DNA分子的结构和复制上课用.pptx
腺嘌呤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脱氧核苷酸的种类(4(4种种)A脱氧核糖磷酸G脱氧核糖磷酸C脱氧核糖磷酸T脱氧核糖磷酸第1页/共28页这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革命性的发现”，两位科学家获得了1962年度诺贝尔生理学或医学奖。1953年，美国科学家沃森（JD.Watson，1928）和英国科学家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。第2页/共28页讨论1、利用了他人的哪些经验和成果？（1）（2）（3）2、沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这种错误的？3、沃森和克里克的默契配合，这种工作方式给于你哪些启示？要善于利用他人的研究成果，要善于与他人交流沟通，要善于与人合作。第3页/共28页 DNA化学结构(1级结构)：多核苷酸链平面结构TACGATGC磷酸脱氧核糖含氮碱基第4页/共28页DNA的结构模式图从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构放大DNA的空间结构第5页/共28页AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。DNA分子的结构特点（）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：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配对原则。第6页/共28页AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？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。第7页/共28页你注意到了吗？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。DNA分子的多样性和特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。第8页/共28页DNA分子的特异性：多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。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。稳定性：DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替排列,的顺序是稳定不变的,碱基互补配对原则不变三、DNA分子的结构特性第9页/共28页ATCGCTAGCGATATGGGTACCCAT问题：这两个DNA分子相同吗？不相同，因为它们的碱基对的排列顺序不同遗传信息:DNA通过碱基对的排列顺序储存大量的遗传信息第10页/共28页有关DNA结构的计算1、由1000个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达种4500专题突破第11页/共28页 DNA的结构总结1、DNA分子是有 条链组成，盘旋成 结构。2、交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；排列在内侧。3、两条链上的碱基通过 连接成碱基对，并遵循 原则。反向平行双螺旋脱氧核糖和磷酸碱基对氢键碱基互补配对2第12页/共28页DNA的结构化学组成：4种脱氧核苷酸5种元素：CHONP3种组成成分：含氮碱基、脱氧核糖、磷酸空间结构2条脱氧核苷酸长链1种双螺旋结构第13页/共28页第三节第三节DNA的复制的复制第14页/共28页人类首次试管中合成DNA 1956年，美国生化学家康贝格从大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸的人工合成体系中，经保温孵育后测定DNA含量，发现并没有DNA生成；当加入了少量DNA做引子和ATP作为能源物质，再经保温孵育后，测定DNA含量，发现DNA含量增加了。且发现增加DNA的（AT）：（CG）的比值与所加入的单链DNA引子相同。分析：事先放入四种脱氧核苷酸起何作用？加入DNA聚合酶起何作用？这是个什么反应？加入ATP的作用是什么？为什么要加入DNA作引子？由此实验可得出DNA复制所需要的条件。(原料)(催化)(合成)(能量)(模板)第15页/共28页复制的过程解旋：利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。形成子链：以解开的每段链为模板，以细胞中游离的脱氧核苷酸为原料,在酶的作用下，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链。螺旋化：在酶的作用下，重新生成两个双螺旋结构的DNA分子。第16页/共28页DNA的复制1.概念：指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。2.时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期。3.过程：5.方法（特点）：5.6。意义：7、场所？模板：原料：能量：酶：精确的模板和碱基互补配对原则是准确复制的保证两条链均可作为为模板游离的四种脱氧核苷酸ATPATP（呼吸作用提供）（呼吸作用提供）解旋酶、聚合酶等4.复制的基本条件：边解旋边复制及适宜的温度和酸碱度半保留复制真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体原核生物：细胞质原核生物：细胞质通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。第17页/共28页思考：一个DNA（亲代）分子复制n代后，新形成的DNA（子代）分子总数为个。其中含有亲代DNA分子单链的有 个。第18页/共28页设计实验DNA的复制是半保留制还是全保留制第19页/共28页同位素示踪法同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的分析方法。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪。背景知识第20页/共28页实验过程：科学家以含有15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，获得含有15N标记的DNA的大肠杆菌。然后，再将获得的大肠杆菌转移到14N的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。讨论：如果DNA是以全保留方式复制的，请画出亲代，第一代，第二代DNA离心后在试管中的位置？若是以半保留的方式复制呢？第21页/共28页实验结果：结论：DNA复制是以半保留的方式进行的。第22页/共28页课堂练习课堂练习1.具有100个碱基对的一个DNA分子区段,内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制两次,需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为()A.30个 B.60个 C.180个 D.240个C第23页/共28页2、带有14N标记的DNA分子（第0代），以15N标记的脱氧核苷酸为原料连续复制到第3代，则第3代分子中，含14NDNA分子有几个？占多少？含15N的DNA分子有几个？占多少？含14N的脱氧核苷酸链有几条？占多少？含15N的脱氧核苷酸链有几条？占多少？既含14N又含15N的DNA分子有几个？占多少？复制n次后，含14N的DNA分子有几个？占多少？第24页/共28页导学案答案：1、C、H、O、N、P脱氧核苷酸两条双螺旋磷酸-脱氧核糖骨架安排在螺旋外部A与TG与C碱基安排在螺旋内部2、两反向双螺旋脱氧核糖磷酸外内氢键碱基对碱基配对ATGC3、T+CA+C1GTAG4、半保留复制第25页/共28页5、解开断裂解开的两条单链脱氧核苷酸碱基互补配对氢键半保留复制6、含有15N标记的NH4Cl14N的普通提取DNA密度梯度离心离心后试管中DNA的位置预测结果见课本53页DNA的复制是以半保留的方式进行的7、有丝分裂间期减分裂间期8、主要在细胞核中9、能量解旋酶模板4种脱氧核苷酸碱基互补配对DNA聚合酶子链模板链双螺旋第26页/共28页10、边解旋边复制半保留复制11、模板原料能量酶12、独特的双螺旋为复制提供模板遵循碱基互补配对原则13、形成两个子代DNA分子14、遗传信息遗传信息的连续性当堂检测15、CCBBB6、1/m1nn710、CCDA第27页/共28页感谢您的欣赏！第28页/共28页
