1、第三章 第2 講 DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制,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、P 5.基本組成單位：核苷酸,DNA脫氧（核糖）核苷酸,RNA核糖核苷酸,回顧：,和的比較,判斷下列生物中所含核苷酸的種類與數(shù)量： 噬菌體：( )種，為 核苷酸 煙草花葉病毒：( )種，為 核苷酸 煙草細(xì)胞：( )種，為 核苷酸,核糖,脫氧(核糖),4,4,8,4種脫氧(核糖),4種核糖核苷酸,問題回顧

2、：,4、構(gòu)成DNA的核苷酸有幾種？,問題討論：,1、構(gòu)成 DNA 的 堿 基有幾種？,3、構(gòu) 成核 酸 的 堿基有幾種？,5、構(gòu)成RNA的核苷酸有幾種？,6、構(gòu)成核 酸的核苷酸有幾種？,2、構(gòu) 成 RNA 的 堿基有幾種？,(4),(8),(4),(4),(5),(4),DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制,復(fù)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航,1.識(shí)記DNA分子的基本組成單位及其化學(xué)組成 2.理解DNA分子結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 3.理解DNA分子的復(fù)制過程及意義 4.掌握堿基互補(bǔ)配對(duì)原則并熟練計(jì)算,一 、DNA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。,DNA的化學(xué)組成（1）,脫氧 核糖,堿基,磷酸,A,G,C,

3、T,基本單位脫氧核苷酸,1,2,3,4,5,DNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)（2）,連 接,3-5磷酸二酯鍵,氫鍵,5,5,3,3,問題：DNA分子的空間結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)呢？,沃森和克里克認(rèn)為：DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。,2、DNA的立體結(jié)構(gòu)：,DNA分子空間結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn),DNA分子是有 條鏈組成， 盤旋成 結(jié)構(gòu)。 交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架； 排列在內(nèi)側(cè)。 堿基通過 連接成堿基對(duì)，并遵循 原則。,反向平行,雙螺旋,脫氧核糖和磷酸,堿基對(duì),氫鍵,堿基互補(bǔ)配對(duì),2,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),1、每個(gè)DNA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 3、堿基之間的氫鍵維持了雙螺旋結(jié)構(gòu)的

4、穩(wěn)定 4、DNA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 5、每個(gè)特定DNA分子堿基對(duì)的數(shù)量和順序不變,穩(wěn)定性:,特異性:,多樣性:,堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化,每個(gè)特定的DNA分子中都是特定的堿基對(duì)排列順序,DNA的結(jié)構(gòu)： 5種元素3類物質(zhì)4種基本單位2條鏈1種結(jié)構(gòu),堿基比例的計(jì)算和應(yīng)用:,DNA雙鏈中，互補(bǔ)堿基的數(shù)量相等(A=T 、C=G) ； DNA單鏈中，互補(bǔ)堿基的數(shù)量不一定相等 （A T、C G）,2. 雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)的兩堿基之和與全部堿基的比等于其任何一條單鏈中該種比值。 （A+T）%=(A1+T1）%=（A2+T2）%,4. DNA分子一條鏈中的不互補(bǔ)堿基對(duì)的堿基之

5、和的比值是另一條互補(bǔ)鏈中該比值的倒數(shù)。 若（A1+ C1）/（G1+ T1） =a 則（A2+ C2）/（G2+ T2） = 1/a 或（A1+ G1）/（C1 + T1） =a 則（A2+ C2）/（G2+ T2） = 1/a,3. DNA分子其中一條鏈中的互補(bǔ)堿基對(duì)的堿基之和的比值與另一條互補(bǔ)鏈中以及雙鏈DNA中該比值相等。 若（A1+ T1）/（G1+ C1）= a 則（A2+ T2）/（G2 + C2）= a （A+ T）/（G + C）= a,5.由堿基種類及比例判斷核酸的種類,（1）若有U無(wú)T,則為RNA。 （2）若有T無(wú)U,則為DNA。雙鏈DNA中A=T、G=C，單鏈DNA中AT

