必修二生物DNA的复制省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

DNADNA分子结构分子结构第第1 1页页v早在早在1919世纪，人们就发觉了世纪，人们就发觉了DNA化学化学成份：成份：DNA双螺旋结构模型构建双螺旋结构模型构建脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸A G C T第第2 2页页DNA空间结构以超高分辨率扫描式电子以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到显微镜拍到DNADNA照片。照片。从图上可识别出从图上可识别出DNADNA是由两条链交缠在是由两条链交缠在一起螺旋结构一起螺旋结构第第3 3页页DNA结构模式图放大DNADNA空间结构空间结构第第4 4页页A AA AA AT TT TT TG GG GG GG GC CC CC CA AT TC C磷酸脱氧核糖含氮碱基第第5 5页页A AA AA AT TT TT TG GG GG GG GC CC CC CA AT TC C（1 1）DNADNA分子是由两条反分子是由两条反向平行脱氧核苷酸长链盘向平行脱氧核苷酸长链盘旋成旋成双螺旋结构双螺旋结构。DNADNA分子结构特点分子结构特点第第6 6页页A AA AA AT TT TT TG GG GG GG GC CC CC CA AT TC C（1 1）DNADNA分子是由两条反分子是由两条反向平行脱氧核苷酸长链盘向平行脱氧核苷酸长链盘旋成旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2 2）DNADNA分子中脱氧核糖分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在和磷酸交替连接，排列在外侧，组成外侧，组成基本骨架基本骨架；碱碱基在内侧基在内侧。DNADNA分子结构特点分子结构特点第第7 7页页A AA AA AT TT TT TG GG GG GG GC CC CC CA AT TC C（1 1）DNADNA分子是由两条反分子是由两条反向平行脱氧核苷酸长链盘向平行脱氧核苷酸长链盘旋成旋成双螺旋结构双螺旋结构。（2 2）DNADNA分子中脱氧核糖分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在和磷酸交替连接，排列在外侧，外侧，组成组成基本骨架基本骨架；碱；碱基在内侧。基在内侧。（3 3）两条链上碱基经过）两条链上碱基经过氢键氢键连结起来，形成碱基连结起来，形成碱基对，且遵照对，且遵照碱基互补配对碱基互补配对标准标准。DNADNA分子结构特点分子结构特点第第8 8页页DNADNA分子特异性：分子特异性：多样性：多样性：DNADNA分子碱基对排列顺序千变万化。分子碱基对排列顺序千变万化。一个最短DNA分子也有4000个碱基对，可能排列方式就有44000种。特异性：特定特异性：特定DNADNA分子含有特定碱基排列次序。分子含有特定碱基排列次序。不一样生物，碱基正确数目可能不一样，碱基正确排列次序必定不一样。遗传遗传信息：信息：DNADNA分子中碱基分子中碱基对对排列次序就代表了排列次序就代表了 遗传遗传信息。信息。第第9 9页页第三节第三节 DNA复制复制第第1010页页二、二、DNADNA半保留复制试验证据半保留复制试验证据试验材料：试验材料：大肠杆菌大肠杆菌利用技术：利用技术：怎样把不一样怎样把不一样DNADNA分开呢？分开呢？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第第1111页页重带重带(下部下部)1515N/N/1515N N中带中带(中间中间)1515N/N/1414N N轻带轻带(上部上部)1414N/N/1414N N中带中带(中间中间)1515N/N/1414N N第第1212页页结论：结论：DNADNA复制是半保留复制复制是半保留复制半保留复制半保留复制新合成每个新合成每个DNADNA分子中，都保留了原来分子中，都保留了原来DNADNA分子中一条链；也就是说，新分子中一条链；也就是说，新DNADNA分子分子两条链中一条是母链，一条是新合成子链。两条链中一条是母链，一条是新合成子链。第第1313页页解旋酶解旋酶催化（氢键断裂）催化（氢键断裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶聚合酶催化下，利用游催化下，利用游离离脱氧核苷酸脱氧核苷酸进行）进行）复制复制:以母链为模板进行以母链为模板进行碱基配对碱基配对母链（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）组成组成第第1414页页亲亲 代代第一代第一代 第二代第二代第三代第三代15N15N不论不论DNA复制多少次，含有原来母链复制多少次，含有原来母链DNA分子永远只有两个分子永远只有两个第第1515页页 四、四、DNADNA分子复制过程及其特点分子复制过程及其特点1.1.场所：细胞核场所：细胞核(主要主要)、线粒体、叶绿体、线粒体、叶绿体2.2.时间：细胞分裂间期时间：细胞分裂间期(有丝分裂、减数分裂有丝分裂、减数分裂)3.3.条件条件:(1):(1)模板：亲代模板：亲代DNADNA两条链两条链 (2)(2)原料：脱氧核苷酸原料：脱氧核苷酸 (3)(3)能量：能量：ATPATP (4)(4)酶：解旋酶、酶：解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶 第第1616页页4.4.特点特点:(1):(1)边解旋边复制边解旋边复制 (2)(2)多起点复制多起点复制 (3)(3)半保留复制半保留复制加紧复制速度，降加紧复制速度，降低低DNADNA突变可能突变可能确保了复制准确进行确保了复制准确进行5.5.“准确准确”复制原理：复制原理：（1 1）DNADNA分子独特双螺旋结构，为复制提分子独特双螺旋结构，为复制提供了准确模板；供了准确模板；（2 2）碱基互补配对标准，确保了复制能够）碱基互补配对标准，确保了复制能够准确地进行。