DNA分子的結(jié)構(gòu)與復(fù)制(一輪復(fù)習(xí))

1、2021/3/91第三章第三章 第第2 2 講講DNADNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制和復(fù)制2021/3/92核酸的結(jié)構(gòu)和功能核酸的結(jié)構(gòu)和功能1.核酸是生物的遺傳物質(zhì)，因主要存在于細(xì)胞核中呈酸性而 得名。2.包括DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）兩種。3.DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)，RNA是極少數(shù)不含DNA的病毒的遺傳物質(zhì)。4.化學(xué)元素組成：C、H、O、N、P5.基本組成單位：核苷酸DNA脫氧（核糖）核苷酸RNA核糖核苷酸2021/3/93全稱全稱五碳糖五碳糖堿基堿基基本單位基本單位主要存在主要存在位置位置結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)功能功能脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸脫氧核糖脫氧核糖核糖

2、核糖、脫氧核苷酸（脫氧核苷酸（4種種)核糖核苷酸核糖核苷酸 (4種）種）細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈單鏈主要的遺傳物質(zhì)主要的遺傳物質(zhì)少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)2021/3/94判斷下列生物中所含核苷酸的種類與數(shù)量：判斷下列生物中所含核苷酸的種類與數(shù)量： 噬菌體：噬菌體：( )種，為種，為 核苷酸核苷酸 煙草花葉病毒：煙草花葉病毒：( )種，為種，為 核苷酸核苷酸 煙草細(xì)胞：煙草細(xì)胞：( )種，為種，為 核苷酸核苷酸核糖核糖脫氧脫氧(核糖核糖)4484種脫氧種脫氧(核糖核糖) 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸問(wèn)題回顧：?jiǎn)栴}回顧：2021/3/954 4、構(gòu)成、

3、構(gòu)成DNADNA的核苷酸有幾種？的核苷酸有幾種？問(wèn)題討論：?jiǎn)栴}討論：1 1、構(gòu)成、構(gòu)成 DNA DNA 的的 堿堿 基有幾種？基有幾種？3 3、構(gòu)、構(gòu) 成核成核 酸酸 的的 堿基有幾種？堿基有幾種？5 5、構(gòu)成、構(gòu)成RNARNA的核苷酸有幾種？的核苷酸有幾種？6 6、構(gòu)成核、構(gòu)成核 酸的核苷酸有幾種？酸的核苷酸有幾種？2 2、構(gòu)、構(gòu) 成成 RNA RNA 的的 堿基有幾種？堿基有幾種？(4)(8)(4)(4)(5)(4)2021/3/96DNADNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制和復(fù)制2021/3/97復(fù)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航復(fù)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航1.識(shí)記識(shí)記DNA分子的基本組成單位及其化學(xué)分子的基本組成單位及其化學(xué)組

4、成組成2.理解理解DNA分子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)3.理解理解DNA分子的復(fù)制過(guò)程及意義分子的復(fù)制過(guò)程及意義4.掌握堿基互補(bǔ)配對(duì)原則并熟練計(jì)算掌握堿基互補(bǔ)配對(duì)原則并熟練計(jì)算2021/3/98一一 、DNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)1.化學(xué)組成：由4種脫氧核苷酸組成的一種高分子化合物。2021/3/99DNADNA的化學(xué)組成（的化學(xué)組成（1 1）脫氧脫氧核糖核糖堿基堿基磷酸磷酸A G C T基本單位脫氧核苷酸基本單位脫氧核苷酸123452021/3/910DNADNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)的化學(xué)結(jié)構(gòu)（2 2）連連 接接 ATGCATGC3-5磷磷酸二酯酸二酯鍵鍵氫氫鍵鍵55332021/3/911問(wèn)題：?jiǎn)栴}：D

