2、DNA的結(jié)構(gòu)及復(fù)制

1、DNADNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的結(jié)構(gòu)和復(fù)制12021/8/2一、核酸的基本單位：一、核酸的基本單位： 核苷酸核苷酸P五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品22021/8/2P脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基A T G CA A 腺嘌呤腺嘌呤G G 鳥嘌呤鳥嘌呤C C 胞嘧啶胞嘧啶T T 胸腺嘧啶胸腺嘧啶漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品32021/8/2P核糖核糖含氮堿基含氮堿基A U G CA A 腺嘌呤腺嘌呤G G 鳥嘌呤鳥嘌呤C C 胞嘧啶胞嘧啶U U 尿嘧啶尿嘧啶漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品42021/8/2漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品52021/8/2漢漢水水丑

2、丑生生侯侯偉偉作作品品62021/8/2 項(xiàng)目項(xiàng)目 核核 酸酸DNADNARNARNA結(jié)構(gòu)堿基五碳糖磷酸基本單位雙鏈雙鏈單鏈單鏈A A、T T、C C、G GA A、U U、C C、G G脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸胸腺嘧啶核糖核苷酸胸腺嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品72021/8/2例例1 1、由堿基、由堿基A A、C C、T T共可以構(gòu)成

3、幾種核苷酸共可以構(gòu)成幾種核苷酸 A A、8 8種種 B B、6 6種種 C C、5 5種種 D D、3 3種種C C例例2 2、噬菌體、煙草、煙草花葉病毒的核酸中具有、噬菌體、煙草、煙草花葉病毒的核酸中具有的堿基和核苷酸的種類分別是的堿基和核苷酸的種類分別是A 4A 4、5 5、4 4和和4 4、8 8、4 4 B 4B 4、4 4、4 4和和4 4、5 5、4 4C 4C 4、4 4、4 4和和4 4、4 4、4 4 D 4D 4、8 8、4 4和和4 4、8 8、4 4 A A82021/8/2核酸的基本組成元素：核酸的基本組成元素： C C、H H、O O、N N、P P核酸的基本組成單

4、位：核酸的基本組成單位： 核苷酸核苷酸許多個(gè)許多個(gè)脫氧核糖脫氧核糖核苷酸核苷酸脫氧核糖脫氧核糖核酸核酸DNADNA許多個(gè)許多個(gè)核糖核糖核酸核酸RNARNA核糖核糖核苷酸核苷酸（4種）種）（4種）種）核核酸酸核核苷苷酸酸漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品92021/8/212345678109GTCA漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品102021/8/2AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。二、二、DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品112021/8/2AAATTTG

5、GGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成排列在外側(cè)，構(gòu)成基本基本骨架骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。；堿基在內(nèi)側(cè)。二、二、DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)122021/8/2AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成排列在外側(cè)，構(gòu)成

6、基本基本骨架骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。；堿基在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通）兩條鏈上的堿基通過過氫鍵氫鍵連結(jié)起來，形成連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循堿基對，且遵循堿基互堿基互補(bǔ)配對原則。補(bǔ)配對原則。二、二、DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)132021/8/2AAATTTGGGGCCCATC兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。142021/8/2DNADNA的復(fù)制的復(fù)制152021/8/2提問提問1 1 你認(rèn)為你認(rèn)為DNADNA復(fù)制的結(jié)果是什么？復(fù)制的結(jié)果是什么？提問提問2 2 一個(gè)一個(gè)DNADNA含有含有2 2條鏈，那復(fù)制之后的兩個(gè)條鏈，那復(fù)制之后的兩個(gè)

