DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)

1、DNADNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)成成方方式式位置位置雙螺旋外側(cè)雙螺旋外側(cè)雙螺旋內(nèi)側(cè)雙螺旋內(nèi)側(cè)堿基對堿基對主鏈主鏈(骨架骨架)1 1）脫氧核糖與）脫氧核糖與磷酸交替連接；磷酸交替連接；2）兩條主鏈）兩條主鏈呈反向平行；呈反向平行；3）盤繞成規(guī)則）盤繞成規(guī)則的雙螺旋。的雙螺旋。2 2）堿基互補(bǔ)配對）堿基互補(bǔ)配對（A A T T，G G C C）1 1）主鏈上對應(yīng)）主鏈上對應(yīng)堿基以堿基以氫鍵氫鍵連連結(jié)成對；結(jié)成對；細(xì)胞減數(shù)分裂和受細(xì)胞減數(shù)分裂和受精作用使生物的親精作用使生物的親代與子代之間保持代與子代之間保持遺傳性狀的穩(wěn)定性遺傳性狀的穩(wěn)定性，為什么，為什么?DNA分子是怎樣進(jìn)行分子是怎樣進(jìn)行

2、復(fù)制的呢復(fù)制的呢? 最早提出的最早提出的DNA復(fù)制模型有三種；復(fù)制模型有三種；一、對一、對DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測1、全保留復(fù)制：新復(fù)制出、全保留復(fù)制：新復(fù)制出 的分子直接形成，完全的分子直接形成，完全 沒有舊的部分；沒有舊的部分；2、半保留復(fù)制：形成的分子、半保留復(fù)制：形成的分子 一半是新的，一半是舊的；一半是新的，一半是舊的； 3、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子、分散復(fù)制：新復(fù)制的分子 中新舊都有，但分配是隨中新舊都有，但分配是隨 機(jī)組合的；機(jī)組合的；復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型2、如果要你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)

3、為最基本的思路是什么？、如果要你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為最基本的思路是什么？ 把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它把復(fù)制的單鏈和原來的鏈做上標(biāo)記，然后觀察它在新在新DNA中出現(xiàn)的情況。中出現(xiàn)的情況。一、對一、對DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測( (續(xù)續(xù)) )復(fù)制一次復(fù)制一次1、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明那個(gè)觀點(diǎn)是正確的？、這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明那個(gè)觀點(diǎn)是正確的？只能用實(shí)驗(yàn)來證明。只能用實(shí)驗(yàn)來證明。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的二、二、DNADNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)重帶重帶(下部下部)1515N/ N/ 15N中帶

4、中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N輕帶輕帶(上部上部)1414N/ N/ 14N中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 14N一個(gè)一個(gè)DNA分子復(fù)制分子復(fù)制幾代后的情況如何？幾代后的情況如何？因因DNA復(fù)制采用半保留的方式，復(fù)制采用半保留的方式，所以一個(gè)所以一個(gè)DNA分子經(jīng)幾代復(fù)制后的分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所有所有DNA中，只有兩個(gè)中，只有兩個(gè)DNA分子含分子含有原有原DNA鏈。但所有鏈。但所有DNA與原與原DNA所帶的信息（脫氧核苷酸的排列序）所帶的信息（脫氧核苷酸的排列序）完全相同。（變異除外）完全相同。（變異除外） 拓展延伸拓展延伸世代世代分子分子總數(shù)總數(shù)DNADNA分子在離心管中位

5、分子在離心管中位置置不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比分子之比1515N N分子分子雜種分子雜種分子1414N N分子分子0 01 12 23 3n n拓展延伸拓展延伸根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)過程根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)過程,完成下列表格完成下列表格全在下部全在下部12482n全在中部全在中部中中+ 上上中中+ 上上2/2n中中+(1- 2/ 2n)上上112/ 2n（1- 2/2n） 三、三、DNADNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程1DNA分子復(fù)制的概念是什么?2.DNA分子復(fù)制過程怎么進(jìn)行?3.DNA分子復(fù)制過程需要哪些條件?4.DNA分子復(fù)制過程有何特點(diǎn)?5.DNA分子復(fù)制有何生物學(xué)意義?思考

