DNA的分子结构与复制.pptx

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1、考纲要求权威解读1.DNA分子结构的主要特点()2DNA分子的复制()3基因的概念()1.掌握DNA分子的组成单位、构成方式及特点。2掌握DNA分子复制的过程、条件及结果。3理解基因的概念及与染色体的关系。第1页/共46页第2页/共46页1DNA的两条链_平行。2碱基对的形成遵循_原则。由该原则知：AT，GC，因此：AG_TG50%(ATGC)。第3页/共46页二、DNA分子的复制1概念：以_为模板合成子代DNA的过程。2发生时期：有丝分裂_和减数_。3过程(1)解旋：在_的作用下，两条螺旋的双链解开。(2)合成子链：以解开的每一段母链为模板，在_等酶的作用下，按照_原则，合成与母链互补的子链

2、。(3)形成子代DNA分子：延伸子链，母子链盘绕成_结构。第4页/共46页模板_原料4种游离的_能量ATP酶_和_等 6.准确复制的原因 (1)DNA分子独特的_提供精确模板。(2)通过_保证了复制的准确进行。7意义：将_从亲代传给了子代，保持了遗传信息的_。第5页/共46页三、基因是有遗传效应的DNA片段1基因与DNA的关系一个DNA分子上有_基因。构成基因的碱基数_(填“大于”、“小于”、“等于”)DNA分子的碱基总数。2基因的实质：_。3遗传信息与DNA的关系遗传信息蕴藏在DNA分子的_之中。第6页/共46页4DNA分子特性(1)多样性：主要取决于_。(2)_：是由DNA分子中特定的碱基

3、排列顺序决定的。(3)稳定性：主要取决于DNA分子的双螺旋结构。第7页/共46页自我校对：一、脱氧核苷酸脱氧核糖碱基磷酸、脱氧核糖碱基双螺旋结构反向碱基互补配对TCAC二、亲代DNA间期第一次分裂前的间期 解旋酶DNA聚合酶碱基互补配对 双螺旋边解旋边复制半保留DNA分子的两条链脱氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶双螺旋结构碱基互补配对遗传信息连续性三、许多小于有遗传效应的DNA片段 4种碱基的排列顺序碱基排列顺序特异性第8页/共46页一、DNA分子结构的主要特点1DNA分子结构(1)基本单位：四种脱氧核苷酸DNA的基本组成元素C、H、O、N、P1脱氧核糖1含氮碱基(A、T、G、C)1磷酸基团1脱氧核

4、苷酸多个脱氧核苷酸两条DNA链双螺旋DNA分子如图：第9页/共46页第10页/共46页(2)DNA的平面结构 第11页/共46页碱基之间的配对方式有两种，即上图所示的A一定与T配对，G一定与C配对。配对的碱基之间以氢键相连，A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。配对的两个脱氧核苷酸方向相反，尤其要注意脱氧核糖的位置。第12页/共46页(3)两条长链反向平行盘绕形成规则的双螺旋结构两条链反向平行。外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列。内部为碱基互补配对。第13页/共46页2DNA分子的特点(1)稳定性：两条链盘旋成反向平行的双螺旋结构，是DNA分子结构稳定的基础。其特点是：DNA分子是由两条链

5、组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。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；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，遵循碱基互补配对原则。(2)多样性：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，碱基排列顺序千变万化，导致DNA分子的多样性。第14页/共46页(3)特异性：特定的碱基排列顺序代表了特定的遗传信息，构成了DNA分子的特异性。二、DNA分子的复制1概念：DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2复制时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。3复制方式：半保留复制。4复制特点：边解旋边复制。第

6、15页/共46页5复制条件(1)模板：DNA分子的两条链。(2)原料：四种游离的脱氧核苷酸。(3)能量：ATP。(4)酶：解旋酶、DNA聚合酶。6复制场所：主要在细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有。7过程：解旋碱基互补配对延伸复旋。8结果：形成两个完全相同的DNA分子。第16页/共46页9准确复制的原因：一是独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；二是严格的碱基互补配对保证了复制准确的进行。10复制意义：DNA分子通过复制，将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46页三、基因概念的理解1.从结构上看(1)基因是DNA上一个个特定的片段，一个DNA分子上有许

