DNA分子的结构和复制及相关计算

1、DNA分子的结构和复制及相关计算1. DNA的基本组成元素的基本组成元素:C、 H、 O、 N、P 2. DNA的基本单位是的基本单位是: 一、一、DNADNA分子的结构分子的结构1. DNA的基本组成元素的基本组成元素:C、 H、 O、 N、P 2. DNA的基本单位是的基本单位是: 一、一、DNADNA分子的结构分子的结构1脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸含氮碱基含氮碱基4325ACT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸G脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类AGCTATGC5353（1）DNA分子是由两分

2、子是由两条反向平行的脱氧核苷条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成酸长链盘旋成双螺旋结双螺旋结构构。（2）DNA分子中的脱分子中的脱氧核糖和磷酸交替连氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构接，排列在外侧，构成成基本骨架基本骨架；碱基在；碱基在内侧。内侧。（3）两条链上的碱基）两条链上的碱基通过通过氢键氢键连结起来，连结起来，形成碱基对，且遵循形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则碱基互补配对原则(A配配T，G配配C)。DNA分子的结构特点分子的结构特点AGCTATGC335DNADNA分子的特性：分子的特性：多样性：多样性：碱基对的排列方式碱基对的排列方式: :有有 种。种。特异性：特异性：稳定性：稳定性

3、：中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不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。变，两条链间碱基互补配对的原则不变。DNADNA分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。特定的特定的DNADNA分子具有特定的碱基排列顺序。分子具有特定的碱基排列顺序。4n双链双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基且不互补碱基之和的比值等于之和的比值等于1。( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+

4、C)=1A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2A=T， C=G A+G=T+C =A+C=T+G= 50%设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， G G1 1 = C = C2 2 ， G G2 2 =C =C1 1。则在则在DNADNA双链中：双链中： A = T A = T ， G = CG = C规律总结：规律总结：A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2双链双链DNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+C

5、互为互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一这一 比值的倒数比值的倒数.1nA 2+G 2T 2 +C2=T 1 +C 1=n A1+G 1A+TG+C= 1双链双链DNA分子中，分子中，A+T占整个占整个DNA分子碱基总数分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总占该链碱基总数的百分比。数的百分比。A+TA+T+G+C=A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2A 2 +T 2 +G 2 +C 2A 2 +T 2=A 1 +T 1 +G 1 +C 1A 1 +T 1=m%m%m%A+T

6、G+CA 2 +T 2G 2 +C 2A 1+T 1G 1+C 1=n=n双链双链DNA分子中分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的等于其中任何一条链的A+T/G+C。即两互补碱基之和的比值等于另一互补。即两互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一链中这一 比值。比值。=n不同生物的不同生物的DNADNA分子中，其互补配对的碱基之和分子中，其互补配对的碱基之和的比值不同，代表了每种生物的比值不同，代表了每种生物DNADNA分子的特异性。分子的特异性。 u（A+C）/（T+G）=1不能反映种间差异。不能反映种间差异。u（A+T）/（C+G）不同生物一般不同，）不同生物一般不同， 反映种间差异。反

7、映种间差异。解题方法解题方法:1.画图最直观画图最直观2.实施等量代换实施等量代换3.注意用脚码标注注意用脚码标注4.注意区分已知条件属于上述哪种情况注意区分已知条件属于上述哪种情况5.规律很多规律很多,不必硬记不必硬记,重在掌握解题方法重在掌握解题方法1 1、概念：、概念：2 2、时间：、时间：是指以亲代是指以亲代DNADNA为模板，合成为模板，合成子代子代DNADNA的过程。的过程。细胞有丝分裂的间期和减数细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期第一次分裂的间期3 3、场所：、场所：真核生物：真核生物：原核生物：原核生物：形成两个完全相同的形成两个完全相同的DNADNA分子分子模板：亲代模

8、板：亲代DNADNA的两条母链；的两条母链；原料：原料：4 4种脱氧核苷酸；种脱氧核苷酸；能量：能量：ATP;ATP;酶酶 ：DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。5 5、DNADNA分子复制分子复制时需何条件？时需何条件？ 6 6、DNADNA分子复制的特点分子复制的特点: :（1 1）边解旋边复制）边解旋边复制 （2 2）半保留复制）半保留复制 7 7、DNADNA准确复制的原因准确复制的原因? ?DNADNA具有独特的双螺旋结构，能为复制具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板。提供模板。通过碱基互补配对原则，保证了复制通过碱基互补配对原则，保证了复制能够准确的进行。

9、能够准确的进行。 DNADNA分子通过复制，使遗传信息分子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了遗传从亲代传给了子代，从而保证了遗传信息的连续性。信息的连续性。 8 8、DNADNA分子的复制的意义？分子的复制的意义？ DNA半保留复制1复制复制1 1次次复制复制2 2次次复制复制3 3次次22223根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则一个一个DNADNA连续复制连续复制n n次后，共有多少个次后，共有多少个DNADNA？多少条脱氧核？多少条脱氧核苷酸链？亲代苷酸链？亲代DNADNA链多少条？新合成的链多少条？含有亲代链多少条？新合成的链多少条？含有亲代D

