DNA分子的结构和复制讲课用

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1、DNA分子的结构,一、DNA基本组成单位,脱氧核苷酸,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的种类,年美国科学家沃森（atson)和英国科学家克里克（rick)提出分子的双螺旋结构模型。,生物大分子结构会议在意大利举行，威尔金斯在富兰克林不知情的情况下在报告中展示了的射线衍射照片，这给沃森留下了极深的印象。不久后，沃森来到剑桥大学遇到了克里克，他们的配合成为科学家合作的典范。物理学家出身的克里克可以帮助沃森分析衍射图谱，而沃森可以帮助克里克理解生物学的内容。,分子是以种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这种脱氧核苷酸分别含有、四种碱基。,他们尝试了很

2、多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，这些模型中，碱基位于螺旋的外部。但是这些模型很快被否定了。,磷酸脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。 在这个模型中是相同碱基进行配对的，即配对， 配对。,生物化学家查哥夫 ： 腺嘌呤（）的量=胸腺嘧啶（）的量：鸟嘌呤（）的量=胞嘧啶（）的量。 于是他们改变了碱基的配对方式， - - 当他们把这个用金属材料制作的模型与拍摄的射线衍射照片比较时，发现两者完全相符。,这个故事的结局有些伤感。当1962年沃森、克里克和威尔金斯获得诺贝尔生理学或医学奖的时候，富兰克林已经在4年前因为卵巢癌而去世。,多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链,二条脱氧核苷酸

3、链组成一个分子,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,DNA平面结构,DNA的空间结构：,两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成,外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接,内侧：碱基对组成,碱基互补配对原则：AT GC 碱基之间通过氢键连接,双螺旋结构,【课堂反馈】,1下面是DNA的分子的结构模式图，说出图中110的名称。,1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖 6. 磷酸 7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8. 碱基对 9. 氢键 10. 一条脱氧核苷酸链的片段,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,你注意到了吗？,两条长链上的脱

4、氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。,长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。,1若DNA分子中一条链的碱基A：C：T：Gl：2：3：4，则另一条链上A：C：T：G的值为（ ） Al：2：3：4 B3：4：l：2 C4：3：2：1 D1：3：2：4,2、DNA的一条链中A+G/T+C=2，另一条链中相应的比是-，整个DNA分子中相应的比是-。 DNA的一条链中A+T/C+G=2，另一条链中相应的比是 ，整个DNA分子中相应的比是。,0.5,1,2,2,4、某DNA分子的一条单链中，A占20，T占30，则该DNA分子中的C占全部碱基的 。,25%,5、双链DNA分子中，G占碱基总数的38，其中

5、一条链中的T占碱基总数的5，那么另一条链中的T占碱基总数的 。,7%,审清题！切忌！,某双链DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的54%，其中a链的碱基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则b链中腺嘌呤占该链碱基的比例和胞嘧啶占整个DNA分子碱基的比例分别为A24%、13% B23%、27% C48%、26% D22%、28%,作业：某DNA分子含有5000个碱基对，其中T为4000个，则G为_个，脱氧核苷酸为_个，磷酸为_个。,选择题 1DNA完全水解，得到的化学物质是（ ） A氨基酸 葡萄糖 含氮碱基 B氨基酸 核苷酸 葡萄糖 C核糖 含氮碱基 磷酸 D脱氧核糖 含氮碱基 磷酸,下列

6、化合物中，不是组成DNA的物质是（ ） A.核糖 B.磷酸 C.鸟嘌呤 D.胞嘧啶 某DNA分子碱基中，鸟嘌呤分子数占22%，那么胸腺嘧啶分子数占 （ ）A.11% B.22% C.28% D.44%双链DNA的碱基组成中，在AC的情况下，下列哪项会随生物的种类不同而不同 （ ）A.C/G B.(A+T)/(C+G)C.(A+C)/(G+T) D.(A+G)/(T+C),A,C,B,4.若DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值为 （ ） A . a B . 1/a C . 1 D . 11/a,A,DNA分子的复制,概念： 指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子

7、的过程。 时间： 细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。 场所： 主要在细胞核。其次在线粒体、叶绿体。,（四）DNA的复制过程：,（1）解旋：DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。,（2）合成子链：分别以解开的每一段母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链。,（3）形成子代DNA：每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代完全相同的DNA分子,思 考？,说明DNA复制的条件有: 模板：解旋后的两条母链 原料:细胞核中的游离的四种脱氧核苷酸 能量：ATP 酶：解旋酶、聚合酶,DN

