DNA的结构和DNA的复制

会计学1DNA的结构和DNA的复制第1页/共46页1．DNA分子由两条脱氧核苷酸链构成，两链按反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构，其脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，碱基排在内侧。2．DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，其中A一定与T配对，G一定与C配对，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。第2页/共46页3．组成DNA分子的碱基虽然只有4种，但碱基对的排列顺序却是千变万化的，含n个碱基对的DNA分子，可形成4n种排列顺序，这些排列顺序即代表遗传信息。4．DNA分子碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基对的特定的排列顺序又构成了每一个DNA分子的特异性。5．DNA复制发生于细胞有丝分裂间期和减数分裂的间期。第3页/共46页6．DNA分子复制是半保留复制，DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对原则保证了复制能精确地进行。7．DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息的连续性。第4页/共46页第5页/共46页[自读教材·夯基础]1．对DNA结构的认识过程[填表]时期科学家成果20世纪30年代后期瑞典科学家证明DNA是

的1951年查戈夫(美)定量分析DNA分子的碱基组成发现腺嘌呤(A)的量总是等于

的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于

的量不对称胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)第6页/共46页时期科学家成果1952年富兰克琳(英)确认DNA为

结构，并且是由

所构成。1953年沃森(美)和克里克(英)提出DNA分子的

模型螺旋不止一条链双螺旋结构第7页/共46页2．基本组成单位[填空](1)DNA的基本组成单位是

，如下图所示：脱氧核苷酸(2)碱基：A：

；G：鸟嘌呤；C：

；T：

。腺嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶第8页/共46页3．DNA的双螺旋结构[判断正误](1)DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构，其两链呈反向平行方式盘旋。()(2)DNA分子中的脱氧核糖与碱基交替连接排列于外侧，构成基本骨架。()(3)含G—C碱基对相对多的DNA分子其稳定性应小于含A—T碱基对相对多的DNA分子。()√××第9页/共46页(4)含1000个碱基的DNA分子，其碱基对的排列方式可达41000种，这表明DNA分子具多样性。()(5)不同DNA分子，其碱基对各有其特定的排列顺序，该排列顺序即代表遗传信息，这表明DNA分子具特异性。()×√第10页/共46页1.洋葱根尖细胞中DNA存在场所有哪些？提示：洋葱根尖细胞中DNA主要存在于细胞核内的染色体上，此外，线粒体中也含少量DNA(植物细胞叶绿体中虽含DNA，但洋葱根尖细胞无叶绿体)。第11页/共46页2．某实验小组同学制作了如下碱基对模型，你认为哪些是正确的，哪些是错误的？

提示：①～④所示模型中只有①正确，②、③、④均不正确。②中多了一个氢键，③中碱基配对错误；④中未遵照“反向平行”特点。第12页/共46页3．随着商品防伪难度的增大和DNA有关知识的普及，近几年来，许多商家尝试着用DNA作防伪标记。其原理是什么？提示：DNA分子的特异性，即每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。第13页/共46页[跟随名师·解疑难]1．DNA分子的结构层次

(1)DNA分子结构中的“五、四、三、二、一”：

“五”DNA分子的基本组成元素有5种(C、H、O、N、P)。

“四”DNA分子的基本组成单位为“四种”脱氧核苷酸。

“三”每种单位均由三分子物质(1分子磷酸、1分子脱氧核糖及1分子含氮碱基)构成。

“二”两条脱氧核苷酸长链。

“一”一种规则的双螺旋结构。第14页/共46页(2)DNA分子结构层次图示：第15页/共46页2．DNA分子的结构特点

(1)稳定性：

DNA分子结构的稳定性是指其双螺旋结构的相对稳定性。与这种稳定性有关的因素主要有以下几点：①DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式稳定不变。②DNA分子双螺旋结构中间为碱基对，碱基与碱基之间形成氢键，从而维持了双螺旋结构的稳定。③DNA分子两条链间碱基互补配对的原则严格不变。④每个特定的DNA分子中碱基对的数量和排列顺序稳定不变。第16页/共46页(2)多样性：其决定因素是DNA分子中碱基的数量和碱基对的排列顺序。

(3)特异性：不同的DNA分子具有不同的特性，所以DNA的多样性也就意味着DNA分子的特异性。DNA分子的多样性与特异性，从分子水平上说明了生物界的多样性和生物个体之间存在差异的原因。第17页/共46页第18页/共46页[自读教材·夯基础]1．DNA复制的概念、时期、场所及条件[填空](1)概念：以

为模板合成

的过程。(2)时期：细胞

和

。(3)场所：

(主要)。亲代DNA分子子代DNA分子有丝分裂间期减数第一次分裂的间期细胞核第19页/共46页(4)DNA复制的条件：①模板：DNA分子的

。②原料：游离的

。③能量：由细胞提供。④酶：

等。两条链四种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶第20页/共46页2．DNA复制的过程及特点[判断正误](1)DNA分子复制是在解旋酶作用下先解开两条完整的、单独的长链，之后再各自合成新子链并结合为双螺旋结构。

