一轮复习DNA分子的结构与复ppt课件

1、第三章第三章 第第2 2 讲讲DNADNA分子的构造分子的构造和复制和复制核酸的构造和功能核酸的构造和功能1.核酸是生物的遗传物质，因主要存在于细胞核中呈酸性而 得名。2.包括DNA脱氧核糖核酸和RNA核糖核酸两种。3.DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是极少数不含DNA的病毒的遗传物质。4.化学元素组成：C、H、O、N、P5.根本组成单位：核苷酸DNA脱氧核糖核苷酸RNA核糖核苷酸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

2、胞核细胞核细胞质细胞质规那么的双螺旋构造规那么的双螺旋构造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判别以下生物中所含核苷酸的种类与数量：判别以下生物中所含核苷酸的种类与数量： 噬菌体：噬菌体：( )种，为种，为 核苷酸核苷酸 烟草花叶病毒：烟草花叶病毒：( )种，为种，为 核苷酸核苷酸 烟草细胞：烟草细胞：( )种，为种，为 核苷核苷酸酸核糖核糖脱氧脱氧(核糖核糖)4484种脱氧种脱氧(核糖核糖) 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸问题回想：问题回想：4 4、构成、构成DNADNA的核苷酸有几种？的核苷酸有几种？问题讨论：问题讨论：1 1、构成、构成 DNA DNA 的

3、的 碱碱 基有几种？基有几种？3 3、构、构 成核成核 酸酸 的的 碱基有几种？碱基有几种？5 5、构成、构成RNARNA的核苷酸有几种？的核苷酸有几种？6 6、构成核、构成核 酸的核苷酸有几种？酸的核苷酸有几种？2 2、构、构 成成 RNA RNA 的的 碱基有几种？碱基有几种？(4)(8)(4)(4)(5)(4)一、一、DNADNA分子的分子的构造构造复习目的导航复习目的导航1.识记识记DNA分子的根本组成单位及其化学分子的根本组成单位及其化学组成组成2.了解了解DNA分子构造及特点分子构造及特点3.了解了解DNA分子的复制过程及意义分子的复制过程及意义4.掌握碱基互补配对原那么并熟练计算

4、掌握碱基互补配对原那么并熟练计算一一 、DNA分子的构造分子的构造1.化学组成：由4种脱氧核苷酸组成的一种高分子化合物。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 G C T12345DNADNA的化学构造的化学构造2 2连连 接接 ATGCATGC3-5磷磷酸二酯酸二酯键键氢氢键键5533问题：问题：DNA分子的空间分子的空间构造有哪些特点呢？构造有哪些特点呢？沃森和克里克以为：沃森和克里克以为：DNA分分子的空间构造是规那么的双子的空间构造是规那么的双螺旋构造。螺旋构造。2、DNA的立体构造：的立体构造：DNA分子空间构造主要特点分子空间构造主要特点 DNA分

5、子是有分子是有 条链组成，条链组成， 盘旋盘旋成成 构造。构造。 交替衔接，陈列在外侧，交替衔接，陈列在外侧，构成根本骨架；构成根本骨架； 陈列在内侧。陈列在内侧。 碱基经过碱基经过 衔接成碱基对，并遵照衔接成碱基对，并遵照 原那么。原那么。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构造特点：构造特点： 1、每个、每个DNA分子具有稳定的双螺旋构造分子具有稳定的双螺旋构造 2、脱氧核糖和磷酸的交替陈列方式固、脱氧核糖和磷酸的交替陈列方式固定不变定不变 3、碱基之间的氢键维持了双螺旋构造、碱基之间的氢键维持了双螺旋构造的稳定的稳定 4、

6、DNA分子两条链之间对应碱基严厉分子两条链之间对应碱基严厉按照碱按照碱 基互补配对原那么基互补配对原那么 5、每个特定、每个特定DNA分子碱基对的数量和分子碱基对的数量和顺序不变顺序不变稳定性稳定性: :特异性特异性: :多样性多样性: :碱基对的陈列顺序千变万化碱基对的陈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陈列顺序陈列顺序4n(n表示碱基对数表示碱基对数)DNA的构造：的构造： 5种元素种元素3类物质类物质4种根本单位种根本单位2条链条链1种种构造构造 1 1每个每个DNADNA片段中，游离的磷酸基团有片段中，游离的磷酸基团有 个。个。2 2

