高中生物-DNA分子的结构和复制课件-新人教版必修2讲课稿

1、中关村中关村DNADNA标志标志(biozh)(biozh)雅典奥运会开幕式经典(jngdin)场景 第第2 2节节 DNADNA分子分子(fnz(fnz) )的的结构结构第一页，共51页。新课标要求新课标要求(yoqi)知识内容知识内容要求要求DNA分子结构的主要特点分子结构的主要特点DNA分子的复制分子的复制第二页，共51页。年美国科学家年美国科学家沃森沃森（atson)atson)和英国和英国科学家科学家克里克克里克（rick)rick)提出分子的提出分子的双螺旋双螺旋结构模型结构模型。被誉为。被誉为2020世纪最伟大的发现。世纪最伟大的发现。第三页，共51页。DNADNA分子的双螺旋结

2、构分子的双螺旋结构(jigu)(jigu)模型模型第四页，共51页。、DNADNA的化学的化学(huxu)(huxu)组成组成C C 、H H、 O O 、N N 、P P复习提问复习提问DNADNA全称是；全称是；DNADNA的基本组成的基本组成元素是；组成元素是；组成DNADNA的基的基本单位是。本单位是。第五页，共51页。1 1）DNADNA的基本的基本(jbn)(jbn)单位单位脱氧脱氧(tu yng)核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸(ln sun)腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤（A）（G）胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶（T）（C）组成脱氧核苷酸的含氮碱基：组成脱氧核苷酸的含氮碱基：复习提问复

3、习提问脱氧核苷酸脱氧核苷酸第六页，共51页。AGCT2）脱氧核苷酸的种类）脱氧核苷酸的种类(zhngli)：第七页，共51页。3）脱氧核苷酸的连接）脱氧核苷酸的连接(linji)P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基第八页，共51页。1 1、在一条、在一条(y tio)(y tio)双链双链DNADNA分子中，腺嘌呤分子中，腺嘌呤占占35%35%，它所含的胞嘧啶应占（，它所含的胞嘧啶应占（ ） A A、 15% B15% B、 30% 30% C C 、35% D 35% D 、70%70%2 2、在双链、在双链DNADNA中有鸟嘌呤中有鸟嘌呤P P个，占全部个，占全部(qunb)(qunb)碱基

4、的比例为碱基的比例为N / M N / M （MM2N2N），），则该则该DNADNA分子中腺嘌呤的数目是（分子中腺嘌呤的数目是（ ） A A 、 P BP B、（、（PM / NPM / N） + P C+ P C、（、（PM / PM / 2N2N）P D P D 、 PM / 2NPM / 2NAC第九页，共51页。ATGC4）多个）多个(du )脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸长链5）二条脱氧核苷酸链组成一个）二条脱氧核苷酸链组成一个(y )分子分子ATGC每个每个DNA片段片段(pin dun)中，游离中，游离的的磷酸基团有磷酸基团有 个个2之间的数量关之

5、间的数量关系为系为 1：1：1？两条长链之间怎么连两条长链之间怎么连接？接？氢键氢键-形成碱形成碱基对基对第十页，共51页。2 2、DNADNA的结构的结构(jigu)(jigu)第十一页，共51页。DNADNA平面平面(pngmin)(pngmin)结构结构磷酸、脱氧核糖交替磷酸、脱氧核糖交替连接连接 构成基本构成基本(jbn)(jbn)骨架骨架 外侧外侧(wi c)：不同的不同的DNA分子，这分子，这种连接相同吗？种连接相同吗？体现了体现了DNA结构的结构的 稳定性稳定性？第十二页，共51页。DNADNA平面平面(pngmin)(pngmin)结构结构内侧内侧: :2 2条链上的碱基通条链

6、上的碱基通过过_连接成碱基对，连接成碱基对，可用可用 断开断开(dun (dun ki)ki)。氢键氢键(qn jin)解旋酶解旋酶不同的不同的DNA分子，碱基分子，碱基对的排列顺序相同吗对的排列顺序相同吗?千变万千变万化化体现了体现了DNA 结构的结构的多样性多样性对于特定的对于特定的DNA分子来讲，碱基分子来讲，碱基对的排列顺序有何特点？对的排列顺序有何特点？体现了体现了DNA 结构的结构的特异性特异性？第十三页，共51页。碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 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(h b)配对原则。A

7、TGC氢键氢键(qn (qn jin)jin)G.C比例越高，比例越高，DNA结构结构(jigu)越稳越稳定。定。碱基对的碱基对的种类种类A-TT-AC-GG-C第十四页，共51页。AGCTATGC第十五页，共51页。DNA的的 结构和组成结构和组成(z chn)可用五四可用五四三二一表示三二一表示五种五种(w zhn)元素：元素：C、H、O、N、P四种四种(s zhn)碱基：碱基：A、G、C、T，组成，组成四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸三种物质：三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋：一种螺

