DNA的結(jié)構(gòu)復(fù)制(新授課精品)

1、DNADNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制DNADNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 周口中學(xué)周口中學(xué)中關(guān)村的DNA標(biāo)志雅典奧運(yùn)會(huì)開幕式經(jīng)典場(chǎng)景雅典奧運(yùn)會(huì)開幕式經(jīng)典場(chǎng)景 1953年美沃森英克里克年美沃森英克里克模型模型DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 1、 DNA分子的基本單位分子的基本單位P脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基A 腺嘌呤腺嘌呤G 鳥嘌呤鳥嘌呤C 胞嘧啶胞嘧啶T 胸腺嘧啶胸腺嘧啶一、一、DNA分子的化學(xué)組成分子的化學(xué)組成 鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸P脫氧脫氧核糖核糖AP脫氧脫氧核糖核糖TP脫氧脫氧核糖核糖GP脫氧脫氧

2、核糖核糖C2、這樣，就有了、這樣，就有了4種脫氧核苷酸：種脫氧核苷酸： 腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸3、脫氧核苷酸的連接、脫氧核苷酸的連接P脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基P脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基連連 接接 ATGCATGC二、二、DNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)兩條鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)兩條鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：脫氧核糖和磷酸交替連接，排在外側(cè)構(gòu)成基脫氧核糖和磷酸交替連接，排在外側(cè)構(gòu)成基本骨架；本骨架； 堿基排在內(nèi)側(cè)堿基排在內(nèi)側(cè)堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)：堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)： AT、GC2、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿

3、基互補(bǔ)配對(duì)原則： 1、 某雙鏈某雙鏈DNA分子中，（分子中，（A+T）/（G+C）=1.5則它的則它的C占全部堿基的：占全部堿基的： A.20% B.25% C. 30% D.35% DNA的復(fù)制的復(fù)制你能夠根據(jù)你能夠根據(jù)DNA分子的結(jié)構(gòu)特分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推測(cè)點(diǎn)，推測(cè)DNA分子的復(fù)制方式嗎？分子的復(fù)制方式嗎？的復(fù)制的復(fù)制還是？還是？全保全保留復(fù)留復(fù)制制半保半保留復(fù)留復(fù)制制復(fù)制的推測(cè)復(fù)制的推測(cè)梅賽爾一斯特爾梅賽爾一斯特爾（Meselsonstahl）的實(shí)驗(yàn)）的實(shí)驗(yàn)動(dòng)動(dòng)腦動(dòng)動(dòng)腦：1 1、DNADNA肉眼肉眼看不見(jiàn)，如何才能分辨看不見(jiàn)，如何才能分辨DNADNA？2 2、離心后，重帶、中帶、輕帶表示的

4、、離心后，重帶、中帶、輕帶表示的 DNADNA分子雙鏈?zhǔn)欠肿与p鏈?zhǔn)?怎樣構(gòu)成的？怎樣構(gòu)成的？3 3、整個(gè)試驗(yàn)的親代、子一代、子二代、整個(gè)試驗(yàn)的親代、子一代、子二代細(xì)胞中提取的細(xì)胞中提取的DNADNA離心結(jié)果說(shuō)明了什離心結(jié)果說(shuō)明了什么？么？半保留復(fù)制半保留復(fù)制如果是兩條帶如果是兩條帶說(shuō)明了什么？說(shuō)明了什么？（全保留復(fù)制）（全保留復(fù)制）據(jù)圖歸納據(jù)圖歸納復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）復(fù)制復(fù)制: 以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)母

5、鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）子代子代DNA:同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行(邊解旋邊復(fù)制）邊解旋邊復(fù)制）組成組成有絲分裂間期有絲分裂間期減數(shù)第一次分裂間期減數(shù)第一次分裂間期1.DNA復(fù)制發(fā)生在什么時(shí)期？復(fù)制發(fā)生在什么時(shí)期？模板模板DNA的每一條母鏈的每一條母鏈原料原料游離的游離的4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸能量能量ATP 酶酶 解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等2、復(fù)制的過(guò)程的基本條件復(fù)制的過(guò)程的基本條件3、復(fù)制的過(guò)程、復(fù)制的過(guò)程解旋解旋子鏈的形成子鏈的形成子代子代DNA分子的形成分子的形成 邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制DNA復(fù)制的原則復(fù)制的原則堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)DNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的