8、A复制的特点 边解旋边复制,是半保留复制 DNA能准确复制的原因 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,保证了复制能够准确地进行. DNA分子复制的意义 DNA分子通过复制,使遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性.,DNA复制的过程,已知某一条全部N原子被15N标记的DNA分子（0代），转移到含14N的培养基上培养n代，其结果如下：,分子总数_只含15N的分子_含15N 14N的分子_只含14N的分子_脱氧核苷酸链总数_含15N的链为_含14N的链为_,2n,0,2,2n-2,2n+1,2,2n+1-2,4.将大肠杆菌放在含有同位素15N培养基中培

9、养若干代后，细菌DNA所有氮均为15N，它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N的培养基中培养，每隔4小时（相当于分裂繁殖一代的时间）取样一次，测定其不同世代细菌DNA的密度。实验结果DNA复制的密度梯度离心试验如图所示。 （1） 中带含有氮元素是 （2） 测定第四代DNA分子密度，15N标记的 比例表示为 （3）如果将第一代（全中）DNA链的氢键断裂 后再测定密度，它的两条DNA单链在试管 中的分布位置应为 （4）上述实验表明，子代DNA合成的方式 是,14N、15N,1/8中，7/8轻,重，1/2轻,半保留复制,某DNA分子中，若A占32.8%，当其复制两次后，

10、其中T应该占到多少？A.17.2%B.32.8%,某DNA分子共有a个碱基，其中含C有m个,则该DNA复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个？A. 7(a-m) B. 8(a-m)C. 7a/2 -7m D. 8(2a-m),游离,右图表示用某生物的一个DNA分子和标记放射性同位素3H四种脱氧核苷酸，以及所需能量复制新的DNA分子的过程，据图回答： （1）除上述DNA复制所需的条件外，还需要 。其对DNA复制的作用是 （2）图中1表示 过程；图中2表示以母链为模板，进行 图中3表示 （3）从以上复制过程看，DNA分子的 为复制提供了精确的模板。,有关的酶,使DNA解旋；催化合成与母链互补的

11、子链,解旋,碱基互补配对,形成两个新的DNA分子,独特的双螺旋结构,它的 能力保证了复制能够正确无误地完成 （4）复制出的第一代的一个DNA分子中，含有3H的链有 条，这说明子代 DNA的合成方式是 在这代DNA分子中，含3H链的碱基序列相同吗？ （5）复制出的第二代全部DNA分子中，有 条不含3H的链,碱基互补配对,1,半保留复制,不同,2,DNA分子与RNA分子的比较,规则的双螺旋结构,通常呈单链结构,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,A、G,A、G,C、T,C、U,脱氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,因此，构成核酸的碱基共 种，核苷酸共 种,5,8,DNA的粗提取和鉴定,原理： 1、DNA在NaCl中的溶

12、解度随NaCl浓度的变化而变化，其中在NaCl=0.14mol/L时溶解度最低，故在此可以让DNA析出 2、DNA不溶于酒精，而其他杂质却可溶 3、DNA遇二苯胺在沸水浴加热时会变蓝,材料：鸡的红细胞（不能用哺乳类红细胞）,关键点： 三次过滤(第2次为了获得其黏稠物，第1、3次为了获得其滤液) 二次加蒸馏水（第1次使红细胞胀破，第2次使NaCl达到0.14 材料中所提供的NaCl有两种不同浓度,提取血细胞核物质,步骤：,2mol/L NaCl,蒸馏水,蒸馏水,2mol/L NaCl,冷却的95%酒精,过滤取其滤液,过滤取其黏稠物,过滤取其滤液,0.015mol/LNaCl,DNA分子的特点,（

13、1）稳定性,通过氢键形成碱基对，连接两条长链,决定物种的相对稳定,（2）多样性,（3）特异性,碱基对的排列顺序千变万化，构成DNA分子的多样性,碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性,结构决定功能,碱基对的排列顺序代表了遗传信息，因而DNA分子能储存大量的遗传信息。作为遗传物质，不仅能储存大量的遗传信息，而且还能传递和表达遗传信息，遗传信息的传递正是通过DNA分子的复制来完成的，因此，下面我们来复习DNA分子的复制,.DNA分子的功能,通过复制，传递遗传信息,有丝分裂间期或减数分裂间期,主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中,DNA分子两条链（称为母链）,分别进入两个DNA分子中,四种游离的脱氧核苷酸,ATP,DNA解旋酶、聚合酶,子代DNA分子(与亲代一模一样),边解旋边复制、半保留复制,