DNA分子的结构与复制

1、第第1818讲讲DNADNA分子的结构和复制分子的结构和复制复习目标导航复习目标导航1.DNA与与RNA的比较的比较2.识记识记DNA分子的基本组成单位及其化学组成分子的基本组成单位及其化学组成3.理解理解DNA分子结构及特点分子结构及特点4.理解理解DNA分子的复制过程及意义分子的复制过程及意义5.掌握碱基互补配对原则并熟练计算掌握碱基互补配对原则并熟练计算全称全称五碳糖五碳糖碱基碱基基本单位基本单位主要存在主要存在位置位置结构结构功能功能脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖、脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（4种种)核糖核苷酸核糖核苷酸 (4种）种）细胞核细胞核细胞质细胞

2、质规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构单链单链主要的遗传物质主要的遗传物质少数病毒的遗传物质少数病毒的遗传物质RNARNA的类型的类型信使信使RNA( mRNA )RNA( mRNA )转运转运RNA( tRNARNA( tRNA ) )核糖体核糖体RNA( rRNARNA( rRNA ) )DNA的结构：的结构： 5种元素种元素3类物质类物质4种基本单位种基本单位2条链条链1种结构种结构 5种种元素：元素：C 、H、 O、 N、 P3类类物质：脱氧核糖物质：脱氧核糖 含氮碱基含氮碱基 磷酸磷酸4种种基本单位基本单位: (ATCG)脱氧核苷酸脱氧核苷酸2条链条链: 脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链1种结构

3、种结构: 双螺旋结构双螺旋结构DNADNA的化学组成的化学组成（1 1）脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸A GC T基本单位脱氧核苷酸基本单位脱氧核苷酸12345DNADNA的化学结构的化学结构（2 2）连连 接接 ATGCATGC3-5磷磷酸二酯酸二酯键键氢氢键键5533沃森和克里克认为：沃森和克里克认为：DNA分分子的空间结构是规则的双螺子的空间结构是规则的双螺旋结构。旋结构。2、DNA的立体结构：的立体结构：DNA分子空间结构主要特点分子空间结构主要特点DNA分子是有分子是有 条链组成，条链组成， 盘旋盘旋成成 结构。结构。 交替连接，排列在外侧，交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；构成

4、基本骨架； 排列在内侧。排列在内侧。碱基通过碱基通过 连接成碱基对，并遵循连接成碱基对，并遵循 原则。原则。反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸碱基对碱基对氢键氢键碱基互补配对碱基互补配对2结构特点结构特点 1、每个每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构分子具有稳定的双螺旋结构 2、脱氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不变、脱氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不变 3、碱基之间的氢键维持了双螺旋结构的稳定、碱基之间的氢键维持了双螺旋结构的稳定 4、DNA分子两条链之间对应碱基严格按照碱分子两条链之间对应碱基严格按照碱 基互补配对原则基互补配对原则 5、每个特定、每个特定DNA分子碱基对

5、的数量和顺序不变分子碱基对的数量和顺序不变稳定性稳定性:特异性特异性:多样性多样性: 碱基对的排列顺序千变万化碱基对的排列顺序千变万化每个特定的每个特定的DNA分子中都是特定的碱基对分子中都是特定的碱基对排列顺序排列顺序一分子一分子DNA初步水解后得到的产物是：初步水解后得到的产物是：一分子一分子DNA被彻底水解后得到的产物是：被彻底水解后得到的产物是：一分子一分子DNA被分解后得到的产物是：被分解后得到的产物是：4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸磷酸、脱氧核糖、碱基磷酸、脱氧核糖、碱基CO2、H2O、含、含N物物1、关于、关于DNA和和RNA的叙述，正确的是：的叙述，正确的是： A、DNA有氢键，有

6、氢键，RNA没有氢键没有氢键 B、一种病毒同时含有、一种病毒同时含有DNA和和RNA C、原核细胞中有、原核细胞中有DNA，也有，也有RNA D、叶绿体、线粒体和核糖体都有、叶绿体、线粒体和核糖体都有DNAC下图为下图为DNA分子结构示意图，下列有关叙述正确的是分子结构示意图，下列有关叙述正确的是A若该若该DNA分子中分子中G-C碱基对比例较高，则热稳定性较低碱基对比例较高，则热稳定性较低B由由组成，它代表组成，它代表DNA分子的基本组成单位分子的基本组成单位CDNA复制时，复制时，需解旋酶，需解旋酶，和和连接需连接需DNA聚合酶聚合酶D已知复制时已知复制时可脱氨为可脱氨为“U”，则能产生，则

