DNA分子结构与复制.ppt

DNA分子的结构和复制基因是有遗传效应的DNA片段,一、DNA分子的结构与复制,1DNA分子的结构(1)图中表示，表示，的名称是。(2)图中和的名称分别是。,磷酸,脱氧核糖,胞嘧啶脱氧核苷酸,腺嘌呤、鸟嘌呤,(3)从主链上看，两条单链 平行；从碱基关系看，两条单链。(4)该图表示的是DNA分子的平面结构，其空间结构是。,反向,互补配对,双螺旋结构,DNA分子的结构(判断正误)1DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构。()2DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。()3两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。()4DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即AT，GC。(),想一想：AT之间两个氢键，CG之间三个氢键，什么样的DNA分子结构较稳定？,提示：C和G的比例高的DNA分子结构稳定。,例1、有关DNA分子结构的叙述，正确的是（双选）ADNA分子由4种脱氧核苷酸组成BDNA单链上相邻碱基以氢键连接C碱基与磷酸基相连接D磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架答案：AD,做一题,1、基本元素组成：C、H、O、N、P五种元素。2、基本组成单位4种脱氧核苷酸。,腺嘌呤(A)腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤(G)鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶(C)胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶(T)胸腺嘧啶脱氧核苷,链一串,3、DNA分子的组成层次,4、平面结构两条脱氧核苷酸长链反向平行,C、H、O、N、P,脱氧核苷酸(4种),聚合(磷酸二酯键),碱基(A、G、C、T),DNA分子脱氧核苷酸链,磷酸,脱氧核糖,5DNA双螺旋结构(1)DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链，按反向平行(指一条链的起点为磷酸，另一条链的起点为脱氧核糖)方式盘绕成双螺旋结构。(2)基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成。(3)中间的碱基严格按碱基互补配对原则(A与T配对，G与C配对)形成碱基对。(4)DNA分子中，脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数含氮碱基数1111。,DNA分子结构分析(1)每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。(2)磷酸基团、脱氧核糖与含氮碱基之间的数量关系为111。(3)脱氧核苷酸之间的化学键为磷酸二酯键，用限制酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接，还可用DNA聚合酶连接。,(4)连接两条脱氧核苷酸链碱基之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂，A与T之间有2个氢键，G与C之间有3个氢键。(5)每个脱氧核糖一般连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。(6)若碱基对为n，则氢键数为2n3n，若已知A有m个，则氢键数为3nm。,关键一点(1)GC碱基对含量越高，DNA越稳定，耐高温的能力越强。(2)DNA在高温下解旋后，逐渐降低温度又可恢复螺旋状态，其遗传信息仍存在，这可以在肺炎双球菌转化实验中得到体现。,练习1有关下列四幅图的叙述，正确的是(),APPP,C12H22O11,甲乙丙 丁,A甲图中共有8种核糖核苷酸B乙图所示的化合物中不含糖类物质C组成丙物质的单糖是脱氧核糖或核糖D在小鼠的体细胞内检测到的化合物丁很可能是蔗糖,答案：C,练习2、关于DNA分子结构的叙述不正确的是()A每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸B每个DNA分子中的碱基、磷酸、脱氧核苷酸、脱氧核糖的数目是相等的C每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基D双链DNA分子中的一段，如果有40个腺嘌呤，就一定同时含有40个胸腺嘧啶,答案：C,2、DNA分子的复制,亲代DNA,子代DNA,有丝分裂,减数第一次分裂,细胞核,DNA的两条链,脱氧核苷酸,ATP,解旋酶,一、DNA分子的结构与复制,解旋酶,DNA聚合酶,碱基互补配对,双螺旋,半保留,子代DNA分子,遗传信息,连续性,边解旋边复制,想一想：DNA分子为什么能够复制？,提示：DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板，碱基互补配对保证了复制的准确进行。,关键一点在分析DNA分子复制问题时，一定要从DNA分子两条单链的角度考虑，故复制后的一条染色体上的两条染色单体(或DNA分子)都含有原来的单链。,练习3有关DNA复制的叙述，不正确的是()ADNA在复制过程中可能会发生差错，但这种差错不一定改变生物的性状BDNA的复制过程是先解旋后复制CDNA的复制通常发生在细胞分裂间期DDNA复制过程需要DNA聚合酶,.,解析：DNA的复制过程是边解旋边复制。答案：B,练习4将某一经3H标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是()A若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为NB若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的DNA分子数为N/2C若子细胞中的染色体都含3H，则细胞分裂过程中会发生基因重组D若子细胞中有的染色体不含3H，则是同源染色体彼此分离的结果,答案：C,做一题例2、某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上ATGC1234。下列表述错误的是()A该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变B该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个,C该DNA分子中4种碱基的比例为ATGC3377D该DNA分子中的碱基排列方式少于4200种,答案B,碱基互补配对原则,1碱基互补配对原则及相关推论。(1)原则：AT，GC，图示为：,(2)推论。腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即AT，GC。,嘌呤总数与嘧啶总数相等，即AGTC。在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA分子中的一条链上A1T1n%，因为A1T2，A2T1，则：A1T1A2T2n%。,可简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。,双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。,简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基和的比值乘积为1。”,2DNA复制的研究方法、过程及有关计算。(1)研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法，常标记3H、15N，通过离心在试管中形成不同位置的DNA条带。(2)DNA复制的过程(认真分析下面两幅图)及意义,标准图：,简化图：,(3)DNA不论复制多少次，产生的子代DNA分子中含母链的DNA分子数总是2个，含母链也总是2条。,(1)1个DNA分子复制n代后，能形成2n个DNA分子，这些DNA分子中，只有两个含有第一代DNA分子的单链。(2)已知1个DNA分子中的P全部为32P标记，然后转移到31P的培养基中复制n代，其计算规律为：,通一类练习5已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%，则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的()A32.9%和17.1%B31.3%和18.7%C18.7%和31.3%D17.1%和32.9%,答案：B,练习6(双选)真核细胞内某基因由1 000对脱氧核苷酸组成，其中碱基A占20%。