6、如下問題：思考如下問題：1、DNA分子復(fù)制發(fā)生在什么時(shí)間分子復(fù)制發(fā)生在什么時(shí)間? 有絲分裂間期有絲分裂間期 減數(shù)第一次分裂的間期減數(shù)第一次分裂的間期 無絲分裂之前無絲分裂之前 2、什么是、什么是DNA分子的復(fù)制分子的復(fù)制？指以親代指以親代DNA為模板合成子代為模板合成子代DNA的過程。的過程。則則1DNA2DNA。 由由1DNA2DNA呢？呢？ 3、什么叫解旋？解旋的目的是什么叫解旋？解旋的目的是什么？什么？ 在在ATPATP供能、解旋酶的作用下，供能、解旋酶的作用下，DNADNA兩條多脫氧兩條多脫氧核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂，雙螺旋的兩條核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂，雙螺旋的兩條鏈解開

7、的過程。鏈解開的過程。 目的：就是為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板，解開的兩目的：就是為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板，解開的兩條單鏈叫母鏈。條單鏈叫母鏈。 什么叫什么叫“子鏈子鏈”?復(fù)制復(fù)制一次能形成幾條鏈？一次能形成幾條鏈？ 以母鏈模板，以周圍環(huán)境中游的以母鏈模板，以周圍環(huán)境中游的4 4種脫氧核苷酸為原料，種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與按照堿基互補(bǔ)配對原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈，復(fù)制一次形成子鏈兩條。母鏈互補(bǔ)的一段子鏈，復(fù)制一次形成子鏈兩條。4、有人認(rèn)為、有人認(rèn)為DNA復(fù)制就像洗相片一樣，復(fù)制就像洗相片一樣，有一張底片就可以洗出許多相片來。有一張底

8、片就可以洗出許多相片來。這種說法對不對，為什么？這種說法對不對，為什么？1DNA2DNA單鏈（母）單鏈（母）2母母2子子（母十子）（母十子）（母十子）（母十子）2DNA 與洗相片不同，因?yàn)榕c洗相片不同，因?yàn)镈NADNA分子的復(fù)制結(jié)果并沒分子的復(fù)制結(jié)果并沒有形成一個(gè)完整的新的有形成一個(gè)完整的新的DNADNA分子，而是形成了一半分子，而是形成了一半新、一半舊的兩個(gè)新、一半舊的兩個(gè)DNADNA分子。分子。5、DNA分子復(fù)制時(shí)分子復(fù)制時(shí)需何條件？需何條件？ 模板：親代模板：親代DNADNA的兩條母鏈；的兩條母鏈； 原料：原料：4 4種脫氧核苷酸：種脫氧核苷酸： 能量：能量：ATP;ATP; 酶酶 ：D

9、NADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。6.DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)分子復(fù)制的特點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 7.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因準(zhǔn)確復(fù)制的原因?DNADNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)， 能為復(fù)制提精確的模板。能為復(fù)制提精確的模板。堿基具有互補(bǔ)配對的能力，堿基具有互補(bǔ)配對的能力， 能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。問題八問題八DNA分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)分子的復(fù)制實(shí)質(zhì)(意義意義)？ DNA DNA通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)定給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)定性，保持了遺傳信息的連

10、續(xù)性，使得種族性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使得種族得以延續(xù)。得以延續(xù)。根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對原則根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對原則與復(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：所用知識為解析：所用知識為“半保留復(fù)制半保留復(fù)制”和和“堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則”，并圖示，并圖示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATAT

11、GCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT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條條結(jié)構(gòu)復(fù)制簡答1簡答2簡答3簡答4計(jì)算1計(jì)算2一個(gè)一個(gè)DNA的堿基的堿基A（T、G、C）占堿基總數(shù)的）占堿基總數(shù)的a%，堿基總數(shù)為，堿基總數(shù)為m，連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n次后，共需要次后，共需要G（C、A、T）多少個(gè)）多少個(gè)？因?yàn)橐驗(yàn)锳=ma%，A=T、G=C， A+T= 2ma%，

12、DNA復(fù)制復(fù)制n代后子鏈數(shù)代后子鏈數(shù)=2n+1 2 DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要代后需要 鳥嘌呤鳥嘌呤=（2n+1 2 ）/2 m （1/2 a%） = m （2n 1）（1/2 a%）解析：先求出親代解析：先求出親代DNA中中G=C=？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（？每兩條新鏈所必需的鳥嘌呤（G）數(shù)）數(shù)等于親代等于親代DNA胞嘧啶（胞嘧啶（C）數(shù)，再求出）數(shù)，再求出DNA復(fù)制復(fù)制n代后子鏈數(shù)；最后求代后子鏈數(shù)；最后求出出DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要鳥嘌呤數(shù)。代后需要鳥嘌呤數(shù)。解：解：所以所以G=C=m（1/2 a%），每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等，每形成兩條新鏈所必需的鳥嘌呤數(shù)等于親

