DNA分子的结构和复制及相关计算

1、1. DNA的基本组成元素有哪些的基本组成元素有哪些:C、 H、 O、 N、P 2. DNA的基本组成单位是的基本组成单位是: 一、一、DNADNA分子的结构分子的结构脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸A G C T腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶ACT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DNA的空间结构以超高分辨率扫描式电子以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的显微镜拍到的DNADNA照片。照片。AGCTATGC结构特点：结构特点：1.两条

2、链两条链反向平行反向平行盘旋成盘旋成 双螺旋双螺旋结构结构2.脱氧核糖和磷酸交替连脱氧核糖和磷酸交替连 接排在外侧构成接排在外侧构成基本骨基本骨 架架； 碱基排在内侧碱基排在内侧3.碱基通过氢键连接成碱碱基通过氢键连接成碱基对：基对： AT、GC碱基的排列顺序千变万化碱基的排列顺序千变万化多样性多样性 DNA分子的特性分子的特性碱基的特定的排列顺序碱基的特定的排列顺序特异性特异性碱基的排列顺序碱基的排列顺序遗传信息遗传信息双链双链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

3、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+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：

4、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互为互为倒数倒数。即。即两不互补碱基两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中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

5、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=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。即两互补碱基两互补碱基之和的比值等于另一互补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分子的分子的特异性特异性。 u（A+C）/（T

6、+G）=1不能不能反映种间差异。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,不必硬记不必硬记,重在重在掌握解题方法掌握解题方法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

7、、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具有独特的具有独特的双螺旋结构双螺旋

8、结构，能为复，能为复制提供模板。制提供模板。通过通过碱基互补配对原则碱基互补配对原则，保证了复制，保证了复制能够准确的进行。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

9、？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DNADNA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：解析：所用知识为所用知识为“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

10、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；分子中，两互补碱基相等；任意两个不互任意两个不互补碱基之和恒等补碱基之和恒等，各占碱基总数的，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=

11、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 = 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互为互为倒数倒数。即。即两不互补碱基两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中之和的比值等于另一

12、互补链中这一这一 比值的比值的倒数倒数。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

13、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。即两互补碱基两互补碱基之和的比值等于另一互补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分子的分子的特异性特异性。 u（A+C）/（T+G）=1不能不能反映种间差异。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

14、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

15、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。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，占碱基总数的个，占碱基

16、总数的20%20%，复制子代时，需要从培养基中摄取，复制子代时，需要从培养基中摄取多少个多少个G G？含？含1414N 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？有多少个？含含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：规律一：一个一个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分子总数的分子总数的2/2n；含