6、、G C，也可能A=T、G=C。,6.在雙鏈DNA及其轉(zhuǎn)錄的RNA之間，有：DNA中一條鏈中A1+T1=A2+T2=RNA分子中的(A+U)=12DNA雙鏈中(A+T),1.若DNA分子的一條鏈中(AT)/(CG)=a，則和該DNA單鏈互補(bǔ)的單鏈片段中 (AT)/(CG)的比值為 Aa B1/a C1 D1-1/a 2.一段多核苷酸鏈中的堿基組成為：35的A、20的C、35的G、10的T。它是一段 A雙鏈DNA B單鏈DNA C雙鏈RNA D單鏈RNA,A,B,評(píng)價(jià)反饋練習(xí),3. 在雙鏈DNA分子中，當(dāng)(A+G)/(T +C)在一條多脫氧核苷酸鏈上的比例為0.4時(shí)，則在另一互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA中

7、，這種比例分別是 0.4，1 B. 1 ，1 C. 0.6，1 D. 2.5，1 4.由120個(gè)堿基對(duì)組成的DNA分子片段，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) 120 B. 1204 C. 460 D. 4120,D,D,二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù),思考以下問題： 1、大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng) 的？ 2、然后轉(zhuǎn)移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？ 3、如果是半保留復(fù)制的，離心后應(yīng)該出現(xiàn) 幾條帶？ 4、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？,重帶,中帶,輕帶,中帶,親代DNA,第一代 DNA,第二代DNA,親代(第一代),第二代,第三代,第四代,15N,

8、14N,解旋酶催化,解旋：,模板,（在DNA聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行堿基配對(duì)）,復(fù)制:,以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì),母鏈（舊鏈） 子鏈（新鏈）,復(fù)制后的DNA:,同時(shí)進(jìn)行,復(fù)制過程:,三、DNA分子復(fù)制的過程,（1）,（2）,（3）,（4）,1、場(chǎng)所： 2、時(shí)期： 3、條件 4、復(fù)制過程： 5、復(fù)制特點(diǎn)： 6、復(fù)制的結(jié)果： 7、復(fù)制的精確性： 8、復(fù)制的生物學(xué)意義：,細(xì)胞核,有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期,模板,原料,能量,酶,半保留復(fù)制,1DNA2DNA,高,保證了親子兩代間性狀相似,邊解旋邊復(fù)制,原因,能“精確”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)制提供模板

9、； 2、堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤。,規(guī)律1：親代DNA分子經(jīng) n 次復(fù)制后，所合成的DNA分子中，DNA分子數(shù)，含親代母鏈的DNA分子數(shù)，不含親代母鏈的DNA分子數(shù)依次為：,2n,變通：親代母鏈與子代DNA鏈數(shù)之比為： 含親代母鏈的DNA分子數(shù)與子代DNA分子數(shù)之比為：,2/（2n2）,2/ 2n,DNA復(fù)制有關(guān)計(jì)算規(guī)律總結(jié),即1/（2n）,2,2n-2,規(guī)律2：含某堿基數(shù)為a的親代DNA分子 經(jīng) n 次復(fù)制后，所需該游離的脫氧核 苷酸數(shù)R是多少？,R =,2n,-1,( ),a,規(guī)律3：DNA分子復(fù)制與染色體復(fù)制的關(guān)系,DNA分子,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。,1.一個(gè)DNA分子自我復(fù)制后形成兩個(gè)DNA分子，這兩個(gè)新的DNA分子（ ） A.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 C.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,C,評(píng)價(jià)反饋練習(xí),2下列關(guān)于DNA復(fù)制過程中，正確順序是（ ） 互補(bǔ)堿基對(duì)間氫鍵斷裂 互補(bǔ)堿基對(duì)之間形成氫鍵 DNA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) 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) A B C D,C,3一個(gè)雙鏈DNA分子為第一代，經(jīng)過3次自我 復(fù)制，在