10、NADNA链的子代有多少个？占所有子代链的子代有多少个？占所有子代DNADNA分子总数的多少？分子总数的多少？DNA分子数分子数=2n脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2n+1亲代亲代DNA链数链数=新合成的链数新合成的链数=22n+1 2 解析：所用知识为解析：所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”并图示分析。并图示分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：含有亲代含有亲代DNADNA链的子代链的

11、子代 = =2占所有子代占所有子代DNADNA分子总数的分子总数的2/2n双链双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%，且不互补碱，且不互补碱基之和的比值等于基之和的比值等于1。( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2A=T， C=G A+G=T+C =A+C=T+G= 50%设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补

12、配对原则可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， G G1 1 = C = C2 2 ， G G2 2 =C =C1 1。则在则在DNADNA双链中：双链中： A = T A = T ， G = CG = CDNA复制的计算复制的计算A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2双链双链DNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一这一 比值的倒数。比值的倒数。1nA 2+G 2T 2 +C2=T 1 +C 1=n A1+G 1A+TG+C=

13、 1双链双链DNA分子中，分子中，A+T占整个占整个DNA分子碱基总数的分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的占该链碱基总数的百分比。百分比。A+TA+T+G+C=A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2A 2 +T 2 +G 2 +C 2A 2 +T 2=A 1 +T 1 +G 1 +C 1A 1 +T 1=m%m%m%A+TG+CA 2 +T 2G 2 +C 2A 1+T 1G 1+C 1=m=m双链双链DNA分子中分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的等于其中任何一条链的A+T/G+C。即两互补碱基之和的比值等于另一互补。即两互补

14、碱基之和的比值等于另一互补链中这一链中这一 比值。比值。=m不同生物的不同生物的DNADNA分子中，其互补配对的碱基之和分子中，其互补配对的碱基之和的比值不同，代表了每种生物的比值不同，代表了每种生物DNADNA分子的特异性。分子的特异性。 u（A+C）/（T+G）=1不能反映种间差异。不能反映种间差异。u（A+T）/（C+G）不同生物一般不同，）不同生物一般不同， 反映种间差异。反映种间差异。解题方法解题方法:1.画图最直观画图最直观2.实施等量代换实施等量代换3.注意用脚码标注注意用脚码标注4.注意区分已知条件属于上述哪种情况注意区分已知条件属于上述哪种情况5.规律很多规律很多,不必硬记不

15、必硬记,重在掌握解题方法重在掌握解题方法DNA复制的计算复制的计算1、计算产生子代、计算产生子代DNA数数2-4-8-2n n为复制的次数为复制的次数2、子代、子代DNA分子中含有原来最初亲代分子中含有原来最初亲代DNA链链的的DNA分子数分子数,以及它占总以及它占总DNA分子数的比例分子数的比例.2个个1/2n-13、最初亲代的链占全部子代、最初亲代的链占全部子代DNA总链数的总链数的比例比例1/2nDNA复制所需原料的计算 公式：公式：(2n-1) 碱基数碱基数 n为复制的次数为复制的次数 例题例题 一个一个DNA分子中含有分子中含有1000个碱基对，其中有个碱基对，其中有400个腺嘌呤。

16、如果它连续复制两次，消耗周围环境个腺嘌呤。如果它连续复制两次，消耗周围环境中胞嘧啶脱氧核苷酸中胞嘧啶脱氧核苷酸 。 解析：解析：1、计算每个、计算每个DNA分子中分子中C的个数的个数 2、套用公式计算、套用公式计算1800若将一个双链若将一个双链DNADNA被被1515N N标记的大肠杆菌，加入到含标记的大肠杆菌，加入到含1414N N的培的培养基中培养，连续复制三次，已知该养基中培养，连续复制三次，已知该DNADNA分子含腺嘌呤分子含腺嘌呤300300个，个，占碱基总数的占碱基总数的20%20%，复制子代时，需要从培养基中摄取多少，复制子代时，需要从培养基中摄取多少个个G G？含？含1414

17、N N的的DNADNA分子有多少个？含分子有多少个？含1515N N的的DNADNA有多少个？含有多少个？含1515N N的单链占全部单链的多少？的单链占全部单链的多少？根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则G =3150含含14N的的DNA分子数分子数=含含1515N N的的DNADNA数数= =2ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第一次复制连续第二次复制连续第二次复制连续第连续第n次复制次复制解：解：含含1515N N的单链占全部单链的的单链占全部单链的1/238有关有关DNADNA半保留复制的计算半保留复制的计算规律一：一个规律一：一个DNADNA分子连续分子连续n n次复制，可形成次复制，可形成2n个后代，其中只有个后代，其中只有2 2个个DNADNA分子含有最初亲代的母分子含有最初亲代的母链，含最初母链的链，含最初母链的DNADNA分子总数的