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1、二、二、DNA的结构和复制的结构和复制（一）（一）DNA的结构的结构年美国科学家年美国科学家沃森沃森（atson)atson)和英国和英国科学家科学家克里克克里克（rick)rick)提出分子的提出分子的双螺旋双螺旋结构模型结构模型。被誉为。被誉为2020世纪最伟大的发现。世纪最伟大的发现。DNADNA分子的双螺旋结构模型分子的双螺旋结构模型、DNADNA的化学组成的化学组成脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸C C 、H H、 O O 、N N 、P P脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸复习提问复习提问DNADNA全称是；全称是；DNADNA的基本组成的基本组成元素是；组成
2、元素是；组成DNADNA的基的基本单位是。本单位是。1 1 1 1）DNADNADNADNA的基本单位的基本单位的基本单位的基本单位脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤（A）（G）胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶（T）（C）脱氧核苷酸的组成成分:组成脱氧核苷酸的含氮碱基：组成脱氧核苷酸的含氮碱基：复习提问复习提问脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱
3、氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸AGCT2）脱氧核苷酸的种类：）脱氧核苷酸的种类：3）脱氧核苷酸的连接）脱氧核苷酸的连接P脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基叫什么键？叫什么键？磷酸二脂键磷酸二脂键如何断开？如何断开？如何连接？如何连接？限制性内切酶限制性内切酶DNA连接酶或连接酶或DNA聚合酶聚合酶？ATGC4）多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸长链）多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸长链5）二条脱氧核苷酸链组成一个分子）二条脱氧核苷酸链组成一个分子ATGC每个每个DNA片段中，游离的片段中，游离的磷酸基团有磷酸基团有 个个2之间的数量关之间的数量关系为系为 1：1：1？两条长链之间怎么两条长链之间怎么连接
4、？连接？氢键氢键-形成碱形成碱基对基对AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC2 2、DNADNA的结构的结构AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCCDNADNA平面结构平面结构磷酸、脱氧核糖交替磷酸、脱氧核糖交替连接连接 构成基本构成基本骨架骨架 “ “扶手扶手” 外侧：外侧：不同的不同的DNA分子，分子，这种连接相同吗？这种连接相同吗？体现了体现了DNA结构的结构的 稳定性稳定性？AAAAAAGGGGCCCCAADNADNA平面结构平面结构T TT TT TGGGGCCT TCC碱基对碱基对内侧内侧: :2 2条链上的碱基通条
5、链上的碱基通过过_连接成碱基对，连接成碱基对，可用可用 断开。断开。氢键氢键T TT TGGCCCCT TGGT T解旋酶解旋酶不同的不同的DNA分子，碱基分子，碱基对的排列顺序相同吗对的排列顺序相同吗?千变千变万化万化体现了体现了DNA 结构的结构的多样性多样性对于特定的对于特定的DNA分子来讲，碱分子来讲，碱基对的排列顺序有何特点？基对的排列顺序有何特点？体现了体现了DNA 结构的结构的特异性特异性？碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键氢键G.C比例越高，比例
6、越高，DNA结构越稳定。结构越稳定。碱基对的碱基对的种类种类A-TT-AC-GG-CAGCT氢键氢键氢键氢键ATGC平面结构平面结构平面结构平面结构立体结构立体结构立体结构立体结构DNA的的 结构和组成可用五四三结构和组成可用五四三二一表示分别表示的是什么？二一表示分别表示的是什么？五种元素：五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：四种碱基：A、G、C、T，组成，组成四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸三种物质：三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋：一种螺旋： 规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构3 3
7、、DNADNA分子的结构特性分子的结构特性1 1）多样性：）多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，碱基对的排列顺序的千变万化，构成了构成了DNADNA分子的多样性。分子的多样性。 在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNADNA分子也大约有分子也大约有40004000个碱基对。个碱基对。 请同学们计算请同学们计算DNADNA分子有多少种（碱基对的排列顺序种类）？分子有多少种（碱基对的排列顺序种类）？4 4 种种400040002 2）特异性）特异性特定的碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个特定的碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNADNA分分子的特异性。子的特异性。具有规则的双螺旋结构具
8、有规则的双螺旋结构遗传信息：每个遗传信息：每个DNA分子中的特定碱基对排列顺序分子中的特定碱基对排列顺序3） 稳定性稳定性AGCT下图是下图是DNADNA分子结构模式图，用文字填出分子结构模式图，用文字填出110110的的名称。名称。胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段、4 碱基的数量关系及相关计算碱基的数量关系及相关计算 ： 在整个在整个DNA分子中，分子中，A T、G C； DNA分子的分子的一条链中的一条链中的A+T 另一
