DNA分子的结构和复制

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,雅典奥运会开幕式经典场景,中关村的,DNA,标志,DNA,分子的结构,DNA,分子的复制,1.DNA,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,:,DNA,分子的结构,脱氧,核糖,含氮碱基,磷酸,A,G,C,T,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的种类,A,腺嘌呤脱氧核苷酸,G,C,T,连 接,A,T,G,C,A,T,G,C,DNA,分子的结构,A,G,C,T,氢键,A,T,G,C,平面结构,立体结构,结构特点：,1.,两条链反向平行盘旋成,双螺旋结构,2.,脱氧核糖和磷酸交替连,接排在外侧构成基本骨,架；碱基排在内侧,3.,碱基通过氢键连接成碱,基对：,A,T,、,GC,碱基的排列顺序千变万化,多样性,DNA,分子的特性,碱基的特定的排列顺序,特异性,碱基的排列顺序,遗传信息,小结,化学组成,的双螺旋结构特点,基本单位,种类,四种,DNA,分子的特性：,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。,外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，碱基排列在内侧。,DNA,分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。（,碱基互补配对原则,）,的结构,脱氧核苷酸,稳定性、多样性和特异性,A+T,G+C,A,2,+T,2,G,2,+C,2,A,1,+T,1,G,1,+C,1,=,n,=,n,双链,DNA,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,50%,且不互补,碱基之和的比值等于,1,(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1,双链,DNA,分子中,A+T/G+C,等于其中任何一条链的,A+T/G+C。,规律总结：,A,1,T,2,T,1,A,2,G,1,C,2,C,1,G,2,DNA,双链,A=T,，,C=G,A+G=T+C=A+C=T+G=50%,=,n,双链,DNA,分子中，互补的两条链中,A+G/T+C,互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数,.,1,n,A,2,+G,2,T,2,+C,2,=,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。,A+T,A+T+G+C,=,A,1,T,2,T,1,A,2,G,1,C,2,C,1,G,2,DNA,双链,A,2,+T,2,+G,2,+C,2,A,2,+T,2,=,A,1,+T,1,+G,1,+C,1,A,1,+T,1,=,m%,m%,m%,T,1,+C,1,=,n,A,1,+G,1,2,、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？,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？,练一练,1,.,某双链,DNA,分子中，鸟嘌呤占23%，求腺嘌呤占多少？,27%,2.5 1,0.4 0.4,DNA分子的复制,最早提出的,DNA,复制模型有三种,:,一、对,DNA,复制的推测,1,、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；,2,、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；,3,、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的,复制一次,复制一次,复制一次,沃森和克里克推测是半保留复制模型,2,、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？,把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它,在新,DNA,中出现的情况。,复制一次,1,、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？,只能用实验来证明。,实验结论：,DNA,的复制是以半保留的方式进行的,二、,DNA,半保留复制的实验证据,重带,(,下部,),15,N/,15,N,中带,(,中间,),15,N/,14,N,轻带,(,上部,),14,N/,14,N,中带,(,中间,),15,N/,14,N,根据上面实验过程,完成下列表格,n,3,2,1,0,14,N,分子,杂种分子,15,N,分子,不同,DNA,分子占全部,DNA,分子之比,DNA,分子在离心管中位置,分子总数,世代,全在下部,1,2,4,8,2,n,全在中部,中,+,上,中,+,上,2,/,2,n,中,+(1-2,/,2,n,),上,1,1,2,/,2,n,（,1-2,/,2,n,）,1.,概念：,2.,时间,：,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、无丝分裂之前和减数第一次分裂的间期,3.,场所：,细胞核,(,主要,场所,),4,、,DNA,分子复制时需何条件？,模板：亲代,DNA,的两条母链；,原料：,4,种脱氧核苷酸：,能量：,ATP;,酶 ：,DNA,解旋酶，,DNA,聚合酶等。,5.DNA,分子复制的特点,:,边解旋边复制,半保留复制,6.DNA,准确复制的原因,?,DNA,具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板。,碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。,7,、,DNA,分子的复制实质,(,意义,),？,DNA,通过复制，使遗传信息从亲代传,给了子代，从而保证了物种的相对稳性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。,时间,：,模板,：,原料：,能量,：,酶：,原则,：,场所：,特点：,意义,解旋酶，,DNA,聚合酶,四种游离的脱氧核苷酸,碱基互补配对原则,发生在细胞分裂的间期,主要在细胞核内,DNA,解开的两条单链,ATP,是直接的能源物质,边解旋边复制,半保留复制,保持前后代遗传信息的连续性,DNA,的复制小结,根据半保留复制和碱基互补配对原则,与复制有关的碱基计算,一个,DNA,连续复制,n,次后，共有多少个,DNA,？,多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？,DNA,分子数,=,2,n,脱氧核苷酸链数,=,2,n,+,1,母链数,=,子链数,=,2,2,n,+,1,2,解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示分析。,A,T,G,C,C,G,A,T,A,T,G,C,C,G,A,T,A,T,G,C,C,G,A,T,A,T,G,C,C,G,A,T,A,T,G,C,C,G,A,T,A,T,G,C,C,G,A,T,A,T,G,C,C,G,A,T,连续第一次复制,连续第二次复制,连续第,n,次复制,解：,答：,一个,DNA,连续复制,n,次后，共有,2,n,个,DNA,，,2,n,+,1,条脱氧核苷酸链，母链,2,条，子链,2,n,+,1,2,条,DNA,复制的计算,1.,计算产生子代,DNA,数,2-4-8-2,n,n,为复制的次数,2.,子代,DNA,分子中含有原来最初亲代,DNA,链的,DNA,分子数,以及它占总,DNA,分子数的比例,.,2,个,1/2,n-1,3.,最初亲代的链占全部子代,DNA,总链数的比例,1,2,n,一个,DNA,的碱基,A,（,T,、,G,、,C,）,占碱基总数的,a,%,，,碱基总数为,m,，,连续复制,n,次后，共需要,G,（,C,、,A,、,T,）,多少个,？,因为,A=,ma,%,，,A=T,、,G=C,，,A+T=,2,ma,%,，,DNA,复制,n,代后子链数,=,2,n,+,1,2,DNA,连续复制,n,代后需要,鸟嘌呤,=,（,2,n,+,1,2,）,/2,m,（,1/2,a,%,）,=,m,（,2,n,1,）,（,1/2,a,%,）,解析：先求出亲代,DNA,中,G=C=,？,每两条新链所必需的鸟嘌呤（,G,）,数等于亲代,DNA,胞嘧啶（,C,）,数，再求出,DNA,复制,n,代后子链数；最后求出,DNA,连续复制,n,代后需要鸟嘌呤数。,解：,所以,G=C=,m,（,1/2,a,%,）,，,每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代,DNA,胞嘧啶数,=,m,（,1/2,a,%,）,答：,DNA,连续复制,n,代后需要鸟嘌呤数是,m,（,2,n,1,）,（,1/2,a,%,）。,DNA,复制所需原料的计算,公式,：,(2,n,-1)*,碱基数,n,为复制的次数,例题,一个,DNA,分子中含有,1000,个碱基对，其中有,400,个腺嘌呤。如果它连续复制两次，消耗周围环境中胞嘧啶脱氧核苷酸,。,解析：,1,、计算每个,DNA,分子中,C,的个数,2,、套用公式计算,1800,基因与染色体：基因位于染色体上,果蝇某一条染色体上的几个基因,现代分子生物学技术,将基因定位在染色体上,染色体由,DNA,和,蛋白质,组成,想一想,基因,=,DNA,吗？,基因和,DNA,有什么关系呢？,基因与,DNA,的关系,发出荧光的水母 绿色荧光蛋白克隆猪,基因的作用,资料,2,白化病患者,正常红细胞与镰刀型红细胞,从以上资料分析可以得出,说明基因能控制生物的性状，,即基因具有特定的,遗传效应,。,DNA,基因,概念：基因是有遗传效应的,DNA,片段,是生物遗传的功能和结构单位,DNA,是否足以储存大量的遗传信息？,基 因 排列种数,1,个碱基对,4,1,2,个碱基对,44,（,4,2,）,。,。,N,个碱基对,4,N,结论,1,：,DNA,分子的多样性！,3,个碱基对,444,（,4,3,）,探究,尝试对以下概念的联系进行描述,:,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,碱基,概念图,1,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,碱基,有,遗传效应的,DNA,片段,构成,+,脱氧核糖,+,磷酸,（,A,、,T,、,C,、,G,四种）,+,蛋白质,形成双链,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,染色体是,DNA,的主要载体,每个染色体上有一个,DNA,分子,基因是有遗传效应的,DNA,片断,每个,DNA,分子,上有许多基因,基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息,每个基因由许多脱氧核苷酸组成,DNA,是主要的,遗传物质,概念图,2,分析下面的概念图，回答有关问题：,A,染色体,B,+,C,DNA,D,基因,E,脱氧核苷酸,构成,H,磷酸,+,+,F,G,（,1,）图中,B,是,，,F,是,，,G,是,。,（,2,）每个,C,含有,个,D,，,每个,D,中可以由,个,E,组成。,蛋白质,含,N,碱基,脱氧核糖,很多,成百上千,总结,