8、旋：规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构第十六页，共51页。AGCT下图是下图是DNADNA分子结构模式图，用文字分子结构模式图，用文字(wnz)(wnz)填出填出111010的名称。的名称。胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶胸腺嘧啶(m dn)（T）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸(ln sun)鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段、第十七页，共51页。4 碱基的数量碱基的数量(shling)关系及相关计算关系及相关计算 ： 在整个在整个(zhngg)DNA分子中，分子中，A T、G C； DNA分子分子(fn

9、z)的一条链中的的一条链中的A+T 另一条链的另一条链的T + A ； 如果一条链中的如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a，则另一条链中的，则另一条链中的(A+T) / (G+C)比例是比例是 ；如果一条链中的；如果一条链中的(A+G) / (T+C)=b,则另一条链中则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是的比例是 . 在在DNA分子中，嘌呤数分子中，嘌呤数 嘧啶数嘧啶数，a1/b=A+G=T+C=50%=同理，同理，G+C = C+G第十八页，共51页。 1、 DNA分子分子(fnz)的基本单的基本单位位P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基A 腺嘌呤腺嘌呤G 鸟嘌呤鸟嘌呤C 胞

10、嘧啶胞嘧啶(m dn)T 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(m dn)一、一、DNA分子分子(fnz)的结构的结构第十九页，共51页。 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P脱氧脱氧核糖核糖AP脱氧脱氧核糖核糖TP脱氧脱氧核糖核糖GP脱氧脱氧核糖核糖C2、4种脱氧核苷酸：种脱氧核苷酸： 腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(m dn)脱氧核苷酸脱氧核苷酸第二十页，共51页。3、脱氧核苷酸的连接、脱氧核苷酸的连接(linji)P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基第二十一页，共51页。ATGCATGC脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸对脱

11、氧核苷酸对第二十二页，共51页。第二十三页，共51页。AAATTTGGGGCCCATC（2）DNA分子中的脱氧核分子中的脱氧核糖和磷酸糖和磷酸(ln sun)交替连交替连接，排列在外侧，构成基本接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。骨架；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通）两条链上的碱基通过氢键过氢键(qn jin)连结起连结起来，形成碱基对，且遵循来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。即碱基互补配对原则。即A与与T配对，配对，G与与C配对。配对。DNA分子的结构(jigu)特点（1）DNA分子是由两条反分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成旋成双螺旋结构双螺

12、旋结构。第二十四页，共51页。AAATTTGGGGCCCATC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。每个DNA分子有着特定的碱基对排列顺序稳定性多样性特异性DNA分子分子(fnz)的的特性：特性：第二十五页，共51页。DNA分子各种分子各种( zhn)碱基的数量关系碱基的数量关系 ： 在整个在整个DNA分子中，分子中，A=T、G=C；在；在DNA分子中嘌分子中嘌呤呤(piolng)数数=嘧啶数，嘧啶数，A+G=T+C；A+C=T+G。 DNA分子分子(fnz)的一条链中的的一条链中的A+T=另一条链的另一条链的T + A ； 同理，同理，G

13、+C = C+G如果一条链中的如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a，则另一条链中的，则另一条链中的(A+T) / (G+C)比例是比例是 ；如果一条链中的；如果一条链中的(A+G) / (T+C)=b,则另一条链中则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是的比例是 .在在DNA分子中一条链中分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率的和占该链碱基比率等于另一条链中等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双的和占该链碱基比率，还等于双链链DNA分子中分子中A+T的和占整个的和占整个DNA分子的碱基比率。分子的碱基比率。即：即： (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 总总(

14、A+T)%同理：同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总总( G+C)%第二十六页，共51页。例例1 从某生物组织从某生物组织(zzh)中提取中提取DNA进行分析，进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46，又知该又知该DNA分子的一条链（分子的一条链（H链）所含的碱基中链）所含的碱基中28是腺嘌呤，是腺嘌呤，24是胞嘧啶，则与是胞嘧啶，则与H链相对应链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的碱基数的 （ ） A26、22 B 24、28 C14、11 D11、14A A第二

15、十七页，共51页。有丝分裂间期有丝分裂间期减数减数(jin sh)第一次分裂间期第一次分裂间期1.DNA复制发生(fshng)的时期二、二、DNADNA的复制的复制(fzh)(fzh)2.DNA复制发生的场所复制发生的场所细胞核细胞核(主要）主要）叶绿体叶绿体线粒体线粒体第二十八页，共51页。模板模板DNA的两条母链的两条母链原料原料游离游离(yul)的的4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸能量能量ATP 酶酶 解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等3、DNA复制的基本(jbn)条件第二十九页，共51页。4、复制(fzh)的过程解旋解旋子链的形成子链的形成(xngchng)子代子代DNA分子分子(fnz

16、)的形成的形成第三十页，共51页。解旋酶催化解旋酶催化(cu hu)解旋：解旋：模板模板(mbn) （在（在DNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游离游离(yul)的脱氧核苷酸进行碱基配的脱氧核苷酸进行碱基配对）对）复制复制:以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）复制后的复制后的DNA:边解旋边复制边解旋边复制组成组成复制过程复制过程第三十一页，共51页。6、DNA复制的原则(yunz)碱基互补配对原则(yunz)5、DNA复制(fzh)的特点半保留复制(fzh) 边解旋边复制(fzh)7、DNA复制(fzh)的结果：1个个DN