下列说法正确的是()A该基因一定存在于染色体上B该基因的一条脱氧核苷酸链中(CG)/(AT)为32CDNA解旋酶能催化该基因水解为多个脱氧核苷酸D该基因复制3次，需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸4200个,答案：BD,练习7细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离，下图为可能的结果，下列叙述错误的是(),A子一代DNA应为 B子二代DNA应为C子三代DNA应为 D亲代的DNA应为,二、基因是有遗传效应的DNA片段1DNA分子特性(1)多样性：主要取决于。(2)特异性：决定于。(3)稳定性：主要取决于。,碱基排列顺序的多样性,DNA分子中特定的碱基排列顺序,DNA分子的双螺旋结构,2对基因本质的理解(1)DNA分子上所有的碱基序列都是遗传信息吗？。(2)基因和DNA有何关系？。,不是,1个DNA上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段,判断1构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。()2基因是有遗传效应的DNA片段。()3不同DNA分子携带遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同。()4DNA的多样性主要取决于碱基排列顺序的多样性。(),例3、下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是()A在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的只是一个磷酸基和一个碱基B基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因C一个基因含有多个脱氧核苷酸，DNA的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子,答案：A,考点三,基因是有遗传效应的DNA片段,1对基因本质的理解。(1)从结构上看：基因是DNA上一个个特定的片段，一个DNA分子上有许多个基因。基因与DNA结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的，也是双螺旋结构。基因中脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序代表遗传信息。,(2)从功能上看。基因具有遗传效应，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状。,染色体是DNA的主要载体,2染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系。,基因是有遗传效应的DNA片段,基因中脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,每条染色体上有一个或两个DNA分子,是主要的遗传物质,每个DNA分子含有许多基因,是遗传物质的功能结构单位,每个基因中含有许多脱氧核苷酸,3基因、染色体、蛋白质、性状的关系。,特别提醒：对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体，线粒体和叶绿体也是基因的载体。,易错提示：在基因、DNA与染色体关系上，明确基因是DNA的一部分，DNA是染色体的组成部分，DNA是重要的遗传物质，全部基因的集合不是所有的DNA，染色体不是遗传物质，它只是遗传物质DNA的主要载体。,练习8下列关于真核生物的基因的说法，不正确的是()A基因是有遗传效应的染色体片段B细胞内的基因主要分布在染色体上C基因能通过控制蛋白质的结构控制生物的性状D基因中的碱基排列顺序蕴藏着遗传信息,解析：基因是有遗传效应的DNA片段，不是染色体片段。答案：A,做一题例4某校一个生物活动小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探究，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。,(1)实验步骤：第一步：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N14N；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N15N。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。,第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代()，请分析：如果DNA位于_带位置，则是全保留复制；如果DNA位于_带位置，则是半保留复制。第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上连续繁殖两代()，请分析：如果DNA位于_带位置，则是全保留复制；如果DNA位于_带位置，则是半保留复制。,(2)有人提出：第一代()的DNA用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNA的复制方式，如果轻带和重带各占1/2，则一定为半保留复制。你认为此人说法是否正确？_。原因是_。,(1)1/2重和1/2轻全中1/4重和3/4轻1/2中和1/2轻(2)不正确无论是半保留复制还是全保留复制，离心后的结果是一致的，无法区分,课题18：DNA复制方式的实验探究,关于DNA复制方式的探究，充分体现了假说演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。1实验材料：大肠杆菌。2实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。,3实验假说：DNA以半保留的方式复制。4实验过程：见下图。(1)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分被15N标记。(2)将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。,(4)将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。,5实验预期：离心后应出现3条DNA带，见上图。(1)重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。(2)中带(密度居中)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。(3)轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。,6实验结果：与预期的相符。DNA的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？下面设计实验来证明DNA的复制方式。,实验步骤：(1)在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA(对照)。(2)在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA(亲代)。(3)将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为含14N的培养基中，再连续繁殖两代(和)，用密度梯度离心法分离，不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。,实验预测：(1)如果与对照(14N/14N)相比，子代能分辨出两条DNA带：一条带和一条带，则可以排除半保留复制和分散复制。(2)如果子代只有一条中密度带，则可以排除，但不能肯定是。(3)如果子代只有一条中密度带，再继续做子代DNA密度鉴定：若子代可以分出和，则可以排除分散复制，同时肯定半保留复制；如果子代不能分出中、轻密度两条带，则排除，同时确定为。,答案：(1)轻(14N/14N)重(15N/15N)(2)全保留复制半保留复制和分散复制(3)一条中密度带一条轻密度带 半保留复制分散复制,