()(2)DNA分子复制时两条链均作模板，并各自形成新子链。

()(3)新形成的子代DNA分子彼此都相同，并且均与原DNA分子相同。()(4)真核细胞染色体DNA经复制后形成的2个子代DNA分子恰位于一对同源染色体上。()×√√×第21页/共46页3．DNA分子准确复制的原因及意义[连线]第22页/共46页1．在海洋底部火山口附近有一种细菌，经科学家研究其遗传物质DNA的结构与常温下生存的细菌不同，该细菌的DNA结构更稳定，且耐高温。那么导致DNA结构更稳定的原因是什么？催化该细菌DNA分子复制的各种酶应具备怎样的特点？提示：该细菌的DNA结构中G—C碱基对多，由于G—C碱基对中有三个氢键，所以结构更稳定。由于该细菌生活于高温环境中，故催化该菌DNA分子复制的各种酶应具备“耐高温”的特性。第23页/共46页2．DNA分子的复制是否一定准确无误？提示：不一定，因DNA分子复制过程中由于受自身或外界因素的影响，可能出现碱基对的替换缺失或改变等差错，但出错率极低。

3．结合影响酶活性的条件，分析哪些外界条件会影响DNA的复制过程？提示：温度、pH等物理、化学因素及病毒、细菌感染等生物因素均会影响DNA复制过程。第24页/共46页[跟随名师·解疑难]关于DNA分子复制的几个问题(1)过程图示：第25页/共46页(2)复制特点：①半保留复制：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。②边解旋边复制：DNA复制时并不是先分成单链再合成子链，而是边解旋边复制。

(3)复制结果：①一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子，这两个DNA分子位于姐妹染色单体上，在有丝分裂后期及减数第二次分裂后期将随着丝粒分裂而分开，分别进入2个子细胞。②一个DNA分子经n次复制后，共产生2n个子DNA分子，其中含亲代DNA链的DNA分子只有2个。第26页/共46页[特别提醒](1)半保留复制使所有子代DNA与原DNA所携带的信息完全相同(除非发生差错)。

(2)分析被标记DNA分子的比例时，应注意求的是DNA分子数，还是脱氧核苷酸链数；还应注意培养基中化学元素的转换。

(3)DNA分子复制中计算所需某种核苷酸数量时，应注意原来的DNA分子两条母链不需消耗核苷酸。第27页/共46页第28页/共46页[例1]右图为核苷酸链结构图，下列表述不正确的是(

)A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a或bB．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有1个

C．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的

D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T.第29页/共46页[思路点拨]第30页/共46页[精讲精析]图中的b所含的磷酸，应与下方的脱氧核糖和碱基C共同构成一个完整的核苷酸；在每个核苷酸中，碱基都与五碳糖相连；脱氧核苷酸链是由许多个脱氧核苷酸连接成的长链；组成DNA的碱基有A、G、C、T四种。

[答案]

A第31页/共46页[例2]右图为真核细胞DNA复制过程模式图。据图分析，下列相关叙述中错误的是(

)A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制

B．从图中可以看出合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的

C．子链合成的方向是一定的

D．解旋需解旋酶及DNA聚合酶的催化，且需要消耗ATP第32页/共46页[思路点拨]第33页/共46页[精讲精析]由图示可知，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此复制的方式是半保留复制；由图中的箭头可知，DNA聚合酶移动的方向是相反的；子链合成的方向是一定的，即只能从5′端到3′端；解旋不需DNA聚合酶的催化。

[答案]

D第34页/共46页1．设计实验，探究DNA分子的复制方式。2．设计实验探究DNA分子结构中碱基对间的配对方式。第35页/共46页典例剖析DNA复制方式可以通过设想来进行预测，可能的情况是：全保留复制、半保留复制、分散复制。第36页/共46页(1)根据上图对三种复制作出可能的假设：①如果是全保留复制，则1个DNA分子形成2个DNA分子，其中一个是________，而另一个是________；②如果是半保留复制，则新形成的两个DNA分子各有__________________________________________________；③如果是分散复制，则新形成的DNA分子中__________________________________________________________。第37页/共46页(2)请设计实验来证明DNA的复制方式。实验步骤：①在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA(对照)。②在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA(亲代)。③将亲代含15N的大肠杆菌转移到14N培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心方法分离。第38页/共46页(3)实验预测：①如果与对照(14N14N)相比，子代Ⅰ能分离出两条带：________和________，则可以排除________________，同时肯定是________________。②如果子代Ⅰ只有一条________，则可以排除________，但不能肯定是________________________。③如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续