准确地进行。6.6.意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息连续性。遗传信息连续性。第第1717页页边解旋复制边解旋复制半保留复制半保留复制多起点复制多起点复制第第1818页页1.DNA分子组成和结构分子组成和结构(1)基本元素组成：基本元素组成：C、H、O、N、P五种元素。五种元素。(2)基本组成单位基本组成单位4种脱氧核苷酸。种脱氧核苷酸。第第1919页页(4)平面结构平面结构两条脱氧核苷酸长链反向平行两条脱氧核苷酸长链反向平行第第2020页页2DNA分子多样性与特异性分子多样性与特异性(1)多样性：碱基对多样性：碱基对(或脱氧核苷酸对或脱氧核苷酸对)排列次序千变万化，排列次序千变万化，组成了组成了DNA多样性。多样性。(2)特异性：每个特异性：每个DNA分子碱基正确排列次序是特定。分子碱基正确排列次序是特定。(3)与生物多样性关系：与生物多样性关系：DNA多样性多样性 蛋白质多样性蛋白质多样性 生物多样性。生物多样性。第第2121页页(1)配正确碱基，配正确碱基，A与与T之间形成之间形成2个氢键，个氢键，G与与C之间形成之间形成3个氢键，个氢键，CG对占百分比越大，对占百分比越大，DNA结构越稳定。结构越稳定。(2)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离磷酸基，所以每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离磷酸基，所以DNA分子中含有分子中含有2个游离磷酸基。个游离磷酸基。第第2222页页1.碱基互补配对标准及相关推论碱基互补配对标准及相关推论(1)标准：标准：AT，GC，图示为：，图示为：第第2323页页(2)(2)推论推论 腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即相等，即 A AT T，G GC C。嘌呤总数与嘧啶总数相等，即嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A AG GT TC C。在双链在双链DNADNA分子中，配对碱基之和所占比例分子中，配对碱基之和所占比例在任意在任意 一条链及整个一条链及整个DNADNA分子中都相等。分子中都相等。可简记为可简记为“配对两碱基之和在单、双链中所占比例配对两碱基之和在单、双链中所占比例相等相等”。“DNA两互补链中，不配对两碱基和比值乘积为两互补链中，不配对两碱基和比值乘积为1。第第2424页页2DNA复制相关计算复制相关计算(1)DNA不论复制多少次，产生子代不论复制多少次，产生子代DNA分子中含母链分子中含母链 DNA分子数总是分子数总是2个，含母链也总是个，含母链也总是2条。条。(2)复制复制n代产生子代代产生子代DNA分子数为分子数为2n，产生，产生DNA单链为单链为2n22n1。故复制。故复制n次后，含亲代次后，含亲代DNA链链DNA分子数占分子数占子代子代DNA分子总数百分比为分子总数百分比为 即即()，子代，子代DNA分子分子所含亲代所含亲代DNA链占子代链占子代DNA中脱氧核苷酸链百分比为中脱氧核苷酸链百分比为第第2525页页(3)复制所需脱氧核苷酸数复制所需脱氧核苷酸数a(2n1)，其中，其中a为所求为所求脱氧核苷酸在原来脱氧核苷酸在原来DNA(即作模板亲代即作模板亲代DNA)分子中数量，分子中数量，n为复制次数。为复制次数。第第2626页页例例2某某DNA分子含分子含m对碱基，其中腺嘌呤有对碱基，其中腺嘌呤有a个。以下相个。以下相关此关此DNA在连续复制时所需胞嘧啶脱氧核苷酸数目标叙述中，在连续复制时所需胞嘧啶脱氧核苷酸数目标叙述中，错误是错误是 ()A在第一次复制时，需要在第一次复制时，需要(ma)个个B在第二次复制时，需要在第二次复制时，需要2(ma)个个C在第在第n次复制时，需要次复制时，需要2n1(ma)个个D在在n次复制过程中，总共需要次复制过程中，总共需要2n(ma)个个第第2727页页 已知已知DNA分子中碱基数，求复制分子中碱基数，求复制n次与第次与第n次复制所次复制所需某碱基数目：某需某碱基数目：某DNA分子中含某碱基分子中含某碱基a个，复制个，复制n次，则次，则共需加入含该碱基脱氧核苷酸及互补配正确碱基为共需加入含该碱基脱氧核苷酸及互补配正确碱基为a(2n-1)个，但第个，但第n次复制时所需含该碱基脱氧核苷酸及互补次复制时所需含该碱基脱氧核苷酸及互补配正确碱基为：配正确碱基为：a(2n-1)-a(2n-1-1)=a2n-1第第2828页页1.对基因本质了解对基因本质了解(1)从结构上看从结构上看基因是基因是DNA上一个个特定片段，一个上一个个特定片段，一个DNA分子上有许多分子上有许多个基因。个基因。基因与基因与DNA结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定次结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定次序排列而成，也是双螺旋结构。序排列而成，也是双螺旋结构。基因中脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸(碱基对碱基对)排列次序代表遗传信息。排列次序代表遗传信息。第第2929页页(2)从功效上看从功效上看 基因含有遗传效应，即基因能控制生物性状，基因是基因含有遗传效应，即基因能控制生物性状，基因是 控制生物性状基本单位，特定基因决定特定性状。控制生物性状基本单位，特定基因决定特定性状。第第3030页页2染色体、染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸关系、基因和脱氧核苷酸关系第第3131页页 对于真核细胞来说，染色体是基因主要载体；线粒对于真核细胞来说，染色体是基因主要载体；线粒体和叶绿体也是基因载体。体和叶绿体也是基因载体。第第3232页页