5、NA分子的空間分子的空間結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)呢？結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)呢？沃森和克里克認(rèn)為：沃森和克里克認(rèn)為：DNA分分子的空間結(jié)構(gòu)是規(guī)則的雙螺子的空間結(jié)構(gòu)是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。旋結(jié)構(gòu)。2、DNA的立體結(jié)構(gòu)：的立體結(jié)構(gòu)：2021/3/912DNA分子空間結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)分子空間結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn) DNA分子是有分子是有 條鏈組成，條鏈組成， 盤旋盤旋成成 結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 交替連接，排列在外側(cè)，交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；構(gòu)成基本骨架； 排列在內(nèi)側(cè)。排列在內(nèi)側(cè)。 堿基通過(guò)堿基通過(guò) 連接成堿基對(duì)，并遵循連接成堿基對(duì)，并遵循 原則。原則。反向平行反向平行雙螺旋雙螺旋脫氧核糖和磷酸脫氧核糖和磷酸堿基對(duì)堿基對(duì)氫鍵氫鍵堿基互

6、補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)22021/3/913結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1、每個(gè)每個(gè)DNA分子具有穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)分子具有穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu) 2、脫氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不變、脫氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不變 3、堿基之間的氫鍵維持了雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、堿基之間的氫鍵維持了雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 4、DNA分子兩條鏈之間對(duì)應(yīng)堿基嚴(yán)格按照堿分子兩條鏈之間對(duì)應(yīng)堿基嚴(yán)格按照堿 基互補(bǔ)配對(duì)原則基互補(bǔ)配對(duì)原則 5、每個(gè)特定、每個(gè)特定DNA分子堿基對(duì)的數(shù)量和順序不變分子堿基對(duì)的數(shù)量和順序不變穩(wěn)定性穩(wěn)定性:特異性特異性:多樣性多樣性: 堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化每個(gè)特定的每個(gè)特定的DNA分子中都是

7、特定的堿基對(duì)分子中都是特定的堿基對(duì)排列順序排列順序2021/3/914DNA的結(jié)構(gòu)：的結(jié)構(gòu)： 5種元素種元素3類物質(zhì)類物質(zhì)4種基本單位種基本單位2條鏈條鏈1種結(jié)構(gòu)種結(jié)構(gòu) 2021/3/915堿基比例的計(jì)算和應(yīng)用堿基比例的計(jì)算和應(yīng)用:DNA雙雙鏈中，鏈中，互補(bǔ)互補(bǔ)堿基的數(shù)量堿基的數(shù)量相等相等(A=T 、C=G) ； DNA單單鏈中，鏈中，互補(bǔ)互補(bǔ)堿基的數(shù)量堿基的數(shù)量不一定相等不一定相等 （A T、C G） 2. . 雙雙鏈鏈DNADNA分子中，分子中，互補(bǔ)互補(bǔ)的兩堿基之的兩堿基之和和與全部與全部堿基的堿基的比等于其任何一條單鏈中該種比值。比等于其任何一條單鏈中該種比值。 （A+TA+T）%=(A

8、%=(A1 1+T+T1 1）%=%=（A A2 2+T+T2 2）%2021/3/9164. DNA4. DNA分子分子一條一條鏈中的鏈中的不互補(bǔ)不互補(bǔ)堿基對(duì)的堿基之堿基對(duì)的堿基之和和的的比比值值是是另一條另一條互補(bǔ)鏈中該比值的互補(bǔ)鏈中該比值的倒數(shù)倒數(shù)。若（若（A A1 1+ C+ C1 1）/ /（G G1 1+ T+ T1 1） =a=a 則（則（A A2 2+ C+ C2 2）/ /（G G2 2+ T+ T2 2） = 1/a= 1/a或（或（A A1 1+ G+ G1 1）/ /（C C1 1 + T + T1 1） =a=a 則（則（A A2 2+ C+ C2 2）/ /（G G

9、2 2+ T+ T2 2） = 1/a= 1/a3. DNA3. DNA分子其中分子其中一條一條鏈中的鏈中的互補(bǔ)互補(bǔ)堿基對(duì)的堿基之堿基對(duì)的堿基之和和的的比值比值與與另一條另一條互補(bǔ)鏈中以及互補(bǔ)鏈中以及雙鏈雙鏈DNADNA中該比值中該比值相等相等。 若（若（A A1 1+ T+ T1 1）/ /（G G1 1+ C+ C1 1）= a= a 則（則（A A2 2+ T+ T2 2）/ /（G G2 2 + C + C2 2）= a= a （A+ TA+ T）/ /（G + CG + C）= a= a 2021/3/9175.5.由堿基種類及比例判斷核酸的種類由堿基種類及比例判斷核酸的種類（1 1

