DNA分子结构与复制复习课.pptx

中关村柱状的雕塑中关村柱状的雕塑雅典奥运会开幕的场景雅典奥运会开幕的场景第1页/共26页 1234含碱基脱氧核糖磷酸5A GT C二、二、DNADNA分子的结构分子的结构1 1、DNADNA的化学组成的化学组成DNADNA的基本单位的基本单位的基本单位的基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA的组成元素的组成元素 C H O N P C H O N P第2页/共26页AGCT氢键氢键ATGC平面结构平面结构立体结构立体结构DNA分子的空间结构：规则的双螺旋结构第3页/共26页（1）DNA分子是由分子是由两条两条反向平行反向平行的脱氧的脱氧核苷酸长链盘旋成核苷酸长链盘旋成双双螺旋结构螺旋结构。（2）DNA分子中的分子中的脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替交替连接，排列在外侧，连接，排列在外侧，构成构成基本骨架基本骨架；碱基；碱基在内侧。在内侧。（3）两条链上的碱）两条链上的碱基通过基通过氢键氢键连结起连结起来，形成碱基对，来，形成碱基对，且遵循且遵循碱基互补配对碱基互补配对原则原则(A配配T，G配配C)。DNA分子的结构特点分子的结构特点AGCT氢氢键键ATGC第4页/共26页双链双链DNA分子中：分子中：(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1规律总结规律总结A=T，G=C A+G=T+C=A+C=T+G=50%两个互补碱基相等两个互补碱基相等任意两个不互补碱基之和恒等且各占DNA总碱基数的50不互补碱基之和的比值等于1 A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链第5页/共26页1 1、在一条双链、在一条双链DNADNA分子中，腺嘌呤占分子中，腺嘌呤占35%35%，它，它所含的胞嘧啶应占（所含的胞嘧啶应占（）A 15%B 30%A 15%B 30%C 35%D 70%C 35%D 70%2 2、在双链、在双链DNADNA中有鸟嘌呤中有鸟嘌呤P P个，占全部碱基的个，占全部碱基的比例为比例为N/M N/M（MM2N2N），则该），则该DNADNA分子中腺分子中腺嘌呤的数目是（嘌呤的数目是（）A P BA P B（PM/NPM/N）+P +P C C（PM/2NPM/2N）P D PM/2NP D PM/2NAC趁热打铁趁热打铁A+G=T+C=A+C=T+G=50%第6页/共26页规律总结规律总结非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中的比例为1，在两条互补链中互为倒数。如在一条链中 =m,则在另一条互补链中 =1/m,而在双链DNA分子中 =1A+GT+CA+GT+CA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链A+GT+CA1+G1T1+C1=mT1+C1A1+G1A2+G2T2+C2=1/m第7页/共26页A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链互补碱基之和的比例在DNA分子及任何一条单链中都相等。如在一条链中 在互补链及整个DNA分子中A+TG+C=mA+TG+C=mA1+T1G1+C1=mA2+T2G2+C2T1+A1C1+G1=mA1+T1+A2+T2G1+C1+G2+C2=2(A1+T1)2(G1+C1)=m规律总结规律总结第8页/共26页互补碱基之和在整个互补碱基之和在整个DNA分子及任何一条单链中所占分子及任何一条单链中所占比例相等。若在一条单链中比例相等。若在一条单链中A+T所占比例为所占比例为m,那么另一那么另一条单链及整个条单链及整个DNA分子中分子中A+T所占比例也为所占比例也为m。规律总结：规律总结：A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链T1+A1T1+A1+C1+G1=mA1+T1+A2+T2A1+T1+G1+C1+A2+T2+G2+C2A2+T2A2+T2+G2+C2=A1+T1A1+T1+G1+C1=m2（A1+T1)2（A1+T1+G1+C1)=m第9页/共26页3 3、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上，上述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多少？少？4 4、若、若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上，上述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多少？少？2.5 12.5 10.4 0.4趁热打铁趁热打铁第10页/共26页5 5、某双链、某双链DNADNA片段中，片段中，A A占占23%23%，其中一条，其中一条链中的链中的C C占该单链的占该单链的24%24%，问另一条链中的，问另一条链中的C C占多少？占多少？30%趁热打铁趁热打铁A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链过程解析：双链中A=T,A+T=46%,A1+T1=A2+T2=46%G2+C2=1-46%=54%已知C1=G2=24%C2=54%-24%=30%24%24%?第11页/共26页DNADNA分子的分子的特性特性：多样性：多样性：一个最短的一个最短的DNADNA分子也有分子也有40004000个碱基对，可个碱基对，可能的排列方式就有能的排列方式就有 种。种。特异性：特异性：不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。基对的排列顺序肯定不同。