DNA分子结构和复制复习课省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第第1页页中关村柱状雕塑中关村柱状雕塑雅典奥运会开幕场景雅典奥运会开幕场景第第2页页 1234含碱基含碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸5A GT C二、二、DNADNA分子结构分子结构1 1、DNADNA化学组成化学组成DNADNA基本单位基本单位基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA组成元素组成元素 C H O N P C H O N P第第3页页AGCT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分子空间结构：规则双螺旋结构分子空间结构：规则双螺旋结构第第4页页（1）DNA分子是由分子是由两条两条反向平行反向平行脱氧核脱氧核苷酸长链盘旋成苷酸长链盘旋成双螺双螺旋结构旋结构。（2）DNA分子中分子中脱脱氧核糖和磷酸氧核糖和磷酸交替连交替连接，排列在外侧，组接，排列在外侧，组成成基本骨架基本骨架；碱基在；碱基在内侧。内侧。（3）两条链上碱基）两条链上碱基经过经过氢键氢键连结起来，连结起来，形成碱基对，且遵形成碱基对，且遵照照碱基互补配对标准碱基互补配对标准(A配配T，G配配C)。DNA分子结构特点分子结构特点AGCT氢氢氢氢键键键键ATGC第第5页页双链双链DNA分子中：分子中：(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1规律总结规律总结A=T，G=C A+G=T+C=A+C=T+G=50%两个互补碱基相等两个互补碱基相等两个互补碱基相等两个互补碱基相等任意两个不互补碱基之和任意两个不互补碱基之和恒等恒等且各占且各占DNA总碱基数总碱基数50不互补碱基之和比值等于不互补碱基之和比值等于1 A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链第第6页页1 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，它所含胞嘧啶应占（所含胞嘧啶应占（）A 15%B 30%A 15%B 30%C 35%D 70%C 35%D 70%2 2、在双链、在双链DNADNA中有鸟嘌呤中有鸟嘌呤P P个，占全部碱基百个，占全部碱基百分比为分比为N/M N/M（MM2N2N），则该），则该DNADNA分子中腺分子中腺嘌呤数目是（嘌呤数目是（）A P BA P B（PM/NPM/N）+P +P C C（PM/2NPM/2N）P D PM/2NP D PM/2NAC趁热打铁趁热打铁A+G=T+C=A+C=T+G=50%第第7页页规律总结规律总结非互补碱基之和百分比在整个非互补碱基之和百分比在整个DNA分子中百分比分子中百分比为为1，在两条互补链中互为倒数。，在两条互补链中互为倒数。如在如在一条链一条链中中 =m,则在另一条则在另一条互补链互补链中中 =1/m,而在双链而在双链DNA分子中分子中 =1A+GT+CA+GT+CA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链A+GT+C A1+G1T1+C1=mT1+C1A1+G1A2+G2T2+C2=1/m第第8页页A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链互补碱基之和百分比在互补碱基之和百分比在DNA分子及任何一条单分子及任何一条单链中都相等。如在一条链中链中都相等。如在一条链中 在互补链及在互补链及整个整个DNA分子中分子中A+TG+C=mA+TG+C=mA1+T1G1+C1=m A2+T2G2+C2T1+A1C1+G1=m A1+T1+A2+T2G1+C1+G2+C2=2(A1+T1)2(G1+C1)=m规律总结规律总结第第9页页互补碱基之和在整个互补碱基之和在整个DNA分子及任何一条单链中所占分子及任何一条单链中所占百分比相等。若在一条单链中百分比相等。若在一条单链中A+T所占百分比为所占百分比为m,那么那么另一条单链及整个另一条单链及整个DNA分子中分子中A+T所占百分比也为所占百分比也为m。规律总结：规律总结：A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链T1+A1T1+A1+C1+G1=mA1+T1+A2+T2A1+T1+G1+C1+A2+T2+G2+C2A2+T2A2+T2+G2+C2=A1+T1A1+T1+G1+C1=m 2（A1+T1)2（A1+T1+G1+C1)=m第第10页页3 3、在、在DNADNA一个单链中，一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述，上述百分比在其互补链和整个百分比在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多少？