6、特點(diǎn)半保留復(fù)制半保留復(fù)制由此可總結(jié)出：由此可總結(jié)出：DNADNA復(fù)制的準(zhǔn)確性如何保障？復(fù)制的準(zhǔn)確性如何保障？獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供模板獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供模板堿基互補(bǔ)配對(duì)原則使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤堿基互補(bǔ)配對(duì)原則使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤DNADNA復(fù)制的意義？復(fù)制的意義？使遺傳信息從親代傳給子代，保持使遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性，了遺傳信息的連續(xù)性，由于由于DNA分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，所分子復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，所以每復(fù)制一次，新的以每復(fù)制一次，新的DNA分子都有一半新鏈分子都有一半新鏈一半舊鏈。一半舊鏈。經(jīng)過(guò)一次復(fù)制可得經(jīng)過(guò)一次復(fù)制可得2個(gè)個(gè)DNA分子，兩次可得分子，兩次

7、可得4個(gè)個(gè)DNA分子，依次類推，復(fù)制分子，依次類推，復(fù)制n次，可獲次，可獲得得2n個(gè)個(gè)DNA分子分子由由DNADNA分子復(fù)制可總結(jié)出以下規(guī)律：分子復(fù)制可總結(jié)出以下規(guī)律：二、二、DNA分子片段中的遺傳信息分子片段中的遺傳信息組成組成DNA分子的堿基有分子的堿基有4種：種：A、T、G、C組成組成DNA分子的堿基對(duì)有分子的堿基對(duì)有4種：種：AT、TA、GC、CG兩個(gè)堿基對(duì)的組合方式有兩個(gè)堿基對(duì)的組合方式有42=16種種n個(gè)堿基對(duì)的組合方式有個(gè)堿基對(duì)的組合方式有4n種種1、原因、原因堿基的排列順序千變?nèi)f化堿基的排列順序千變?nèi)f化多樣性多樣性 2、特性、特性堿基的特定的排列順序堿基的特定的排列順序特異性特

8、異性堿基的排列順序堿基的排列順序遺傳信息遺傳信息DNA分子的分子的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)和復(fù)制復(fù)制DNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)DNA分子的復(fù)制分子的復(fù)制基本單位基本單位-脫氧核苷酸脫氧核苷酸雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)復(fù)制的過(guò)程復(fù)制的過(guò)程復(fù)制的意義復(fù)制的意義堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則小小 結(jié)結(jié)根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則1、與復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算、與復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算一個(gè)一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共有多少個(gè)次后，共有多少個(gè)DNA？多少條脫氧核苷酸鏈？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多少條？子鏈多少條？母鏈多少條？子鏈多少條？DNA分子數(shù)分子數(shù)=2n脫氧核苷

9、酸鏈數(shù)脫氧核苷酸鏈數(shù)=2n+1母鏈數(shù)母鏈數(shù)=子鏈數(shù)子鏈數(shù)=22n+1 2 解析：所用知識(shí)為解析：所用知識(shí)為“半保留復(fù)制半保留復(fù)制”和和“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，并圖示，并圖示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT連續(xù)第一次復(fù)制連續(xù)第一次復(fù)制連續(xù)第二次復(fù)制連續(xù)第二次復(fù)制連續(xù)第連續(xù)第n次復(fù)制次復(fù)制解：解：答：答：一個(gè)一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共有次后，共有2n個(gè)個(gè)DNA，2n+1條脫氧核苷酸鏈，母鏈條脫氧核苷酸鏈，母鏈2條，條，子鏈子鏈2n+1 2條條有關(guān)有關(guān)DNA中的堿基計(jì)算中的堿基計(jì)算由由