7、能产生U-A碱基对碱基对D 不同生物或同一生物的不同器官不同生物或同一生物的不同器官( (细胞细胞) )的的DNADNA分子有分子有关碱基比率如下表关碱基比率如下表: :请分析回答请分析回答: :生物或细生物或细胞胞酵母酵母菌菌小小麦麦人人猪猪牛牛肝肝胰胰脾脾肾肾 精子精子 肺肺A+T/G+CA+T/G+C1.791.791.211.21 1.521.52 1.431.43 1.431.431.431.431.31.3 1.291.291.31.3 (1)(1)表中可见表中可见, ,不同种生物不同种生物DNADNA的相关碱基比率显著不的相关碱基比率显著不同同, ,这一事实表明这一事实表明,DN

8、A,DNA分子结构具有分子结构具有_。 (2) (2) 牛的组织细胞的牛的组织细胞的DNADNA相关碱基比率与其它都不相相关碱基比率与其它都不相同同, ,这一事实表明这一事实表明DNADNA分子结构具有分子结构具有_。 (3)(3)牛的肾和肺的牛的肾和肺的DNADNA相关碱基比率相同相关碱基比率相同, ,原因是原因是_。多样性多样性特异性特异性它们均来自于同一受精卵的有丝分裂它们均来自于同一受精卵的有丝分裂 对染色体、对染色体、DNADNA、基因三者关系的叙述中，不、基因三者关系的叙述中，不正确的是正确的是 （ ） A.A.每一条染色体上含有一个或两个每一条染色体上含有一个或两个DNADNA，

9、每个，每个 DNADNA分子上含有许多基因分子上含有许多基因 B.B.都能复制、分离和传递都能复制、分离和传递 C.C.三者都是生物细胞的遗传物质三者都是生物细胞的遗传物质 D.D.生物的传种接代中，染色体的行为决定着生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNADNA 和基因的行为和基因的行为C碱基比例的计算和应用碱基比例的计算和应用:1.若若DNA分子的分子的一条一条链中链中(AT)/(CG)=a，则和该则和该DNA单链互补的单链片段中单链互补的单链片段中 (AT)/(CG)的比值为的比值为 Aa B1/a C1 D1-1/a2.一段多核苷酸链中的碱基组成为：一段多核苷酸链中的碱基组成为：35

10、的的A、20的的C、35的的G、10的的T。它是。它是一段一段 A双链双链DNA B单链单链DNA C双链双链RNA D单链单链RNA AB3. 在双链在双链DNA分子中，当分子中，当(A+G)/(T +C)在在一条多脱氧核苷酸链上的比例为一条多脱氧核苷酸链上的比例为0.4时，时，则在另一互补链则在另一互补链和整个和整个DNA中，这种中，这种比例分别是比例分别是 A. 0.4，1 B. 1 ，1 C. 0.6，1 D. 2.5，14.由由120个碱基对组成的个碱基对组成的DNA分子片段，分子片段，可因其可因其碱碱基对组成和序列不同携带不同基对组成和序列不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达的遗

11、传信息，其种类最多可达 A. 120 B. 1204 C. 460 D. 4120DD在一个双链在一个双链DNA分子中分子中,G占碱基总量的占碱基总量的18,其中一条链中其中一条链中G占占20,那么此链中那么此链中C应为多少？应为多少？16某某DNA中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的含量的46%，已知其中一条链的碱基中，已知其中一条链的碱基中28%是腺嘌呤，是腺嘌呤，22%是胞嘧啶，求：与已是胞嘧啶，求：与已知链相对应的链中腺嘌呤占该链全部碱基知链相对应的链中腺嘌呤占该链全部碱基的（的（ ）。）。2626%二、二、DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据思

12、考以下问题：思考以下问题：1、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养、大肠杆菌首先放在什么培养基中培养 的？的？2、然后转移到什么培养基中培养的？、然后转移到什么培养基中培养的？3、如果是半保留复制的，离心后应该出现、如果是半保留复制的，离心后应该出现 几条带？几条带？4、三条带离心后在试管中的分布如何？、三条带离心后在试管中的分布如何？5、实验结论是什么？、实验结论是什么？重带重带中带中带轻带轻带中带中带亲代亲代(第一代第一代)第二代第二代第三代第三代第四代第四代15N14N解旋酶催化解旋酶催化解旋：解旋：模板模板 （在（在DNA聚合酶的催化下，聚合酶的催化下，利用利用游离的脱氧核苷酸进行碱基配游

13、离的脱氧核苷酸进行碱基配对对）复制复制: 以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）复制后的复制后的DNA:同时进行同时进行组成组成复制过程复制过程:三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程（1 1）（2 2）（3）（4）1、场所：、场所：2、时期：、时期：3、条件、条件4、复制、复制过程过程：5、复制特点复制特点：6、复制的结果：、复制的结果：7、复制的精确性：、复制的精确性：8、复制的生物学意义：、复制的生物学意义：细胞核细胞核有丝分裂间期和减数第一次分裂间期有丝分裂间期和减数第一次分裂间期模板模板原料原料能量能量酶酶半保留复制