10、）若）若有有U U無(wú)無(wú)T T, ,則為則為RNARNA。（2 2）若）若有有T T無(wú)無(wú)U U, ,則為則為DNADNA。雙鏈。雙鏈DNADNA中中A=TA=T、G=CG=C，單鏈單鏈DNADNA中中ATAT、G CG C，也可能也可能A=TA=T、G=CG=C。 6.6.在雙鏈在雙鏈DNADNA及其轉(zhuǎn)錄的及其轉(zhuǎn)錄的RNARNA之間，有：之間，有：DNADNA中一條鏈中中一條鏈中A A1 1+T+T1 1= =A A2 2+T+T2 2=RNA=RNA分子中的分子中的(A+U)=12DNA(A+U)=12DNA雙鏈中雙鏈中(A+T)(A+T)2021/3/9181.若若DNA分子的一條鏈中分子的

11、一條鏈中(AT)/(CG)=a，則和該則和該DNA單鏈互補(bǔ)的單鏈片段中單鏈互補(bǔ)的單鏈片段中 (AT)/(CG)的比值為的比值為 Aa B1/a C1 D1-1/a2.一段多核苷酸鏈中的堿基組成為：一段多核苷酸鏈中的堿基組成為：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雙鏈雙鏈DNA B單鏈單鏈DNA C雙鏈雙鏈RNA D單鏈單鏈RNA AB評(píng)價(jià)反饋練習(xí)評(píng)價(jià)反饋練習(xí)2021/3/9193. 在雙鏈在雙鏈DNA分子中，當(dāng)分子中，當(dāng)(A+G)/(T +C)在在一條多脫氧核苷酸鏈上的比例為一條多脫氧核苷酸鏈上的比例為0.4時(shí)，時(shí)，則在另一互補(bǔ)鏈和整個(gè)則在另一互補(bǔ)鏈和整個(gè)DN

12、A中，這種中，這種比例分別是比例分別是 0.4，1 B. 1 ，1 C. 0.6，1 D. 2.5，14.由由120個(gè)堿基對(duì)組成的個(gè)堿基對(duì)組成的DNA分子片段，分子片段，可因其堿基對(duì)組成和序列不同攜帶不同可因其堿基對(duì)組成和序列不同攜帶不同的遺傳信息，其種類最多可達(dá)的遺傳信息，其種類最多可達(dá) 120 B. 1204 C. 460 D. 4120DD2021/3/920二、二、DNA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)思考以下問(wèn)題：思考以下問(wèn)題：1、大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)、大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng) 的？的？2、然后轉(zhuǎn)移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？、然后轉(zhuǎn)移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？3、

13、如果是半保留復(fù)制的，離心后應(yīng)該出現(xiàn)、如果是半保留復(fù)制的，離心后應(yīng)該出現(xiàn) 幾條帶？幾條帶？4、三條帶離心后在試管中的分布如何？、三條帶離心后在試管中的分布如何？5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？、實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？2021/3/921重帶重帶中帶中帶輕帶輕帶中帶中帶2021/3/922中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 1414N-DNAN-DNA重帶重帶(下部下部)1515N/ N/ 1515N-DNAN-DNA輕帶輕帶(上部上部)1414N/ N/ 1414N-DNAN-DNA1515N/ N/ 1414N-DNAN-DNA中帶中帶(中間中間)親代親代DNADNA第一代第一代 DNADNA第二代第二代D

14、NADNA2021/3/923親代親代(第一代第一代)第二代第二代第三代第三代第四代第四代15N14N2021/3/924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，利用利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行堿基配游離的脫氧核苷酸進(jìn)行堿基配對(duì)對(duì)）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)母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）復(fù)制后的復(fù)制后的DNA:同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行組成組成復(fù)制過(guò)程復(fù)制過(guò)程:2021/3/925三、三、DNADNA分子復(fù)制的過(guò)程分子復(fù)制的過(guò)程（1 1）（2 2）（3）（4）1、場(chǎng)所：、場(chǎng)所：2、時(shí)期：、時(shí)期：3、條件、條件