9、条链的另一条链的T + A ； 如果一条链中的如果一条链中的(A+T) / (G+C)=a，则另一条链中的，则另一条链中的(A+T) / (G+C)比例是比例是 ；如果一条链中的；如果一条链中的(A+G) / (T+C)=b,则另一条链中则另一条链中(A+G) / (T+C)的比例是的比例是 . 在在DNA分子中，嘌呤数分子中，嘌呤数 嘧啶数嘧啶数，a1/b=A+G=T+C=50%=同理，同理，G+C = C+G1 1、在一条双链、在一条双链DNADNA分子中，腺嘌呤占分子中，腺嘌呤占35%35%，它所，它所含的胞嘧啶应占（含的胞嘧啶应占（ ） A A、 15% B 15% B、 30% 30
10、% C C 、35% D 35% D 、70%70%2 2、在双链、在双链DNADNA中有鸟嘌呤中有鸟嘌呤P P个，占全部碱基的比个，占全部碱基的比例为例为N / M N / M （M M2N2N），则该），则该DNADNA分子中腺嘌呤的分子中腺嘌呤的数目是（数目是（ ） A A 、 P B P B、（、（PM / NPM / N） + P + P C C、（、（PM / 2NPM / 2N）P D P D 、 PM / 2N PM / 2NAC在在DNA分子中一条链中分子中一条链中A+T的和占该链的和占该链碱基比率等于另一条链中碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链碱的和占该链碱基比率，还等
11、于双链基比率，还等于双链DNA分子中分子中A+T的和占的和占整个整个DNA分子的碱基比率。分子的碱基比率。即：即： (A1+T1)% ( A2+T2)% 总总( A+T)%同理：同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 总总( G+C)%3 3、某双链、某双链DNADNA片段中，片段中，A A占占23%23%，其中一条链，其中一条链中的中的C C占该单链的占该单链的24%24%，问另一条链中的，问另一条链中的C C占多占多少？少？30%=4 从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNA进行分析，其中鸟进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46，
12、又知，又知该该DNA分子的一条链（分子的一条链（H链）所含的碱基中链）所含的碱基中28是腺嘌呤，是腺嘌呤，24是胞嘧啶，则与是胞嘧啶，则与H链相对应链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的部碱基数的 （ ） A26、22 B 24、28 C14、11 D11、14A A（二）（二）DNA 的复制的复制想一想：想一想： DNA复制是如何进行的？复制是如何进行的？概念概念时期时期场所场所条件条件过程过程结果结果特点特点精确性精确性意义意义DNA的复制的复制以亲代以亲代DNA为模板合成子代为模板合成子代DNA的过程的过程有丝分裂和减数分裂的间
13、期有丝分裂和减数分裂的间期线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体细胞核细胞核真核生物真核生物拟核拟核质粒质粒原核生物原核生物模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶解旋、合成子链、形成双链解旋、合成子链、形成双链DNADNA 形成形成2 2个双链个双链DNADNA分子（和亲代分子（和亲代DNADNA完全相同）完全相同）半保留复制；过程特点：边解旋边复制半保留复制；过程特点：边解旋边复制 精确的模板；碱基互补配对原则。精确的模板；碱基互补配对原则。使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。解旋酶催化（氢键断裂）解旋酶催化（氢键断裂）解旋：解旋：模板
14、模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）游离的脱氧核苷酸进行）复制复制:以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）子代子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成条件：模板、酶、条件：模板、酶、ATP、原料。、原料。边边解解旋旋复复制制多多起起点点复复制制你能够根据你能够根据DNA分子的结构特分子的结构特点，推测点，推测DNA分子的复制方式吗？分子的复制方式吗？的复制的复制还是？还是？全保全保留复留复制制半保半保留复留复制制复制的推测复制的推测DNADNA半保留复制的半保留
15、复制的实验证据实验证据 1958195819581958年年年年, , , ,科学家以大肠杆菌为实验材料。科学家以大肠杆菌为实验材料。科学家以大肠杆菌为实验材料。科学家以大肠杆菌为实验材料。运用技术：运用技术：运用技术：运用技术：怎样把不一样的怎样把不一样的DNADNA分开呢？分开呢？N N想一想想一想 ：可以用什么同位素去标记可以用什么同位素去标记DNADNA？密度梯度离心技术密度梯度离心技术14N/14NDNA15N/14NDNA15N/15NDNA轻链轻链中链中链重链重链同位素示踪技术同位素示踪技术同位素示踪技术同位素示踪技术半半保保留留复复制制DNADNA的复制的复制有有1515N N
16、标记的一个标记的一个DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N的培养的培养基中复制三次，则：基中复制三次，则：含含1515N N的的DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子的比例是分子的比例是 。含含1515N N的的DNADNA分子链占全部分子链占全部DNADNA分子单链的比例是分子单链的比例是 。含含1414N N的的DNADNA分子有分子有 个。个。 只含只含1414N N的的DNADNA分子有分子有 个。个。 只含只含1515N N的的DNADNA分子有分子有 个。个。 141418188 86 60 0例例1 1：亲代母链与子代亲代母链与子代DNADNA链数之比为：链数之比为： 含亲代母链的含亲代母链的DNADNA分子数与子代分子数与子代DNADNA分子数分子数之比为：之比为：亲代亲代DNADNA复制复制n n代后，代后，DNADNA分子数为分子数为，含亲代母链的，含亲代母链的DNADNA分子数为，分子数为，不含亲代母链的不含亲代母链的DNADNA分子数为分子数为1/2n2/ 2n2n2个个2n2解释