7、之间的数量关系之间的数量关系 。3 3和和 之间的化学键为之间的化学键为 键，用限制性键，用限制性核酸内切酶处置可切断，用核酸内切酶处置可切断，用 酶处置可衔酶处置可衔接。接。4 4碱基对之间的衔接方式为碱基对之间的衔接方式为 键，可用键，可用 酶断裂，也可加热断裂。酶断裂，也可加热断裂。5 5每个脱氧核糖衔接着每个脱氧核糖衔接着 个磷酸，分别个磷酸，分别在在 号碳原子上相衔接。号碳原子上相衔接。2 2111111磷酸二酯磷酸二酯DNADNA衔接衔接氢氢解旋解旋2 23 3号、号、5 5设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原那链。根据碱基互补

8、配对原那么么可知：可知：A1 T2 A1 T2 ， A2 T1 A2 T1， G1 C2 G1 C2 ， G2 C1 G2 C1。那么在那么在DNADNA双链中：双链中： A T A T ， G C G C可引申为：可引申为： A+G=T+C A+G=T+C 或或 A+C=T+G A+C=T+G A1A1T2T2T1T1A2A2G1G1C2C2C1C1G2G2DNADNA双链双链考点二考点二 DNA DNA中碱基数量的计算中碱基数量的计算= = = = = = = = = = A + GA + GT + CT + C = 1 = 1A + CA + CT + GT + G = 1 = 1A +

9、 GA + GA+G+T+CA+G+T+C = 1/2 = 1/2A + CA + CA+G+T+CA+G+T+C = 1/2 = 1/2例题例题2 2、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析：由于由于DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27%双链双链DNADNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互为互为倒数。倒数。A1 + G1A1 + G1T1 + C1T1 + C1 = a = aT2 + C2T2 + C2A

10、2 + G2A2 + G2 = 1/a = 1/aA1 +C1A1 +C1T1 +G1T1 +G1T2 + G2T2 + G2A2 + C2A2 + C2= =例题例题1 1在在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例，上述比例在其互补链和整个在其互补链和整个DNADNA分子分子中分别是多少？中分别是多少？2.5 2.5 ；1 1A1A1T2T2T1T1A2A2G1G1C2C2C1C1G2G2DNADNA双链双链双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任何一条链等于其中任何一条链的的A+T/G+CA+T/G+C。

11、A+TA+TG+CG+CA1+TA1+T1 1G1+C1G1+C1A2 +T2A2 +T2G2 +C2G2 +C2= = =双链双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+TA+T占该链碱基总数的百分比，其中任何占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的一半。的一半。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA1 +T1 +G1 +C1A1 +T1 +G1 +C1A1 +T1A1 +T1= = =A2 +T2 A2 +T2 +G2

12、+C2+G2+C2A2 +T2A2 +T2= =A 1A 1T 2T 2T 1T 1A2A2G 1G 1C 2C 2C 1C 1G 2G 2DNADNA双链双链 例题例题3 3、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数碱基总数的的54%54%，其中一条链上，其中一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占其所在链碱基总数的百分含量。占其所在链碱基总数的百分含量。24%24%A AT=54% G+C=46% T=54% G+C=46% ：不同生物的：不同生物的DNADNA分子中互补配对的碱

13、基之和的比分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即值不同，即A+TA+T/ /C+GC+G的值不同。该比值表达的值不同。该比值表达了不同生物了不同生物DNADNA分子的特异性。分子的特异性。： ，那么，那么 。：假设知：假设知A A占双链的比例占双链的比例=c%=c%，那么，那么A1/A1/单链的比例单链的比例无法确定，但最大值可求出为无法确定，但最大值可求出为 ，最小值为，最小值为 。 %bA1单链若%2bA1双链2c%2c%0 0：由碱基种类及比例判别核酸的种类：由碱基种类及比例判别核酸的种类：1 1假设有假设有U U无无T,T,那么为那么为RNARNA。2 2假设有假设有T T无无U,U,