7、多个基因。(2)基因与DNA结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的，也是双螺旋结构。(3)每个基因的脱氧核苷酸数目及排序是特定的。(4)基因中的碱基排列顺序(或脱氧核苷酸的排列顺序)代表遗传信息。2从功能上看基因具有遗传效应，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状。第18页/共46页一、DNA分子的有关计算1碱基互补配对的计算(1)碱基互补配对原则导出：AT，GC，即任一双链DNA分子中，互补配对的两种碱基数目相等。(2)由AT，GC导出AGTCACTG50%(ATGC)，或者(AG)/(TC)(AC)/(GT)1。DNA双链中的两个互补碱基

8、数相等；任意两个不互补的碱基之和相等，占碱基总数的一半。第19页/共46页(3)一个DNA分子中的某种碱基(以A为例，若其在某一DNA分子中所占比例为m)所占的比值等于各条链上该碱基所占比值(1、2分别表示DNA的两条链，A1m1、A2m2)的和的平均数。即m(m1m2)/2。因为两条链上AA1A2，而整个DNA分子的碱基数目，是每条链的两倍。第20页/共46页(4)由AT，GC，且A1T2、A2T1、C1G2、G1C2，可得A1T1A2T2或G1C1G2C2(1、2分别代表DNA分子的两条链，下同)，即一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两个碱基的和。进而可得“互补配对的两种碱基的和占整个D

9、NA分子的比例等于各条链上相应碱基的和占该链的比例”，即(A1T1)/(A2T2)/(AT)/()或者(G1C1)/(G2C2)/(GC)/()(、为每条链上的碱基总数)，进而可得(A1T1)/(G1C1)(A2T2)/(G2C2)(AT)/(GC)，即 DNA分子中互补配对的两种碱基和的比值等于各条链上相应碱基和的比值。(谐音记作“补了全都一样”)第21页/共46页(5)在DNA双链中，一条单链的(A1G1)/(T1C1)的值，与另一条互补链的(A2G2)/(T2C2)的值互为倒数。(谐音记作“不补倒数第一”)(6)已知双链DNA分子中一种碱基的数量，求一个DNA分子复制n代，所消耗的该种游

10、离的碱基数量。若已知DNA分子中碱基A数量为m，碱基总数为a，则DNA分子连续复制n代需要游离的碱基A(2n1)m，G(2n1)(1/2m/a)a。第22页/共46页例1(2011江苏镇江模拟)某双链DNA分子共含有含氮碱基1400个，其中一条单链上(AT)/(GC)2/5，问该DNA分子连续复制两次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是()A300个B400个C600个 D1200个解析本题考查碱基互补配对的有关规律的应用。由题中所给信息求出，DNA分子中T200个，复制两次用的游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数目是(221)200600个。答案C第23页/共46页2与复制有关的计算(1)一个DNA

11、分子复制n代，生成的DNA分子数：2n。(2)一个DNA分子复制n代，新生成的DNA分子数：2n1。(3)一个DNA分子复制n代，含有亲代链的DNA分子数占所有子代DNA分子数的比例：2/2n1/2n1。(4)一个DNA分子复制n代，亲代链数目占所有子代DNA分子链数目的比例：2/2n11/2n。第24页/共46页例2(2011天津六校联考)将大肠杆菌置于含15N的培养基上培养。这样，后代大肠杆菌细胞中的DNA双链均被15N标记。然后将被15N标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基中，繁殖两代。亲代、第一代、第二代大肠菌DNA的状况如图所示：第25页/共46页(1)第一代大肠杆菌DNA贮存的遗传

12、信息与亲代大肠杆菌DNA贮存的遗传信息完全相同的原因是_。(2)如果将第二代大肠杆菌的DNA分子总量作为整体1，其中，带有15N的第二代大肠杆菌DNA分子约占总量的_%。(3)如果将第二代大肠杆菌的DNA含量(DNA单链总量)作为整体1，其中第二代大 肠 杆 菌 的 DNA中 被15N标 记 的 DNA含 量(脱 氧 核 苷 酸 单 链)约 占 总 量 的_%。第26页/共46页解析(1)DNA复制精确的原因：一是以含15N的亲代DNA分子作模板，二是碱基互补配对原则。(2)亲代DNA为标有15N的DNA，第一代DNA为杂合DNA分子(即一条链含15N，一条链含14N)，第二代以两个杂合DNA

