋：,碱基配对：(复制),螺旋化:,DNA利用能量,在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。,以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等的作用下,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。,随着模板链的解旋,新合成的子链不断延伸。同时，每条新链与对应的模板链盘绕成双螺旋结构。一个DNA形成两个完全相同的子代DNA分子。,模板：,6.条件：,（亲代DNA分子的）两条母链。,细胞中游离的4种脱氧核苷酸。,ATP。,DNA解旋酶，DNA聚合酶等。,能量：,酶：,原料：,5.特点：,边解旋边复制；半保留复制,DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而使生物前后代保持了遗传信息的连续性。,7.DNA复制的意义：,DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。,8.DNA准确复制的原因：,（1）DNA分子数新合成的子代DNA分子数=2n个含有亲代DNA链的子代DNA分子数=2个不含亲代DNA链的子代DNA分子数=（2n-2）个（2）脱氧核苷酸链数子代DNA分子中数=2n+1条亲代脱氧核苷酸链数=2条新合成的脱氧核苷酸链数=（2n+1-2）条（3）消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数共m(2n-1)个,复制第n次需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n-1)个,规律总结：DNA分子复制中的相关计算,DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：,1将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例依次是()A1/4、1/16B1/4、1/8C1/2、1/4D1/8、1/8,B,趁热打铁,2(2008年上海生物)某个DNA片段由500对碱基组成，AT占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为