轮复习DNA分子的结构与复VIP

第三章第2讲DNA分子的结构和复制,核酸的结构和功能,1.核酸是生物的遗传物质，因主要存在于细胞核中呈酸性而得名。2.包括DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种。3.DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是极少数不含DNA的病毒的遗传物质。4.化学元素组成：C、H、O、N、P5.基本组成单位：核苷酸,DNA脱氧（核糖）核苷酸,RNA核糖核苷酸,回顾：,和的比较,判断下列生物中所含核苷酸的种类与数量：噬菌体：()种，为核苷酸烟草花叶病毒：()种，为核苷酸烟草细胞：()种，为核苷酸,核糖,脱氧(核糖),4,4,8,4种脱氧(核糖),4种核糖核苷酸,问题回顾：,4、构成DNA的核苷酸有几种？,问题讨论：,1、构成DNA的碱基有几种？,3、构成核酸的碱基有几种？,5、构成RNA的核苷酸有几种？,6、构成核酸的核苷酸有几种？,2、构成RNA的碱基有几种？,(4),(8),(4),(4),(5),(4),一、DNA分子的结构,复习目标导航,1.识记DNA分子的基本组成单位及其化学组成2.理解DNA分子结构及特点3.理解DNA分子的复制过程及意义4.掌握碱基互补配对原则并熟练计算,一、DNA分子的结构,1.化学组成：,由4种脱氧核苷酸组成的一种高分子化合物。,DNA的化学组成（1）,脱氧核糖,碱基,磷酸,A,G,C,T,基本单位脱氧核苷酸,1,2,3,4,5,DNA的化学结构（2）,连接,3-5磷酸二酯键,氢键,5,5,3,3,问题：DNA分子的空间结构有哪些特点呢？,沃森和克里克认为：DNA分子的空间结构是规则的双螺旋结构。,2、DNA的立体结构：,DNA分子空间结构主要特点,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,结构特点：,1、每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构2、脱氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不变3、碱基之间的氢键维持了双螺旋结构的稳定4、DNA分子两条链之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则5、每个特定DNA分子碱基对的数量和顺序不变,稳定性:,特异性:,多样性:,碱基对的排列顺序千变万化,每个特定的DNA分子中都是特定的碱基对排列顺序,DNA的结构：5种元素3类物质4种基本单位2条链1种结构,（1）每个DNA片段中，游离的磷酸基团有个。（2）之间的数量关系。（3）和之间的化学键为键，用限制性核酸内切酶处理可切断，用酶处理可连接。（4）碱基对之间的连接方式为键，可用酶断裂，也可加热断裂。（5）每个脱氧核糖连接着个磷酸，分别在号碳原子上相连接。,2,111,磷酸二酯,DNA连接,氢,解旋,2,3号、5,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：A1T2，A2T1，G1C2，G2C1。则在DNA双链中：AT，GC,可引申为：,A+G=T+C或A+C=T+G,考点二DNA中碱基数量的计算,=,=,或,或,非互补碱基,例题2、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DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。,例题1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？,2.5；1,非互补碱基,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,互补碱基,双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。,例题3、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%,AT=54%G+C=46%,：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）/（C+G）的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。：，则。：若已知A占双链的比例=c%，则A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为，最小值为。,2c%,0,：由碱基种类及比例判断核酸的种类：,（1）若有U无T,则为RNA。（2）若有T无U,则为DNA。双链DNA中A=T、G=C，单链DNA中AT、GC，也可能A=T、G=C。,：在双链DNA及其转录的RNA之间，有：DNA中一条链中A1+T1=A2+T2=RNA分子中的(A+U)=12DNA双链中(A+T),1.若DNA分子的一条链中(AT)/(CG)=a，则和该DNA单链互补的单链片段中(AT)/(CG)的比值为AaB1/aC1D1-1/a2.一段多核苷酸链中的碱基组成为：35的A、20的C、35的G、10的T。它是一段A双链DNAB单链DNAC双链RNAD单链RNA,A,B,评价反馈练习,3.在双链DNA分子中，当(A+G)/(T+C)在一条多脱氧核苷酸链上的比例为0.4时，则在另一互补链和整个DNA中，这种比例分别是0.4，1B.1，1C.0.6，1D.2.5，14.由120个碱基对组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达120B.1204C.460D.4120,D,D,二、DNA半保留复制的实验证据,思考以下问题：1、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养的？2、然后转移到什么培养基中培养的？3、如果是半保留复制的，离心后应该出现几条带？4、三条带离心后在试管中的分布如何？5、实验结论是什么？,（一）DNA复制的研究方法、过程和条件1.研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法，常标记3H、15N、32P，通过离心在试管中形成不同位置。2.DNA复制的过程,方法规律：（1）探究DNA复制的方法和原理方法：同位素标记法。原理：根据DNA分子比重不同，借助离心技术，通过离心后DNA在试管中位置确定复制方式。（2）结果分析已知某一被15N标记的DNA分子（亲代），转移到含有14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：,DNA分子半保留复制的实验证据：,我们采用假设方法：1.假设是全保留复制2.假设是分散复制3.