15、4、復(fù)制、復(fù)制過(guò)程過(guò)程：5、復(fù)制特點(diǎn)復(fù)制特點(diǎn)：6、復(fù)制的結(jié)果：、復(fù)制的結(jié)果：7、復(fù)制的精確性：、復(fù)制的精確性：8、復(fù)制的生物學(xué)意義：、復(fù)制的生物學(xué)意義：細(xì)胞核細(xì)胞核有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期模板模板原料原料能量能量酶酶半保留復(fù)制半保留復(fù)制1DNA2DNA高高保證了親子兩代間性狀相似保證了親子兩代間性狀相似邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制原因2021/3/926能能“精確精確”復(fù)制的原因：復(fù)制的原因：1、DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板；提供模板；2、堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)、堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)

16、確無(wú)誤。確無(wú)誤。2021/3/927 規(guī)律規(guī)律1：親代親代DNA分子經(jīng)分子經(jīng) n 次復(fù)制后，所次復(fù)制后，所合成的合成的DNA分子中，分子中，DNA分子數(shù)分子數(shù)，含親代母，含親代母鏈的鏈的DNA分子數(shù)，不含親代母鏈的分子數(shù)，不含親代母鏈的DNA分子分子數(shù)依次為：數(shù)依次為：2n變通：變通：親代母鏈與子代親代母鏈與子代DNA鏈數(shù)鏈數(shù)之比為：之比為：含親代母鏈的含親代母鏈的DNA分子數(shù)與子代分子數(shù)與子代DNA分子數(shù)分子數(shù)之比為：之比為：2/（2n2）2/ 2nDNADNA復(fù)制有關(guān)計(jì)算規(guī)律總結(jié)復(fù)制有關(guān)計(jì)算規(guī)律總結(jié)即即1/（2n） 22n-22021/3/928規(guī)律規(guī)律2：含某堿基數(shù)為含某堿基數(shù)為a的親代

17、的親代DNA分子分子經(jīng)經(jīng) n 次復(fù)制次復(fù)制后后，所需該游離的脫氧核所需該游離的脫氧核苷酸數(shù)苷酸數(shù)R是多少？是多少？R =R =2n-1( )a2021/3/929規(guī)律規(guī)律3：DNA分子復(fù)制與染色體復(fù)分子復(fù)制與染色體復(fù)制的關(guān)系制的關(guān)系DNA分子分子染色體復(fù)制染色體復(fù)制注意： 解題時(shí)看清 是一個(gè)DNA分子被標(biāo)記還是所有DNA分子被標(biāo)記。 2021/3/9301.一個(gè)一個(gè)DNA分子自我復(fù)制后形成兩個(gè)分子自我復(fù)制后形成兩個(gè)DNA分分子，這兩個(gè)新的子，這兩個(gè)新的DNA分子（分子（ ）A.分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成B.兩條母鏈和兩條子鏈隨機(jī)結(jié)合而成兩條母鏈和兩條子鏈隨機(jī)結(jié)合而

18、成C.分別由一條子鏈及一條母鏈結(jié)合而成分別由一條子鏈及一條母鏈結(jié)合而成D.一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結(jié)合一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結(jié)合C 評(píng)價(jià)反饋練習(xí)評(píng)價(jià)反饋練習(xí)2021/3/9312下列關(guān)于下列關(guān)于DNA復(fù)制過(guò)程中，正確順序是（復(fù)制過(guò)程中，正確順序是（ ）互補(bǔ)堿基對(duì)間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對(duì)間氫鍵斷裂 互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵 DNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)以母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì) 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) A B C DC2021/3/9323一個(gè)雙鏈一個(gè)雙鏈DNA分子為第一代，經(jīng)過(guò)分子為第一代，經(jīng)過(guò)3