14、那么为那么为DNADNA。双链。双链DNADNA中中A=TA=T、G=CG=C，单链，单链DNADNA中中ATAT、G CG C，也能够，也能够A=TA=T、G=CG=C。：在双链：在双链DNADNA及其转录的及其转录的RNARNA之间，有：之间，有：DNADNA中一条链中中一条链中A1+T1=A2+T2=RNAA1+T1=A2+T2=RNA分子中的分子中的(A+U)=12DNA(A+U)=12DNA双链中双链中(A+T)(A+T)1.假设假设DNA分子的一条链中分子的一条链中(AT)/(CG)=a，那么和该，那么和该DNA单链互补的单链片段单链互补的单链片段中中 (AT)/(CG)的比值为的

15、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 AB评价反响练习评价反响练习3. 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，那么在另一互补链和整个那么在另一互补链和整个DNA中，这中，这种比例分别是种比例分别是 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

16、对组成的DNA分子片段，分子片段，可因其碱基对组成和序列不同携带不同可因其碱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传信息，其种类最多可达 120 B. 1204 C. 460 D. 4120DD二、二、DNA半保管复制的实验证据半保管复制的实验证据思索以下问题：思索以下问题：1、大肠杆菌首先放在什么培育基中培育、大肠杆菌首先放在什么培育基中培育 的？的？2、然后转移到什么培育基中培育的？、然后转移到什么培育基中培育的？3、假设是半保管复制的，离心后应该出、假设是半保管复制的，离心后应该出现现 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

17、？5、实验结论是什么？、实验结论是什么？一一 DNADNA复制的研讨方法、过程和条件复制的研讨方法、过程和条件1.1.研讨研讨DNADNA复制的常用方法复制的常用方法同位素标志法和离心法，常标志同位素标志法和离心法，常标志3H3H、15N15N、32P32P，经过离心在试管中构成不同位置。经过离心在试管中构成不同位置。2.DNA2.DNA复制的过程复制的过程方法规律方法规律 ： 1 1探求探求DNADNA复制的方法和原理复制的方法和原理方法：同位素标志法。方法：同位素标志法。原理：根据原理：根据DNADNA分子比重不同，借助离心技分子比重不同，借助离心技术，术，经过离心后经过离心后DNADNA

18、在试管中位置确定复制方式。在试管中位置确定复制方式。2 2结果分析结果分析知某一被知某一被15N15N标志的标志的DNADNA分子亲代，转移分子亲代，转移到含到含有有14N14N的培育基中培育复制假设干代，其的培育基中培育复制假设干代，其结果分析结果分析如下：如下：DNADNA分子半保管复制的实验证据：分子半保管复制的实验证据：我们采用假设方法：我们采用假设方法：1.1.假设是全保管复制假设是全保管复制2.2.假设是分散复制假设是分散复制3.3.假设是半保管复制假设是半保管复制假设是全保管复制：假设是全保管复制：假设假设阐明阐明假设假设阐明阐明假设是分散复制：假设是分散复制：假设假设阐明阐明假

19、设是半保管复制：假设是半保管复制：实践实验结果是：实践实验结果是：DNADNA半保管复制半保管复制重带重带中带中带轻带轻带中带中带中带中带(中间中间)15N/ 14N-DNA15N/ 14N-DNA重带重带(下部下部)15N/ 15N-DNA15N/ 15N-DNA轻带轻带(上部上部)14N/ 14N-DNA14N/ 14N-DNA15N/ 14N-DNA15N/ 14N-DNA中带中带(中间中间)亲代DNA第一代 DNA第二代DNA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，利用游

20、离的脱氧核苷酸进展碱基配利用游离的脱氧核苷酸进展碱基配对对复制复制: 以母链为模板进展碱基配对以母链为模板进展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:同时进展同时进展组成组成复制过程复制过程:1解旋：利用细胞提供的能量，在 酶的作用下，两条螺旋的双链解开。2合成子链：以DNA分子的 为模板，在DNA 酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种 为原料，按碱基互补配对原那么合成互补的子链。3构成子代DNA：每条新链子链与其对应的模板链母链环绕成双螺旋构造。 子代DNA分子中模板链与另一DNA分子中新合成的子链碱基序列完全一样。特殊情况下，在外界要素和生物内部要素的作用下，能够呵

