DNA分子的结构(1)

1、第二节第二节 DNADNA分子的结构分子的结构T 脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱碱 基基A G C磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖ACT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸G脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类探究探究1：DNA分子的结构特点分子的结构特点 自学课本自学课本P47-19，小组讨论完成：，小组讨论完成：1、从总体上看，、从总体上看，DNA是一种什么结构？由几条链组成？是一种什么结构？由几条链组成？两条链的方向如何？两条链的方向如何？2、DNA分子外侧排列的是什么？内侧排列的是什么？磷分子外侧排列的是什么

2、？内侧排列的是什么？磷酸和脱氧核糖的排列有什么规律？哪一部分是酸和脱氧核糖的排列有什么规律？哪一部分是DNA的基的基本骨架？本骨架？3、DNA的碱基是依靠什么结构连接起来的？遵循什么原的碱基是依靠什么结构连接起来的？遵循什么原则？则？一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链DNADNA分分子子结结构构主主要要特特点点DNA分子结构主要特点分子结构主要特点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

3、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探究探究2：DNA分子的特性分子的特性思考：思考：1、不同、不同DNA两条长链上的什么结构是稳定不变的？两条长链上的什么结构是稳定不变的？2、什么结构是千变万化的？、什么结构是千变万化的？3、每个、每个DNA分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？分子各自的碱基排列顺序是特定的吗？ 思考：思考：研究表明：研究表明：DNA结构的稳结构的稳定性与四种碱基的含量有定性与四种碱基的含量有关：关：G和和C的含量越多，的含量越多，DNA的结构就越稳定。的结构就越稳定。 基本骨架为磷酸和脱氧核糖交替排列；基本骨架为磷酸和

4、脱氧核糖交替排列； 两链反向平行；两链反向平行； 有两个游离的磷酸基团；有两个游离的磷酸基团； 具有稳定性、多样性、特异性具有稳定性、多样性、特异性DNA的复制的复制 最早提出的DNA复制模型有二种；一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测1、全保留复制：、全保留复制：新复制出新复制出 的分子直接形成，完全的分子直接形成，完全 没有旧的部分；没有旧的部分；2、半保留复制：、半保留复制：形成的分子形成的分子 一半是新的，一半是旧的；一半是新的，一半是旧的；复制一次复制一次复制一次复制一次沃森和克里克推测是半保留复制模型沃森和克里克推测是半保留复制模型亲代亲代DNA子代子代DNA1、按照半保留

5、复制的原理请大家思考按照半保留复制的原理请大家思考:右右边的亲代边的亲代DNA复制一次和复制二次后复制一次和复制二次后,其其子代子代DNA的组成是怎么样的？（用红色表的组成是怎么样的？（用红色表示新形成的链）示新形成的链）请同学思考下列问题：请同学思考下列问题：2、要用实验来验证这一结论，我们需要对要用实验来验证这一结论，我们需要对旧链和新链进行区分。结合第一节的知识，旧链和新链进行区分。结合第一节的知识，想一想我们怎样区分他们？想一想我们怎样区分他们？3、若以若以15N来标记亲代细胞来标记亲代细胞DNA的两条链，然后放在含的两条链，然后放在含14N的培的培养基中培养，子一代、子二代养基中培养

6、，子一代、子二代DNA分别含哪种元素？分别含哪种元素？4、选择什么观察指标来说明本实验的假设正确与否？、选择什么观察指标来说明本实验的假设正确与否？5、若假设正确，离心后亲代、子一代、子二代若假设正确，离心后亲代、子一代、子二代DNA会怎么分布？会怎么分布？重带重带(下部下部)1515N/N/1515N N中带中带(中间中间)1515N/N/1414N N轻带轻带(上部上部)1414N/N/1414N N中带中带(中间中间)1515N/N/1414N N子一代子一代子二代子二代亲亲 代代6、如果不断地复制下去，每一次自制后都离心，离心的结果会如果不断地复制下去，每一次自制后都离心，离心的结果会

7、不会有变化？不会有变化？二、二、DNADNA半保留复制的实验证据（见教材）半保留复制的实验证据（见教材）重带重带(下部下部)1515N/N/1515N N中带中带(中间中间)1515N/N/1414N N轻带轻带(上部上部)1414N/N/1414N N中带中带(中间中间)1515N /N /1414N N 三、三、DNADNA复制的过程复制的过程思考如下问题：思考如下问题：DNADNA分子的复制小结：分子的复制小结：边解旋边复制边解旋边复制解旋酶、聚合酶等解旋酶、聚合酶等解旋解旋 合成合成 螺旋螺旋 子代子代DNA 能够准确复制的原因是什么？能够准确复制的原因是什么？DNA具有独特的双螺旋结