稳定性：中的脱氧核糖和磷酸交替连接的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方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。（即结构的稳定性）则不变。（即结构的稳定性）DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。44000第12页/共26页第13页/共26页一、对一、对DNADNA分子复制的推测：分子复制的推测：沃森和克里克发表了沃森和克里克发表了DNA双螺旋模型之后不久，双螺旋模型之后不久，于同年又紧接着发表了于同年又紧接着发表了DNA自我复制的假说：自我复制的假说：DNA分分子复制时，子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半半保留复制。保留复制。第14页/共26页二、DNA半保留复制的实验证据(选学)1958年,科学家,运用同位素示踪技术，以大肠杆菌为实验材料,设计了一个巧妙的实验。第15页/共26页科学家推测：科学家推测：科学家推测：科学家推测：如果如果如果如果DNADNA是以半是以半是以半是以半保留的方式复制的，保留的方式复制的，保留的方式复制的，保留的方式复制的，那么离心后应该出现那么离心后应该出现那么离心后应该出现那么离心后应该出现三条三条三条三条DNADNA带带带带：重带重带重带重带(最靠近试管底部最靠近试管底部最靠近试管底部最靠近试管底部)、杂交带杂交带杂交带杂交带(位置居中位置居中位置居中位置居中)、轻带轻带轻带轻带(试管上部试管上部试管上部试管上部)。第16页/共26页1.概念：概念：2.时间：时间：三、三、DNA分子复制的过程分子复制的过程是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期3.场所：场所：细胞核细胞核(主要主要)另：叶绿体另：叶绿体 线粒体线粒体第17页/共26页4.DNA4.DNA分子复制的过分子复制的过程：程：解旋解旋碱基配对碱基配对 (复制复制)螺旋化螺旋化第18页/共26页解旋：解旋：碱基配对：碱基配对：(复制复制)螺旋化螺旋化:DNADNA利用能量利用能量,在在解旋酶解旋酶的作用下，把两的作用下，把两条螺旋的双链解开。条螺旋的双链解开。以解开的每一段以解开的每一段母链为模板母链为模板，在，在DNADNA聚合酶聚合酶等的作用下等的作用下,利用细胞中利用细胞中游离游离的的4 4种脱氧核苷酸为原料种脱氧核苷酸为原料,按按碱基互补碱基互补配对配对原则，各自合成与母链互补的一原则，各自合成与母链互补的一段子链段子链。随着模板链的解旋随着模板链的解旋,新合成的子链不新合成的子链不断延伸。同时，每条新链与对应的模断延伸。同时，每条新链与对应的模板链盘绕成双螺旋结构。板链盘绕成双螺旋结构。一个一个DNADNA形成形成两个完全相同两个完全相同的子代的子代DNADNA分子。分子。第19页/共26页 模板：模板：6.条件：条件：（亲代（亲代DNA分子的）分子的）两条两条母链。母链。细胞中游离的细胞中游离的4种种脱氧脱氧核苷酸。核苷酸。ATP。DNA解旋酶解旋酶，DNA聚合聚合酶酶等。等。能量：能量：酶：酶：原料：原料：5.特点：边解旋边复制；边解旋边复制；半保留复制半保留复制第20页/共26页DNA分子通过分子通过复制复制，将遗传信息从亲代，将遗传信息从亲代传给了子代，从而传给了子代，从而使生物前后代使生物前后代保持了保持了遗遗传信息传信息的连续性。的连续性。7.DNA复制的复制的意义意义：DNA分子独特的分子独特的双螺旋结构双螺旋结构，为复制提供，为复制提供了精确的了精确的模板模板；通过通过碱基互补配对碱基互补配对，保证保证了复制能够准确了复制能够准确地进行。地进行。8.DNA准确复制的原因准确复制的原因：第21页/共26页（1 1）DNADNA分子数分子数新合成的子代新合成的子代DNADNA分子数分子数=2=2n n个个含有含有亲代亲代DNADNA链的子代链的子代DNADNA分子数分子数=2=2个个不含不含亲代亲代DNADNA链的子代链的子代DNADNA分子数分子数=（2 2n n-2-2）个）个（2 2）脱氧核苷酸链数）脱氧核苷酸链数子代子代DNADNA分子中数分子中数=2 2n+1n+1条条亲代亲代脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2=2条条新合成的脱氧核苷酸链数新合成的脱氧核苷酸链数=（2 2n+1n+1-2-2）条条（3 3）消耗的脱氧核苷酸数）消耗的脱氧核苷酸数若一亲代若一亲代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次次复制需要消耗复制需要消耗该脱氧核苷酸数共该脱氧核苷酸数共 m(2m(2n n-1)-1)个个,复制复制第第n n次次需要消耗该脱氧核苷酸数为需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n-1)个个规律总结：规律总结：DNA分子复制中的相关计算分子复制中的相关计算DNA分子的复制为半保留复制，一个分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制分子复制n次，则有：次，则有：第22页/共26页1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分子的比例和含有15N的DNA单链占全部DNA单链的比例依次是()A1/4、1/16 B1/4、1/8C1/2、1/4 D1/8、1/8B趁热打铁趁热打铁第23页/共26页2(2008年上海生物)某个DNA片段由500对碱基组成，AT占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为()A330 B660 C990 D1320C高考链接高考链接提示：若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数共 m(2n-1)个第24页/共26页第25页/共26页谢谢您的观看！第26页/共26页