7、DNADNA含有幾條鏈？含有幾條鏈？提問提問3 3 你覺得你覺得2 2條鏈?zhǔn)窃趺醋兂蓷l鏈?zhǔn)窃趺醋兂? 4條鏈的？條鏈的？ 漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品162021/8/2提問提問4 4 四條鏈中，有兩條是原來的模板鏈，稱為四條鏈中，有兩條是原來的模板鏈，稱為“母鏈母鏈”，兩條新合成的鏈稱為兩條新合成的鏈稱為“子鏈子鏈”，你覺得復(fù)制后的兩個(gè)你覺得復(fù)制后的兩個(gè)DNADNA的兩的兩條鏈?zhǔn)窃鯓拥?？條鏈?zhǔn)窃鯓拥模咳?fù)制方式的推測三、對復(fù)制方式的推測漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品172021/8/2N14N14N15N15你覺得這兩種你覺得這兩種DNADNA最大的區(qū)別是什么？最大的區(qū)別是什么？如

8、何依據(jù)兩種如何依據(jù)兩種DNADNA分子質(zhì)量不同這一特點(diǎn)來區(qū)分兩分子質(zhì)量不同這一特點(diǎn)來區(qū)分兩種種DNADNA？分子質(zhì)量分子質(zhì)量離心離心輕輕DNADNA重重DNADNAN14N15中中DNADNA漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品182021/8/2漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品192021/8/2按全保留復(fù)制演繹推理按全保留復(fù)制演繹推理含含N N1414的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 2020分鐘分鐘漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品202021/8/2按半保留復(fù)制演繹推理按半保留復(fù)制演繹推理含含N N1414的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)2020分鐘分鐘漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品212021/

9、8/2四、半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)四、半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：在試管中出在試管中出現(xiàn)了現(xiàn)了DNADNA的的3 3條帶。證明了條帶。證明了DNADNA的復(fù)制方式的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。是半保留復(fù)制。222021/8/2DNA半保留復(fù)制時(shí)所需條件酶酶 ：能量：能量：原料：原料：原則：原則：場所：場所：模板模板 ：解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等聚合酶等四種游離的脫氧核苷酸四種游離的脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則主要在細(xì)胞核內(nèi)主要在細(xì)胞核內(nèi)DNADNA解開的兩條單鏈解開的兩條單鏈ATPATP線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品23

10、2021/8/2ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC53TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG35GGAUCG5AUCGCG5RNARNA引物引物RNARNA引物引物TAGCGCTATCGCATCGACGCT3ATAGCGTAGCTGCGAGGATCG3DNADNA聚合酶的特點(diǎn)：聚合酶的特點(diǎn)：不能從頭合成不能從頭合成DNADNA，而只能從，而只能從3 3端端延伸延伸DNADNA鏈，因此，鏈，因此，DNADNA復(fù)制需要復(fù)制需要引物引物，為，為DNADNA聚合酶聚合酶提供提供3 3。DNADNA的合成方向：的合成方向：總是從子鏈的總是從子鏈的5 5端向端向3 3端

11、延伸。端延伸。漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品242021/8/2 大腸桿菌染色體大腸桿菌染色體DNADNA雙向復(fù)制模式雙向復(fù)制模式復(fù)制復(fù)制起點(diǎn)起點(diǎn)復(fù)制叉復(fù)制叉復(fù)制叉復(fù)制叉252021/8/2真核生物的多起點(diǎn)雙向復(fù)制真核生物的多起點(diǎn)雙向復(fù)制復(fù)制叉復(fù)制叉漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品262021/8/2漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品272021/8/2提問提問1 1 你認(rèn)為你認(rèn)為DNADNA復(fù)制時(shí)，是完全解開雙鏈再合成復(fù)制時(shí)，是完全解開雙鏈再合成子鏈還是解開一小段雙鏈就開始合成子鏈？這體現(xiàn)子鏈還是解開一小段雙鏈就開始合成子鏈？這體現(xiàn)了什么原則？了什么原則？ 提問提問2 2 什么機(jī)制保證了什么