14、半保留复制1DNA2DNA高高保证了亲子两代间性状相似保证了亲子两代间性状相似边解旋边复制边解旋边复制原因能能“精确精确”复制的原因：复制的原因：1、DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；提供模板；2、碱基具有互补配对的能力，能够使复制准、碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。确无误。DNA复制（细胞内复制）复制（细胞内复制）PCR技术（体外技术（体外DNA复制技术）复制技术）场所场所原料原料模板模板酶酶能量能量过程过程细胞核、线粒体、叶绿体细胞核、线粒体、叶绿体 体外体外4种游离脱氧核苷酸种游离脱氧核苷酸 4种游离脱氧核苷酸种游离脱氧核苷酸DNA分

15、子中的两条链分子中的两条链目的基因（或目的基因的目的基因（或目的基因的 两条链）两条链）解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等(DNA连接酶连接酶) 耐热耐热DNA聚合酶（聚合酶（Taq酶）酶）ATP 不需要不需要ATP，能量来自外界加热，能量来自外界加热1、解旋：、解旋：2、合成、合成3、盘旋、盘旋1、变性、变性 2、复性、复性 3、延伸、延伸 规律规律1：亲代亲代DNA分子经分子经 n 次复制后，所次复制后，所合成的合成的DNA分子中，分子中，DNA分子数分子数，含亲代母，含亲代母链的链的DNA分子数，不含亲代母链的分子数，不含亲代母链的DNA分子分子数依次为：数依次为：2n变通：变通：亲

16、代母链与子代亲代母链与子代DNA链数链数之比为：之比为：含亲代母链的含亲代母链的DNA分子数与子代分子数与子代DNA分子数分子数之比为：之比为：2/（2n2）2/ 2nDNADNA复制有关计算规律总结复制有关计算规律总结即即1/（2n） 22n-2规律规律2：含某碱基数为含某碱基数为a的亲代的亲代DNA分子分子经经 n 次复制次复制后后，所需该游离的脱氧核所需该游离的脱氧核苷酸数苷酸数R是多少？是多少？R =R =2n-1( )a4 4(2009(2009江苏江苏12)12)下图为真核生物染色体上下图为真核生物染色体上DNADNA分子复制过程分子复制过程示意图，有关叙述错误的是示意图，有关叙述

17、错误的是 （ ）AA A图中图中DNADNA分子复制是从多个起点同时开始的分子复制是从多个起点同时开始的B B图中图中DNADNA分子复制是边解旋边双向复制的分子复制是边解旋边双向复制的C C真核生物真核生物DNADNA分子复制过程需要解旋酶分子复制过程需要解旋酶D D真核生物的这种复制方式提高了复制速率真核生物的这种复制方式提高了复制速率“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述

18、正确的是的是( )( )A.A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子核酸分子B.B.甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行C.DNAC.DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D.D.一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次可起始多次D“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形

19、式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。某双链某双链DNADNA分子共有含氮碱基分子共有含氮碱基14001400个，其中一条链上个，其中一条链上(A+T(A+T）/ /（G+C)=2G+C)=2：5 5。问该。问该DNADNA分子连续复制两次共需游离的胸分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（腺嘧啶脱氧核苷酸（ ） A.300A.300个个 B.400B.400个个 C.600C.600个个 D.800D.800个个C C将用将用1515N N标记标记DNADNA的一个细菌放到普通培养基中连续培养的一个细菌放到普通培养基中连续培养3 3代。其子代中含代。其子代中含1515N

20、N的的DNADNA所占的比例是所占的比例是_,_,含含1515N N的脱的脱氧核苷酸链占全部多脱氧核苷酸链的比例是氧核苷酸链占全部多脱氧核苷酸链的比例是_。1 / 41 / 41 / 81 / 8下列有关说法正确的是：下列有关说法正确的是：A、若用、若用14N标记的某基因片段，在含标记的某基因片段，在含15N的环境中连的环境中连续复制续复制3次，不含次，不含14N的片段所占比例为的片段所占比例为1/4B、若某基因片段共有、若某基因片段共有48对碱基，其中含有对碱基，其中含有12个碱基个碱基A，则该片段第，则该片段第2次复制时，需要游离的次复制时，需要游离的C为为108个个C、一个标记为、一个标记为15N的双链的双链DNA分子在含分子在含14N的培养基的培养基中复制两次后，所得的子代中复制两次后，所得的子代DNA分子中含分子中含14N和和15N的脱氧核苷酸单链之比为的脱氧核苷酸单链之比为3：1D、若某基因片段共有、若某基因片段共有48对碱基，对碱基，G占占1/4，则该基因，则该基因片段中有片段中有24个个AT碱基对碱基对C 6.6.将将DNADNA用用1515N N的大肠杆菌作为亲代的大肠杆菌作为亲代, ,放放到到1414N N的培养基中的培养基中, ,使之连续繁殖两代使之连续繁殖两代(和和),),经离心处理经离心处理, ,结果如右图结果如右图( (黑带表示黑带表