21、斥碱基配对发生过失，引起 。提示解旋两条母链聚合脱氧核苷酸基因突变4DNA复制的条件 影响细胞呼吸ATP供应的一切要素都能够影响DNA复制。体外也可进展，即PCR扩增技术，除满足上述条件外，还应留意温度、pH 的控制及引物的参与。模板原料能量酶解旋后两条链四种游离的脱氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶提示6DNA复制的原那么碱基互补配对原那么5DNA复制的特点 半保管复制边解旋边复制 多起点复制半不延续复制双向复制7DNA复制的结果：1 1个个DNADNA分子分子两个完全一样的两个完全一样的DNADNA分子分子8DNA准确复制的缘由：独特的双螺旋构造为复制提供模板独特的双螺旋构造为复制提供模板

22、碱基互补配对原那么使复制准确无误碱基互补配对原那么使复制准确无误9DNA复制的意义：使遗传信息从亲代传给子代，坚持了遗传使遗传信息从亲代传给子代，坚持了遗传信息的延续性，信息的延续性，对位训练对位训练6.6.以下有关以下有关DNADNA分子复制的表达，正确的选项是分子复制的表达，正确的选项是 A.DNAA.DNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸B.B.在复制过程中，解旋和复制是同时进展的在复制过程中，解旋和复制是同时进展的C.C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D.D.两条新的子链经过氢键构成一个新的两条新的子

23、链经过氢键构成一个新的DNADNA分子分子B) )复制复制n n次后次后DNADNA个数个数: :2nn=复制次数复制次数2 2含母链的含母链的DNADNA数量及比例：数量及比例：222个个DNADNA复制有关计算规律总结复制有关计算规律总结 22n23 3含母链的脱氧核苷酸链数含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比：占总链数比：4 4复制复制n n次耗费原料的量：次耗费原料的量： a(2n)5 5复制第复制第n n次耗费原料的量：次耗费原料的量：a(2n)5DNA分子复制与染色体复制的关系：分子复制与染色体复制的关系：DNA分子分子染色体复制染色体复制留意： 解题时看清 是一个DNA分子被标志还是

24、一切DNA分子被标志。 例题：以下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程表示图，有关表达错误的选项是() A图中DNA分子复制是从多个起点同时开场的B图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物DNA分子复制过程需求解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率1.一个一个DNA分子自我复制后构成两个分子自我复制后构成两个DNA分分子，这两个新的子，这两个新的DNA分子分子 A.分别由两条母链和两条子链构成分别由两条母链和两条子链构成B.两条母链和两条子链随机结合而成两条母链和两条子链随机结合而成C.分别由一条子链及一条母链结合而成分别由一条子链及一条母链结合而成D.一条子链与另一条子链的母

25、链结合一条子链与另一条子链的母链结合C 评价反响练习评价反响练习2以下关于以下关于DNA复制过程中，正确顺序是复制过程中，正确顺序是 互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间构成氢键互补碱基对之间构成氢键 DNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进展碱基互补配对以母链为模板进展碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋构造子链与母链盘旋成双螺旋构造 A B C DC3一个双链一个双链DNA分子为第一代，经过分子为第一代，经过3次自我次自我复制，在第四代复制，在第四代DNA分子中，共有分子中，共有 条脱氧核条脱氧核苷酸长链，有苷酸长链，有 条第一代脱氧核苷酸的长

26、链条第一代脱氧核苷酸的长链 A2 B4 C8 D16DA4、经、经15N标志的一个标志的一个DNA分子，放入分子，放入14N的培的培育基中培育，经过育基中培育，经过4次复制后，子代中含次复制后，子代中含15N的的DNA占占 A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2B三、基因是有遗传效应的三、基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 1. 1.基因：基因： 的的DNADNA片段，是决议片段，是决议 的根本单位。的根本单位。 2. 2.遗传信息：指基因中遗传信息：指基因中 的陈列顺的陈列顺序。序。 3. 3.染色体、染色体、DNADNA、基因、脱氧核苷酸的关系、基因、脱氧核苷酸的关系 是是D