10、DNADNA分子中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可分子中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可總結(jié)出以下規(guī)律：總結(jié)出以下規(guī)律： 1 1、A=T C=G A=T C=G 兩不互補(bǔ)配對(duì)的堿基比兩不互補(bǔ)配對(duì)的堿基比例之和等于例之和等于50%50% 2 2、兩不互補(bǔ)堿基之和的比值在整個(gè)、兩不互補(bǔ)堿基之和的比值在整個(gè)DNADNA分子中為分子中為1 1，在兩互補(bǔ)鏈中互為，在兩互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)倒數(shù)A+G=T+C=50%或A+C=T+G=50% 3 3、兩互補(bǔ)堿基之和的比值在整個(gè)、兩互補(bǔ)堿基之和的比值在整個(gè)DNADNA分分子中和它的任何一條單鏈中均相等子中和它的任何一條單鏈中均相等 4 4、一種堿基在兩條鏈中所占的比例等、一種堿基在兩條鏈中所

11、占的比例等于這種堿基在每條單鏈中所占的比例之于這種堿基在每條單鏈中所占的比例之和的一半和的一半 5 5、兩互補(bǔ)堿基之和的比值（、兩互補(bǔ)堿基之和的比值（A+TA+T）/ /（G+CG+C）因）因DNADNA或生物的種類不同而不同或生物的種類不同而不同有關(guān)有關(guān)DNA中的堿基計(jì)算中的堿基計(jì)算（A+T）/（A+T+G+C）=a，則（則（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）= 兩條鏈中互補(bǔ)堿基和與兩條鏈堿基總數(shù)之兩條鏈中互補(bǔ)堿基和與兩條鏈堿基總數(shù)之比，比， 與任意一條鏈的這種比值相等。與任意一條鏈的這種比值相等。某生物細(xì)胞某生物細(xì)胞DNADNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占分子

12、數(shù)占2222，那么，胞嘧啶的分子數(shù)占：，那么，胞嘧啶的分子數(shù)占： A.11A.11 B.22B.22 C.28C.28 D.44D.44C.28C.28學(xué)生思維訓(xùn)練學(xué)生思維訓(xùn)練1 1：配對(duì)規(guī)律根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在AGAG時(shí)，時(shí)，雙鏈雙鏈DNADNA分子中，下列四個(gè)式子中因生分子中，下列四個(gè)式子中因生物種類不同而不同的是：物種類不同而不同的是： A.(A+C)/(T+G) B.(C+G)/(A+T)A.(A+C)/(T+G) B.(C+G)/(A+T) C.(A+G)/(C+T) D.A/T C.(A+G)/(C+T) D.A/T和和G/CG/CB.(C+G)/(A+

13、T)B.(C+G)/(A+T)學(xué)生思維訓(xùn)練學(xué)生思維訓(xùn)練3 3：配對(duì)規(guī)律 有有15N標(biāo)記的一個(gè)標(biāo)記的一個(gè)DNA分子放在含有分子放在含有14N的培養(yǎng)基中復(fù)制三次，則含的培養(yǎng)基中復(fù)制三次，則含15N的的DNA分分子占全部子占全部DNA分子的比例和占全部分子的比例和占全部DNA分分子單鏈的比例依次是子單鏈的比例依次是 A. 1/4 、1/8 B. 1/2、1/4 C. 1/4 、1/16 D. 1/8、1/8 A. 1/4 、1/8學(xué)生思維訓(xùn)練學(xué)生思維訓(xùn)練5 5：復(fù)制規(guī)律解解：（1 1）由于含氮堿基由于含氮堿基700700對(duì)，對(duì)，14001400個(gè)個(gè) （2 2）一條鏈上（）一條鏈上（A+TA+T）：（）：（C+GC+G）=2=2：5 5， 整個(gè)雙鏈的比也是整個(gè)雙鏈的比也是2 2：5 5，由此可求出，由此可求出A=T=200A=T=200 （3 3）復(fù)制兩次共形成）復(fù)制兩次共形成2 22 2個(gè)個(gè)DNADNA分子，分子，4 4個(gè)個(gè) DNADNA分子共分子共800800個(gè)胸腺嘧啶脫氧核苷酸個(gè)胸腺嘧啶脫氧核苷酸 （4 4）800-200=600800-200=600 某生物的雙鏈某生物的雙鏈DNADNA分子