12、機(jī)制保證了DNADNA復(fù)制的準(zhǔn)確性？復(fù)制的準(zhǔn)確性？提問提問3 3 你認(rèn)為你認(rèn)為DNADNA復(fù)制會(huì)百分之百準(zhǔn)確嗎？如果復(fù)制會(huì)百分之百準(zhǔn)確嗎？如果復(fù)制出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能會(huì)產(chǎn)生什么影響？復(fù)制出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能會(huì)產(chǎn)生什么影響？282021/8/2DNADNA復(fù)制復(fù)制時(shí)間時(shí)間場所場所所需條件所需條件模板模板原料原料酶酶能量能量意義意義五、五、DNADNA復(fù)制復(fù)制分裂間期分裂間期主要在細(xì)胞核、線粒體、葉綠體主要在細(xì)胞核、線粒體、葉綠體解開的兩條母鏈解開的兩條母鏈4 4種游離的脫氧核苷酸種游離的脫氧核苷酸解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶、聚合酶、DNADNA連接酶連接酶ATPATP將遺傳信息由親代傳遞給子代，保持

13、將遺傳信息由親代傳遞給子代，保持遺傳信息的連續(xù)性遺傳信息的連續(xù)性半保留復(fù)制半保留復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品292021/8/2多樣性：多樣性：DNADNA的堿基排列順序千變?nèi)f化。的堿基排列順序千變?nèi)f化。六、六、DNADNA的特性的特性特異性：特異性：每個(gè)每個(gè)DNADNA都有特定的堿基排列順序。都有特定的堿基排列順序。若若DNADNA有有N N個(gè)堿基對，則堿基的排列順序有個(gè)堿基對，則堿基的排列順序有4 4 種。種。N N302021/8/2AAATTTGGGGCCCATC兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對

14、的排列順序是千變?nèi)f化的。312021/8/2七、解題技巧訓(xùn)練七、解題技巧訓(xùn)練1 1、DNADNA中堿基數(shù)量的計(jì)算問題：中堿基數(shù)量的計(jì)算問題：關(guān)鍵在于正確理解并表示關(guān)鍵在于正確理解并表示題中所給的信息題中所給的信息DNADNA雙鏈信息：雙鏈信息：A = T G = CA = T G = CDNA1DNA1： A 1 T 1 G1 C1A 1 T 1 G1 C1DNA2DNA2： A 2 T 2 G2 C2A 2 T 2 G2 C2單雙鏈信息如何轉(zhuǎn)化：單雙鏈信息如何轉(zhuǎn)化：漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品322021/8/2例例2 2、已知在、已知在DNADNA分子中的一條單鏈分子中的一條單鏈(A+

15、G)/(T+C)= m (A+G)/(T+C)= m 時(shí)時(shí), ,求求: : (1)(1)在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少? ? (2) (2) 這個(gè)比例關(guān)系在整個(gè)分子中又是多少這個(gè)比例關(guān)系在整個(gè)分子中又是多少? ?解：已知解：已知DNA1DNA1：T T1 1 + C + C1 1A A1 1 + G + G1 1= m= m求：求：DNA2DNA2：T T2 2 + C + C2 2A A2 2 + G + G2 2= = ？DNADNA：T + CT + CA + GA + G= = ？漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品332021/8/22 2、DNADNA復(fù)制的計(jì)

16、算問題：復(fù)制的計(jì)算問題：關(guān)鍵在于正確畫出關(guān)鍵在于正確畫出DNADNA復(fù)制復(fù)制2 2次的圖示次的圖示如：將普通的大腸桿菌（如：將普通的大腸桿菌（DNADNA種含種含1414N N ）放在含）放在含1515N N的培養(yǎng)液的培養(yǎng)液培養(yǎng)，繁殖兩代培養(yǎng)，繁殖兩代 14 14N N 14 14N N親代親代1414N N1414N N1515N N1515N N一代一代1414N N1515N N1414N N1515N N1515N N1515N N1515N N1515N N二代二代DNADNA分子數(shù)分子數(shù)= =2 2n n脫氧核苷酸鏈數(shù)脫氧核苷酸鏈數(shù)= =2 2n n+ +1 1含含1414N N的