8、构，能为复制提供模具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；板；碱基具有互补配对的能力，能使复制准确无误。碱基具有互补配对的能力，能使复制准确无误。染色体染色体基因基因1基因基因2mRNA（信使（信使RNA）单链单链单链单链单链单链mRNA(mRNA(信使信使RNA)RNA)tRNAtRNA（转运（转运RNA)RNA)rRNArRNA（核糖体（核糖体RNARNA）DNAmRNA蛋白质蛋白质核核孔孔UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子（一种氨基酸具有两个或多个密码子的现象称为密码子的（一种氨基酸具有两个或多个密码子的现象称为密码子的简并性简并性 ）（对应于同一种

9、氨基酸的不同（对应于同一种氨基酸的不同 密码子称为同义密码子）密码子称为同义密码子） U A U U A UUC U谷氨酸谷氨酸 核糖体核糖体AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCU谷氨酸谷氨酸AAGUG A AAGmRNAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸AAGUG A AAGmRNA脱水缩合脱水缩合UCU谷氨酸谷氨酸U A C甲硫氨酸甲硫氨酸UC U谷氨酸谷氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA翻翻译译 DNADNA复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录时间时间分裂间期分裂间期生命历程生命历程生命历程生命历程病毒侵入细病毒侵入细胞时胞时场所场所只有分裂的细胞只有分裂的细胞

10、才有，细胞核、才有，细胞核、线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体所有活细胞，所有活细胞，细胞核、线细胞核、线粒体、叶绿粒体、叶绿体体所有活细胞，所有活细胞，核糖体核糖体寄主细胞中寄主细胞中模板模板两条链两条链基因编码区基因编码区的一条链，的一条链，有遗传信息；有遗传信息；DNADNA两链的两链的遗传信息不遗传信息不同同mRNAmRNA，上有，上有密码子密码子病毒的病毒的RNARNA原料原料脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸寄主细胞的寄主细胞的脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录酶酶解旋酶、解旋酶、DNADNA聚聚合酶等合酶等解旋酶、解旋酶、RNARNA

11、聚合酶聚合酶等等略略逆转录酶逆转录酶碱基配碱基配对对A-TA-T、G-CG-C，涉及，涉及4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸A-TA-T、G-CG-C、A-UA-U涉及涉及8 8种种核苷酸核苷酸G-CG-C、A-UA-U涉涉及及4 4种核苷种核苷酸酸A-TA-T、G-CG-C、A-UA-U涉及涉及8 8种核苷酸种核苷酸同生物同生物不同体不同体细胞产细胞产物比较物比较核核DNADNA同，数量同，数量不同不同不同不同1 1、蛋白质种类不同、蛋白质种类不同2 2、基因突变后，蛋白质、基因突变后，蛋白质种类可能变（碱基对数种类可能变（碱基对数量改变影响大于种类改量改变影响大于种类改变），可能不变（基因变）

12、，可能不变（基因突变发生在非编码序列突变发生在非编码序列；不同密码子对应同一；不同密码子对应同一氨基酸；隐性突变）氨基酸；隐性突变）逆转录病毒的略逆转录病毒的略 DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定实验原理实验原理1.1. NaClNaCl的物质的量浓度为的物质的量浓度为0.14 mol0.14 molL L时时,DNA,DNA的溶解度最低。的溶解度最低。2.DNA2.DNA不溶于酒精溶液不溶于酒精溶液。3.DNA3.DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色。1、胀破细胞，得、胀破细胞，得DNA溶液溶液（1） 鸡血细胞液鸡血细胞液5-10ml，加入蒸馏水，加入蒸馏水20ml

13、，使，使血血细胞加速破裂细胞加速破裂，过滤，取其，过滤，取其滤液滤液。(2)(2)溶解细胞核内的溶解细胞核内的DNA DNA 将物质的量浓度为将物质的量浓度为2mol/l2mol/l的氯化钠溶液的氯化钠溶液40ml40ml加入加入到滤液中，搅拌使其混合均匀，这时到滤液中，搅拌使其混合均匀，这时DNADNA在溶液中呈在溶液中呈溶解状态。溶解状态。2、析出含、析出含DNA的黏稠物的黏稠物 沿烧杯内壁缓缓加入蒸馏水，同时轻轻搅拌，这时沿烧杯内壁缓缓加入蒸馏水，同时轻轻搅拌，这时会有丝状物出现，随着蒸馏水的加入逐渐增多，一会有丝状物出现，随着蒸馏水的加入逐渐增多，一直到直到氯化钠浓度约为氯化钠浓度约为