13、为模板，以含14N的脱氧核苷酸为原料，共合成4个DNA，其中两个完全标有14N，两个仍为杂合(即含15N)占总量的50%。(3)第二代4个DNA分子中，含15N的链有两条，占总链的比例为2/825%。答案(1)以亲代15N标记的DNA分子为模板，通过碱基互补配对原则合成 (2)50 (3)25第27页/共46页二、基因、脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系1染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系第28页/共46页2基因、染色体、蛋白质、性状的关系第29页/共46页1.(2010上海高考)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中()AG的含量为30%BU的

14、含量为30%C嘌呤含量为50%D嘧啶含量为40%解析：本题考查DNA两条链的碱基互补配对原则。根据碱基互补配对原则，一段DNA片段总A的含量为30%，则T的含量也是30%，根据碱基互补配对原则，AT，CG，所以嘌呤总数等于嘧啶总数，嘌呤的总数为50%。答案：C第30页/共46页2.(2007上 海 高 考)已 知 某 DNA分 子 共 含 有 1000个 碱 基 对，其 中 一 条 链 上AGTC1234。该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是 ()A600个B900个C1200个D1800个解析：本题考查了与DNA计算有关的知识。由题中所给的条件，AGTC1234，可知(A

15、T)(GC)46，则一个DNA分子中AT400个，GC600个。该DNA分子连续复制2次，产生4个DNA分子，共有G：60042400个，利用了游离的G为24006001800个。答案：D第31页/共46页3.(2007广东高考)下列关于DNA复制的叙述，正确的是()A在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制BDNA通过一次复制后产生四个DNA分子CDNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制D单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链 第32页/共46页解析：此题考查DNA复制过程。DNA是在细胞分裂的间期进行复制的，其复制过程是边解旋边复制，特点为半保留复制，即以每一条解开的母链作模板，按

16、碱基互补配对原则合成新的子链，合成子链需要的酶是DNA聚合酶；复制的结果为一个DNA分子成为两个相同的DNA分子。答案：A第33页/共46页4.(2010北京高考)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中惟一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子代B的子代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)第34页/共

17、46页请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过_代培养，且培养液中的_是惟一氮源。(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第_组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第_组和第_组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是_。第35页/共46页(3)分析讨论：若子代DNA的离心结果为“轻”和“重”两种密度带，则“重带”DNA来自于_，据此可判断DNA分子的复制方式不是_复制。若将子代DNA双链分开后再离心，其结果_(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。若在同等条件下将子代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生变化

18、的是_带。若某次实验的结果中，子代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为_。第36页/共46页解析：本题以图表为信息载体，综合考查微生物培养及DNA复制的有关知识。(1)DNA的复制方式是半保留复制，即子代DNA中总有一条链来自亲代DNA，复制的代数越多，含亲代DNA母链的DNA分子比例越低，因此，要想获得DNA被全部标记的大肠杆菌，必须经过多代培养(至少第二代中才出现)；由表可知，所供物质中惟一的氮源是15NH4Cl。(2)由于第一组是A完全含14N的DNA，第二组B是经多代培养后完全被15N标记的DNA，而第三组是第二组B经过一次复制形

19、成的子代DNA，其离心结果显示，新合成的DNA全部为中带，即一条链含被标记的15N，一条链含为被标记的14N。第37页/共46页在得到结论时，必须是将第一组的A(全部轻带)与第二组的B(全部重带)进行比较，才能说明B的子一代的全部中带的获得方式是半保留复制。(3)若子代出现两条带，分别是轻带和重带，则重带DNA只能来自B被15N标记的DNA，轻带只能来自新合成的DNA，因此，可推测DNA的复制方式不是一条链来自亲代DNA一条链新合成的半保留复制，而称为全保留；若将子一代DNA双链分开，则离心结果也会出现轻带和重带两条带，但不能判断DNA的复制方式；若将子代继续培养，则子n代离心，密度带仍为中带和轻带两条，仍是中带具有放射性，放射性强度发生变化的位置在轻带，放射性衰减；第38页/共46页若实验结果中子代中带略宽，其最可能的原因是新合成的DNA单链中仍有部分被15N标记。答案：(1)多 15NH4Cl (2)3 1 2 半保留复制 (3)B 半保留 不能 没有变化 轻 15N第39页/共46页感谢您的欣赏！第46页/共46页