假设是半保留复制,假设是全保留复制：,如果,说明,如果,说明,假设是分散复制：,如果,说明,假设是半保留复制：,实际实验结果是：,DNA半保留复制,重带,中带,轻带,中带,亲代DNA,第一代DNA,第二代DNA,亲代(第一代),第二代,第三代,第四代,15N,14N,解旋酶催化,解旋：,模板,（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行碱基配对）,复制:,以母链为模板进行碱基配对,母链（旧链）子链（新链）,复制后的DNA:,同时进行,复制过程:,（1）解旋：利用细胞提供的能量，在酶的作用下，两条螺旋的双链解开。（2）合成子链：以DNA分子的为模板，在DNA酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种为原料，按碱基互补配对原则合成互补的子链。（3）形成子代DNA：每条新链（子链）与其对应的模板链（母链）盘绕成双螺旋结构。子代DNA分子中模板链与另一DNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起。,提醒,解旋,两条母链,聚合,脱氧核苷酸,基因突变,（4）DNA复制的条件影响细胞呼吸（ATP供给）的所有因素都可能影响DNA复制。体外也可进行，即PCR扩增技术，除满足上述条件外，还应注意温度、pH的控制及引物的加入。,提醒,（6）DNA复制的原则碱基互补配对原则,（5）DNA复制的特点半保留复制边解旋边复制多起点复制半不连续复制双向复制,（7）DNA复制的结果：,（8）DNA准确复制的原因：,独特的双螺旋结构为复制提供模板碱基互补配对原则使复制准确无误,（9）DNA复制的意义：,使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性，,对位训练6.下列有关DNA分子复制的叙述，正确的是（）A.DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸B.在复制过程中，解旋和复制是同时进行的C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子,B,)复制n次后DNA个数:,2n（n=复制次数）,2）含母链的DNA数量及比例：,22,2个,DNA复制有关计算规律总结,22n2,3）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比：,4）复制n次消耗原料的量：,a(2n),5）复制第n次消耗原料的量：,a(2n),5）DNA分子复制与染色体复制的关系：,DNA分子,染色体复制,注意：解题时看清是一个DNA分子被标记还是所有DNA分子被标记。,补充：,例题：下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是()A图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率,1.一个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,评价反馈练习,2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ABCD,C,3一个双链DNA分子为第一代，经过3次自我复制，在第四代DNA分子中，共有条脱氧核苷酸长链，有条第一代脱氧核苷酸的长链A2B4C8D16,D,A,4、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，子代中含15N的DNA占（）A1/16B1/8C1/4D1/2,B,三、基因是有遗传效应的DNA片段1.基因：的DNA片段，是决定的基本单位。2.遗传信息：指基因中的排列顺序。3.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系是DNA的是主要的遗传物质DNA（基因）的基本组成单位,染色体,DNA,基因,控制生物性状的基本单位，携带遗传信息。主要存在于上，少量存在于和中,脱氧核苷酸,有遗传效应,生物性,状,脱氧核苷酸,主要载体,染色体,叶绿体,线粒体,4.四种结构或物质之间的包含关系及数量关系：DNA中既包括基因片段还包括非基因片段，所以构成基因的碱基总数小于构成DNA分子的碱基总数。显性基因D和隐性基因d的根本区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同。,提醒：,题组一：DNA分子中的碱基比例的相关计算1.下图示DNA分子复制的片段，图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是（）A.a和c的碱基序列互补B.b和c的碱基序列相同C.a链中（A+T）/（G+C）的比值与b链中同项比值不同D.a链中（A+T）/（G+C）的比值与c链中同项比值相同,随堂过关检测,D,2.在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的（）A.24%B.22%C.26%D.23%解析双链DNA中，A+T占全部碱基总数的54%，则一条单链中A+T占该链碱基总数的54%，按下面的图示分析：,A,题组二：DNA半保留复制特点的应用3.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、含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（）A.1/2，7/8，1/4B.1/4，1，1/8C.1/4，7/8，1/8D.1/8，1，1/8解析用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，则产生的DNA分子共有23=8个，共有16条脱氧核苷酸链，其中含有15N的DNA分子有2个，含有15N的脱氧核苷酸链有2条，含14N的DNA分子为8个，含14N的脱氧核苷酸链有16-2=14条。,B,4.DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G。推测“P”可能是（）A.胸腺嘧啶B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D.胞嘧啶解析根据半保留复制的特点，DNA分子经过两次复制后，突变链形成的两个DNA分子中含有UA、AT碱基对，而另一条正常链形成的两个DNA分子中含有GC、CG碱基对，因此替换的可能是G，也可能是C。,D,题组三：DNA分子的结构及特点5.关于下面概念图的叙述不正确的是（多选）()A.A是脱氧核糖B.G是氨基酸C.D在E中的排列顺序代表遗传信息D.F的基本组成单位是图中的解析E是F中有遗传效应的片段，F和E的基本单位都是D。,BD,6.如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意