17、的DNADNA分子數(shù)分子數(shù)= =2 2n n只含只含1414N N的的DNADNA分子數(shù)分子數(shù)= =2 2n n-2含含1515N N的的DNADNA分子數(shù)分子數(shù)= =只含只含1515N N的的DNADNA分子數(shù)分子數(shù)= =2 20 0漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品342021/8/22 2、DNADNA復(fù)制的計(jì)算問題：復(fù)制的計(jì)算問題：關(guān)鍵在于正確畫出關(guān)鍵在于正確畫出DNADNA復(fù)制復(fù)制2 2次的圖示次的圖示如：將普通的大腸桿菌（如：將普通的大腸桿菌（DNADNA種含種含1414N N ）放在含）放在含1515N N的培養(yǎng)液的培養(yǎng)液培養(yǎng)，繁殖兩代培養(yǎng)，繁殖兩代1414N N1414N N親代

18、親代1414N N1414N N1515N N1515N N一代一代1414N N1515N N1414N N1515N N1515N N1515N N1515N N1515N N二代二代若親代若親代DNADNA分子中含有某種堿分子中含有某種堿基基m m個(gè)，個(gè)，經(jīng)過經(jīng)過n n次復(fù)制次復(fù)制需要游離需要游離的該堿基為：的該堿基為：若親代若親代DNADNA分子中含有某種堿分子中含有某種堿基基m m個(gè)，個(gè)，第第n n次復(fù)制次復(fù)制需要游離的需要游離的該堿基為：該堿基為：（2n- 1）m漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品352021/8/232P32P蛋白質(zhì)外殼：蛋白質(zhì)外殼： 32S31P35S32P32P

19、32P32P31P31P一代一代32P31P32P31P31P31P31P31P二代二代35S構(gòu)建模型構(gòu)建模型漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品362021/8/231P32P2n0n-22漢漢水水丑丑生生侯侯偉偉作作品品372021/8/2 1 1、有、有1515N N標(biāo)記的一個(gè)標(biāo)記的一個(gè)DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N的培養(yǎng)基中復(fù)制三的培養(yǎng)基中復(fù)制三次，則含次，則含1515N N的的DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子的比例分子的比例_，含，含1515N N的鏈的鏈占全部占全部DNADNA分子單鏈的比例依次是分子單鏈的比例依次是 _ A. 1/4 A. 1/4

20、、1/8 B. 1/21/8 B. 1/2、1/4 1/4 C. 1/4 C. 1/4 、1/16 D. 1/81/16 D. 1/8、1/81/8A382021/8/28 8、某一個(gè)、某一個(gè)DNADNA分子的堿基總數(shù)中，腺嘌呤為分子的堿基總數(shù)中，腺嘌呤為200200個(gè)，復(fù)制個(gè)，復(fù)制n n次次后，消耗周圍環(huán)境中含腺嘌呤的脫氧核苷酸后，消耗周圍環(huán)境中含腺嘌呤的脫氧核苷酸30003000個(gè)，該個(gè)，該DNADNA分子已經(jīng)復(fù)制了幾次分子已經(jīng)復(fù)制了幾次 A A三次三次 B B四次四次 C C五次五次 D D六次六次B B（2 2N N -1-1）200 = 3000200 = 3000392021/8/

21、2世代世代分子分子總數(shù)總數(shù)DNADNA分子在離心分子在離心管中位置管中位置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之分子之比比1515N N分子分子雜種分子雜種分子1414N N分子分子 0 0 1 1 2 2 3 39 9、將普通的大腸桿菌（、將普通的大腸桿菌（DNADNA種含種含1414N N ）放在含）放在含1515N N的培養(yǎng)液培的培養(yǎng)液培養(yǎng)若干代，請完成下表養(yǎng)若干代，請完成下表402021/8/2世代世代分子分子總數(shù)總數(shù)DNADNA分子在離心管分子在離心管中位置中位置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之分子之比比1515N N分子分子雜種分子雜種分子1414N N分子分子 0 0 1 1 2 2 3 3全在上部全在上部1 12 24 48 8全在中部全在中部中中+ + 下下中中+ + 下下1 11 1412021/8/2(2010(2010山東山東)7.)7.蠶豆根尖細(xì)胞在含蠶豆根尖細(xì)胞在含3 3H H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記