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1、高中生物第一课时DNA的结构和复制第1页，本讲稿共19页第二节第二节DNADNA的的结构结构和和DNADNA的的复制复制第2页，本讲稿共19页 19531953年，沃森和克里克共同年，沃森和克里克共同提出了提出了DNADNA分子的双螺旋结构模分子的双螺旋结构模型。型。这一成就后来被誉为二十这一成就后来被誉为二十世纪以来生物学方面最伟大世纪以来生物学方面最伟大的发现，的发现，标志着分子生物学的标志着分子生物学的诞生诞生 19621962年，沃森、克里克和威年，沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得诺贝尔生尔金斯三人共同获得诺贝尔生理学和医学奖理学和医学奖沃森（沃森（美美.J.JD.WatsonD.W
2、atson，19281928）和）和克里克（克里克（英英.F.Crick.F.Crick，1916200419162004）解开DNA结构之谜（59页）第3页，本讲稿共19页第4页，本讲稿共19页 一、DNA的结构（2）基本单位：）基本单位：4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸（1）元素组成：）元素组成：C、H、O、N、P1.DNA的化学组成 含氮碱基：胞嘧啶（胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（）、胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（）、鸟嘌呤（G）含氮碱基含氮碱基脱氧核糖脱氧核糖AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸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P第6页，本讲稿共19页两个脱氧核苷
3、酸通两个脱氧核苷酸通过过磷酸二酯键磷酸二酯键连接连接PAPCPGPT脱氧核苷酸是怎样脱氧核苷酸是怎样形成形成DNA链的呢？链的呢？一、DNA的结构1.DNA的化学组成1 12 23 34 45 5O O第7页，本讲稿共19页2.DNA双螺旋结构的特点磷酸、脱氧核糖磷酸、脱氧核糖交替连交替连接接 构成基本骨架构成基本骨架两条链上的两条链上的碱基碱基按照按照碱碱基互补配对基互补配对原则原则通过通过氢氢键键形成形成碱基对碱基对3.内侧内侧:碱基碱基2.外侧：外侧：1.两条两条脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链反反向平行向平行盘绕成盘绕成双螺旋结双螺旋结构；构；PPPPA AT TC CG GP4 41 13
4、35 52 2oP4 41 13 35 52 2000003 3PPA AC CT TG GDNA的平面结构的平面结构102345012345第8页，本讲稿共19页 脱氧核糖与磷酸交替脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变排列的顺序稳定不变。碱基对排列顺序千变万化、碱基对排列顺序千变万化、碱基对的数量不同。碱基对的数量不同。两条链之间碱基互补两条链之间碱基互补配对的方式不变配对的方式不变稳定性：稳定性：多样性多样性：遗传信息：遗传信息：DNADNA分子中的碱分子中的碱基对排列顺序。基对排列顺序。特异性：特异性：特定的特定的DNADNA分子具有特定的分子具有特定的碱基排列顺序。碱基排列顺序。3.D
5、NA分子的特性：分子的特性：AAATTTGGGCCATC第9页，本讲稿共19页1.概念：概念：2.时间：时间：3.场所：场所：二、DNA的复制以亲代以亲代DNA为模板，合成子代为模板，合成子代DNA的过程的过程（DNA的复制实质是遗传信息的复制）的复制实质是遗传信息的复制）有丝分裂的有丝分裂的间期间期，减数第一次分裂的减数第一次分裂的间期间期主要在细胞核主要在细胞核，另有线粒体、叶绿体，另有线粒体、叶绿体4.方式：方式：1DNA2DNA第10页，本讲稿共19页两个子代两个子代DNADNA各保留各保留亲代DNA的一条链15N15N_DNA 半保留复制复制一次复制一次亲代亲代DNA子代子代DNA亲
6、代亲代DNA子代子代DNA全保留复制第11页，本讲稿共19页米西尔森和斯塔尔的实验：米西尔森和斯塔尔的实验：P63实验材料：大肠杆菌实验材料：大肠杆菌实验方法：实验方法：同位素标记法同位素标记法密度梯度离心密度梯度离心第12页，本讲稿共19页提出问题：提出问题：DNADNA以什么方式进行复制？以什么方式进行复制？作出假说：作出假说：半保留复制半保留复制子代子代DNADNA保留亲代保留亲代DNADNA的一条链的一条链演绎推理演绎推理（设计实验）（设计实验）实验材料：大肠杆菌实验材料：大肠杆菌实验方法：实验方法：同位素标记法同位素标记法 示踪元素：示踪元素：1515N N，1414N N将将DNA
7、DNA和氯化铯溶液和氯化铯溶液混合，进行混合，进行密度梯度离心密度梯度离心若假说正确，则经密度梯度离心后，亲代、子若假说正确，则经密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代一代、子二代DNADNA在离心管中各形成几种条带在离心管中各形成几种条带？如何分布？如何分布？假说假说-演绎：演绎：DNA半保留复制半保留复制方式假说的提出和验证15N14N14N15N15N_DNA1515NN1515NN15N15N14N14N14N14N14N15N14N第13页，本讲稿共19页 半保留复制半保留复制重带重带(下部下部)中带中带(中间中间)第14页，本讲稿共19页解旋：解旋：以解旋后的母链为模以解旋后的母链为
8、模板，进行碱基互补配板，进行碱基互补配对对母链母链子链子链形成两个新的形成两个新的DNA:同时进行同时进行（边解旋边复制）（边解旋边复制）组成组成5.5.复制过程复制过程解旋酶催化解旋酶催化复制复制:第17页，本讲稿共19页半保留复制半保留复制碱基互补配对原则碱基互补配对原则总结：总结：1.DNA复制需要的基本条件复制需要的基本条件:原料：原料：模板：模板：能量：能量：酶：酶：四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA解旋后的两条母链解旋后的两条母链解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等ATP2.DNA复制的特点复制的特点:边解旋边复制边解旋边复制3.DNA复制的原则复制的原则:第18页，本讲稿共19页 思考与探究1.DNA能够准确复制的原因 ，为复制提供精为复制提供精确模板；确模板；原则，使复原则，使复制准确无误。制准确无误。2.DNA2.DNA复制的意义复制的意义 从亲代传给子代，保从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。持了遗传信息的连续性。DNA独特的双螺旋结构碱基互补配对遗传信息第19页，本讲稿共19页