27、NADNA的的 是主要的遗传物质是主要的遗传物质 DNA DNA基因的根本组成单位基因的根本组成单位染色体染色体DNADNA基因基因控制生物性状的根本单位，控制生物性状的根本单位，携带遗传信息。主要存在携带遗传信息。主要存在于于 上，少量存在于上，少量存在于 和和 中中脱氧核苷酸脱氧核苷酸有遗传效应有遗传效应生物性生物性状状脱氧核苷酸脱氧核苷酸主要载体主要载体染色体染色体叶绿体叶绿体线粒体线粒体4.4.四种构造或物质之间的包含关系及数量关系：四种构造或物质之间的包含关系及数量关系： DNADNA中既包括基因片段还包括非基因片中既包括基因片段还包括非基因片段，所以构成基因的碱基总数小于构成段，所

28、以构成基因的碱基总数小于构成DNADNA分子分子的碱基总数。的碱基总数。显性基因显性基因D D和隐性基因和隐性基因d d的根本区别是基因中的根本区别是基因中脱氧核苷酸的陈列顺序不同。脱氧核苷酸的陈列顺序不同。 提示：提示：题组一：题组一：DNADNA分子中的碱基比例的相关计算分子中的碱基比例的相关计算1.1.以下图示以下图示DNADNA分子复制的片段，图中分子复制的片段，图中a a、b b、c c、d d表示各条表示各条脱氧核苷酸链。普通地说，以下各项正确的选项是脱氧核苷酸链。普通地说，以下各项正确的选项是 A.aA.a和和c c的碱基序列互补的碱基序列互补 B.bB.b和和c c的碱基序列一

29、样的碱基序列一样C.aC.a链中链中A+TA+T/ /G+CG+C的比值与的比值与b b链中同项比值不同链中同项比值不同D.aD.a链中链中A+TA+T/ /G+CG+C的比值与的比值与c c链中同项比值一样链中同项比值一样随堂过关检测随堂过关检测D D 2.2.在一个在一个DNADNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的部碱基数目的54%54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%22%和和28%28%，那么，那么由该链转录的信使由该链转录的信使RNARNA中鸟嘌呤占碱基总数的中鸟嘌呤

30、占碱基总数的 A.24%A.24%B.22%B.22% C.26% C.26% D.23% D.23%解析解析 双链双链DNADNA中，中，A+TA+T占全部碱基总数的占全部碱基总数的54%54%，那么一条单链中那么一条单链中A+TA+T占该链碱基总数的占该链碱基总数的54%54%，按，按下面的图示分析：下面的图示分析：A题组二：题组二：DNADNA半保管复制特点的运用半保管复制特点的运用3.3.将用将用15N15N标志的一个标志的一个DNADNA分子放在含有分子放在含有14N14N的培育的培育 基中，让其复制三次，那么含有基中，让其复制三次，那么含有15N15N的的DNADNA分子占全分子占

31、全 部部DNADNA分子的比例、含有分子的比例、含有14N14N的的DNADNA分子占全部分子占全部 DNA DNA分子的比例以及含有分子的比例以及含有15N15N的脱氧核苷酸链的脱氧核苷酸链 占全部占全部DNADNA单链的比例依次是单链的比例依次是 A.1/2A.1/2，7/87/8，1/41/4B.1/4B.1/4，1 1，1/81/8C.1/4C.1/4，7/87/8，1/81/8D.1/8D.1/8，1 1，1/81/8解析解析 用用15N15N标志的一个标志的一个DNADNA分子放在含有分子放在含有14N14N的培的培育基中，让其复制三次，那么产生的育基中，让其复制三次，那么产生的D

32、NADNA分子共有分子共有23=823=8个，共有个，共有1616条脱氧核苷酸链，其中含有条脱氧核苷酸链，其中含有15N15N的的DNADNA分子有分子有2 2个，含有个，含有15N15N的脱氧核苷酸链有的脱氧核苷酸链有2 2条，含条，含14N14N的的DNADNA分子为分子为8 8个，含个，含14N14N的脱氧核苷酸链有的脱氧核苷酸链有16-16-2=142=14条。条。B4.DNA4.DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基 设为设为P P变成了尿嘧啶。该变成了尿嘧啶。该DNADNA延续复制两延续复制两 次，得到的次，得到的4 4个子代个子代DNADNA分子相应位点上的碱基分子相应位点上的碱基 对分别为对分别为U-AU-A、A-TA-T、G-CG-C、C-GC-G。推测。推测“P P 能够是能够是 A.A.胸腺嘧啶胸