14、0.14mol/l时时，不再继续增加。，不再继续增加。实验步骤实验步骤3、第二次析出、第二次析出DNA 的黏稠物的黏稠物（1）所得）所得DNA加入加入2mol/l的氯化钠溶液的氯化钠溶液20ml，使，使其溶解。其溶解。（2 2）过滤，取）过滤，取其滤液，其滤液，DNA溶于滤液中溶于滤液中（3）加入）加入冷却的酒精溶液冷却的酒精溶液50ml，溶液中出现杂质，溶液中出现杂质较少的丝状物，它的主要成分就是较少的丝状物，它的主要成分就是DNA。DNA的鉴定的鉴定 用用二苯胺（沸水浴）二苯胺（沸水浴）鉴定，鉴定，DNA遇二苯遇二苯胺会变胺会变蓝色蓝色。 两次加入蒸馏水的作用一样吗？两次加入蒸馏水的作用一

15、样吗？ DNA的直径约为的直径约为2nm，实验中出现的丝状，实验中出现的丝状物的粗细是否就表示一个物的粗细是否就表示一个DNA分子直径的分子直径的大小？大小？计算计算DNA复制过程的同位素标记 若用若用3232P P标记亲代标记亲代DNADNA，则经过，则经过n n次复制后，次复制后， 子代子代DNADNA有：有： 个个 子代子代DNADNA中含中含3232P P的的DNA= DNA= 个；个； 占子代占子代DNADNA的的 子代子代DNADNA中含中含3232P P的链占子代的链占子代DNADNA链的链的2n22/ 2n1/ 2n DNADNA分子经分子经n n次复制后，需要某游离脱氧核苷酸

16、次复制后，需要某游离脱氧核苷酸（m m）数）数= = DNADNA分子完成第分子完成第n n次复制后，需要某游离脱氧核次复制后，需要某游离脱氧核苷酸（苷酸（m m）数）数= =(2n-1)m(2n-1)m碱基互补配对规律的计算碱基互补配对规律的计算一：一：A=T,G=C(A=T,G=C(仅适用于仅适用于DNADNA中）中）二、不配对碱基和二、不配对碱基和：（1）一半规律：）一半规律：A+G=A+C=T+G=T+C=50% ( (仅适用于仅适用于DNADNA中）中）(2)(2)三不同规律：三不同规律：三、配对碱基和三、配对碱基和四同规律四同规律甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占甲生物核酸的碱基组成为

17、：嘌呤占46%46%，嘧啶占嘧啶占54%54%。乙生物遗传物质的碱基组成。乙生物遗传物质的碱基组成为：嘌呤占为：嘌呤占34%34%，嘧啶占，嘧啶占66%66%则一下分别表则一下分别表示甲乙生物正确的是示甲乙生物正确的是A A 蓝藻蓝藻 变形虫变形虫 B T2B T2噬菌体噬菌体 豌豆豌豆 C C硝化细菌硝化细菌 绵羊绵羊 D D肺炎双球菌肺炎双球菌 烟草花叶病毒烟草花叶病毒思考思考2.在一个在一个DNA分子中，腺瞟呤与胸腺嘧啶之和分子中，腺瞟呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的占全部碱基总数的42，若其中一条链中的胞嘧啶，若其中一条链中的胞嘧啶占该链碱基总数的占该链碱基总数的24，胸腺嘧啶占，胸腺

18、嘧啶占30，那么，那么在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（ ）A12%、34% B.21%、24%C. 34%、12%D.58%、30%C(1)有关蛋白质计算问题有关蛋白质计算问题 氨基酸与相应氨基酸与相应DNA及及RNA片段中碱基数目之间的关片段中碱基数目之间的关系计算系计算 DNA(基因基因) 信使信使RNA 蛋白质蛋白质 碱基数碱基数6 碱基数碱基数3 氨基酸数氨基酸数1u编码蛋白质的基因所含的碱基数编码蛋白质的基因所含的碱基数例例1:一条多肽链上有氨基酸一条多肽链上有氨基酸300个，则作为个，则作为合成该多肽链模板的信使合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录分子和转录信使信使RNA的的DNA分子分子至少至少要有碱基多少个要有碱基多少个A. 300； 600 B. 900；1800 ( )C. 900；900 D. 600；900B基因碱基数：基因碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数碱基数：氨基酸数= 6：3：1（不考虑非编码区和内含子）（不考虑非编码区和内含子）蛋白质类的计算归类例例2.（09年上海）某条多肽的相对