13、代于親代DNA胞嘧啶數(shù)胞嘧啶數(shù)= m （1/2 a%）答：答：DNA連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制n代后需要鳥嘌呤數(shù)是代后需要鳥嘌呤數(shù)是m （2n 1）（1/2 a%）。）。結(jié)構(gòu)復(fù)制簡答1簡答2簡答3簡答4計(jì)算1計(jì)算23.復(fù)制的條件復(fù)制的條件2.復(fù)制的過程復(fù)制的過程4.復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)DNADNA分子的復(fù)分子的復(fù)制制 1. 復(fù)制的概念復(fù)制的概念5. 復(fù)制的意義復(fù)制的意義知識小結(jié)知識小結(jié)一、對一、對DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測三、三、DNADNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程二、二、DNADNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1下列關(guān)于下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的正確順序是復(fù)制過程的正確順序是（ ）互補(bǔ)堿基

14、對之間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對之間氫鍵斷裂/互補(bǔ)堿基對之間形成互補(bǔ)堿基對之間形成氫鍵氫鍵/DNA分子分子在解旋酶的作用下在解旋酶的作用下解旋解旋/以解旋以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對/子鏈與母鏈盤子鏈與母鏈盤 旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)。旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)。A. B. C. D.D2將將 標(biāo)記的標(biāo)記的DNA分子放在分子放在 的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，的培養(yǎng)基上培養(yǎng)， 經(jīng)過經(jīng)過3次復(fù)制，在所形成的子代次復(fù)制，在所形成的子代 DNA中，含中，含 的的DNA占總數(shù)是（占總數(shù)是（ ）A1/16Bl8C14D12C3DNA分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下述哪分子的雙鏈在復(fù)制時(shí)解旋，這時(shí)下述哪一對堿

15、基從氫鍵連接處分開（一對堿基從氫鍵連接處分開（ ）AG與與C BA與與C CG與與A DG與與TA4DNA復(fù)制的基本條件是（復(fù)制的基本條件是（ ）A模板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶 B模板，溫度，能量和模板，溫度，能量和酶酶C模板，原料，溫度和酶模板，原料，溫度和酶 D模板，原料，溫度和模板，原料，溫度和能量能量 A5DNA分子復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行原因是（分子復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行原因是（ ） A堿基之間由氫鍵相連堿基之間由氫鍵相連 BDNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu) CDNA的半保留復(fù)制的半保留復(fù)制 DDNA的邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)的邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)B6、DNA的復(fù)制是在細(xì)胞的

16、的復(fù)制是在細(xì)胞的 分裂和分裂和 第一次分裂前的第一次分裂前的 期期進(jìn)行的。復(fù)制是指以進(jìn)行的。復(fù)制是指以 為模板來合成為模板來合成 的過程。的過程。復(fù)制特點(diǎn)是復(fù)制特點(diǎn)是 復(fù)制過程必需以復(fù)制過程必需以 為模為模板、板、 為原料、為原料、 提供能量、提供能量、 的催化等條的催化等條件，件， 為為DNA的復(fù)制提供精確的模板、并的復(fù)制提供精確的模板、并有有 能力保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確無誤地完成。一個(gè)親代能力保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確無誤地完成。一個(gè)親代DNA分子通過復(fù)制形成了兩個(gè)分子通過復(fù)制形成了兩個(gè) ，新形成的，新形成的DNA分子都是既含一條分子都是既含一條 鏈、又含一條鏈、又含一條 鏈，因此，稱鏈，因此，稱DNA的復(fù)制為的復(fù)制為“ ”。有絲有絲減數(shù)減數(shù)間間親代親代DNA分分子子子代子代DNA分子分子邊解旋邊邊解旋邊復(fù)制復(fù)制親代親代DNA分子一條鏈分子一條鏈脫氧核苷酸脫氧核苷酸ATP酶酶DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)分子雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對結(jié)構(gòu)完全相同的子代結(jié)構(gòu)完全相同的子代DNA分子分子母母子子半保留復(fù)制半保留復(fù)制結(jié)構(gòu)復(fù)制簡答1簡答2簡答3簡答4計(jì)算1計(jì)算2、G0、G1、G2三代三代DNADNA離心