17、A分子分子两个完全相同两个完全相同的的DNA分子分子第三十二页，共51页。8、DNA准确(zhnqu)复制的原因独特的双螺旋结构为复制独特的双螺旋结构为复制(fzh)提供模板提供模板碱基互补配对原则使复制碱基互补配对原则使复制(fzh)准确无误准确无误9、DNA复制(fzh)的意义使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性，传信息的连续性，第三十三页，共51页。第三十四页，共51页。(5)平面(pngmin)结构及空间结构第三十五页，共51页。1 1DNADNA分子中的有关数量关系分子中的有关数量关系(1)DNA(1)DNA分子中，脱氧核苷酸数分子中，脱

18、氧核苷酸数脱氧核糖数脱氧核糖数磷酸数磷酸数含含氮碱基数氮碱基数11111111。(2)(2)配对的碱基，配对的碱基，A A与与T T之间形成之间形成2 2个氢键，个氢键，G G与与C C之间形成之间形成3 3个氢键，个氢键，CGCG对占比例越大，对占比例越大，DNADNA结构越稳定。结构越稳定。(3)(3)每条脱氧核苷酸链上都只有每条脱氧核苷酸链上都只有(zhyu)(zhyu)一个游离的磷酸基，因一个游离的磷酸基，因此此DNADNA分子中含有分子中含有2 2个游离的磷酸基。个游离的磷酸基。第三十六页，共51页。DNA的的 结构和组成可用五四三二一表示结构和组成可用五四三二一表示(biosh)分

19、别表示分别表示(biosh)的是什么？的是什么？五种五种(w zhn)元素：元素：C、H、O、N、P四种四种(s zhn)碱基：碱基：A、G、C、T，组成，组成四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸三种物质：三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋：一种螺旋：规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构第三十七页，共51页。第三十八页，共51页。(3)(3)消耗的脱氧核苷酸数消耗的脱氧核苷酸数若一个若一个(y )(y )亲代亲代DNADNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m m个，经过个，经过n n次次

20、复制需要消耗该脱氧核苷酸为复制需要消耗该脱氧核苷酸为m(2nm(2n1)1)个。个。复制第复制第n n次所需该脱氧核苷酸数为次所需该脱氧核苷酸数为m2nm2n1 1。第三十九页，共51页。一、一、DNA分子的结构分子的结构1. 元素组成：元素组成：_。2. 基本单位：构成基本单位：构成DNA分子的基本单位是分子的基本单位是_。由一。由一分子分子_、一分子、一分子_和一分子和一分子_连接连接(linji)而成。而成。3. 整体：由整体：由2条脱氧核苷酸链按条脱氧核苷酸链按_方式盘旋成双螺旋方式盘旋成双螺旋结构。结构。4. 由脱氧核糖和磷酸交替连接由脱氧核糖和磷酸交替连接(linji)，排列在外侧

21、，构成，排列在外侧，构成_；_排列在内侧。排列在内侧。5. 碱基互补配对原则：碱基互补配对原则：A(_)一定与一定与T(胸腺嘧啶胸腺嘧啶)配对；配对；G(_)一定与一定与C(胞嘧啶胞嘧啶)配对。即配对。即_T、_C。当堂当堂(dn tn)检测检测第四十页，共51页。2 2(2010(2010上海高考上海高考) )细胞内某一细胞内某一DNADNA片段中有片段中有30%30%的碱基为的碱基为A A，则该片段中则该片段中 ( () )A AG G的含量为的含量为30%30%B BU U的含量为的含量为30%30%C C嘌呤嘌呤(piolng)(piolng)含量为含量为50% 50% D D嘧啶含量

22、为嘧啶含量为40%40%第四十一页，共51页。碱基互补碱基互补(h b)(h b)配对配对 双螺旋结双螺旋结构构(jigu) (jigu) 间期间期 减数分裂减数分裂(jin sh (jin sh fn li)fn li)第一次分裂第一次分裂 两条母链两条母链 ATP ATP 解旋酶解旋酶 二、二、DNADNA分子的复制分子的复制第四十二页，共51页。边解旋边复制边解旋边复制(fzh) (fzh) 双螺旋结构双螺旋结构(jigu) (jigu) 碱基互补配对碱基互补配对(pi du)(pi du)原则原则第四十三页，共51页。第四十四页，共51页。例例1 1【20102010长沙模拟】长沙模拟】图图19194 4是四位同学制作的是四位同学制作的DNADNA分子结构模型，其中正确的是分子结构模型，其中正确的是( () )B B 第四十五页，共51页。变式题【变式题【20112011宣汉模拟】用宣汉模拟】用15N15N标记含有标记含有100100个碱基对的个碱基