少？4 4、若、若DNADNA一个单链中，一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述，上述百分比在其互补链和整个百分比在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多分子中分别是多少？少？2.5 12.5 10.4 0.40.4 0.4趁热打铁趁热打铁第第11页页5 5、某双链、某双链DNADNA片段中，片段中，A A占占23%23%，其中一条，其中一条链中链中C C占该单链占该单链24%24%，问另一条链中，问另一条链中C C占多少占多少？30%趁热打铁趁热打铁A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链过程解析：过程解析：双链中双链中A=T,A+T=46%,A1+T1=A2+T2=46%G2+C2=1-46%=54%已知已知C1=G2=24%C2=54%-24%=30%24%24%?第第12页页DNADNA分子分子特征特征：多样性：多样性：一个最短一个最短DNADNA分子也有分子也有40004000个碱基对，可能个碱基对，可能排列方式就有排列方式就有 种。种。特异性：特异性：不一样生物，碱基正确数目可能不一样，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。碱基正确排列次序必定不一样。稳定性：稳定性：中脱氧核糖和磷酸交替连接方式中脱氧核糖和磷酸交替连接方式不变，两条链间碱基互补配正确标准不不变，两条链间碱基互补配正确标准不变。（即结构稳定性）变。（即结构稳定性）DNA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。特定特定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。44000第第13页页第第14页页一、对一、对DNADNA分子复制推测：分子复制推测：沃森和克里克发表了沃森和克里克发表了DNA双螺旋模型之后很快，双螺旋模型之后很快，于同年又紧接着发表了于同年又紧接着发表了DNA自我复制假说：自我复制假说：DNA分子分子复制时，复制时，DNA分子双螺旋将解开，互补碱基之间氢键分子双螺旋将解开，互补碱基之间氢键断裂，解开两条单链作为复制模板，游离脱氧核苷酸依断裂，解开两条单链作为复制模板，游离脱氧核苷酸依据碱基互补配对标准，经过形成氢键，结合到作为模板据碱基互补配对标准，经过形成氢键，结合到作为模板单链上。单链上。因为新合成每个因为新合成每个DNA分子中，都保留了原来分子中，都保留了原来DNA分子中一条链，所以，这种复制方式被称做分子中一条链，所以，这种复制方式被称做半保留复制。半保留复制。第第15页页二、二、DNA半保留复制试验证据半保留复制试验证据(选学选学)1958年年,科学家科学家,利用利用同位素示同位素示踪技术，踪技术，以大肠杆菌为试验材料以大肠杆菌为试验材料,设设计了一个巧妙试验。计了一个巧妙试验。第第16页页科学家推测：科学家推测：科学家推测：科学家推测：假如假如假如假如DNADNA是以半是以半是以半是以半保留方式复制，那么保留方式复制，那么保留方式复制，那么保留方式复制，那么离心后应该出现离心后应该出现离心后应该出现离心后应该出现三条三条三条三条DNADNA带带带带：重带重带重带重带(最靠最靠最靠最靠近试管底部近试管底部近试管底部近试管底部)、杂交杂交杂交杂交带带带带(位置居中位置居中位置居中位置居中)、轻带轻带轻带轻带(试管上部试管上部试管上部试管上部)。第第17页页1.概念：概念：2.时间：时间：三、三、DNA分子复制过程分子复制过程是指以是指以亲代亲代DNA为模板为模板合成子代合成子代DNA过程。过程。细胞有丝分裂细胞有丝分裂间期间期和和减数第一次分裂减数第一次分裂间期间期3.场所：场所：细胞核细胞核(主要主要)另：叶绿体另：叶绿体 线粒体线粒体第第18页页4.DNA4.DNA分子复制过程：分子复制过程：解旋解旋碱基配对碱基配对 (复制复制)螺旋化螺旋化第第19页页解旋：解旋：碱基配对：碱基配对：(复制复制)螺旋化螺旋化:DNADNA利用能量利用能量,在在解旋酶解旋酶作用下，把两条作用下，把两条螺旋双链解开。螺旋双链解开。以解开每一段以解开每一段母链为模板母链为模板，在，在DNADNA聚聚合酶合酶等作用下等作用下,利用细胞中利用细胞中游离游离4 4种脱种脱氧核苷酸为原料氧核苷酸为原料,按按碱基互补配对碱基互补配对标标准，各自合成与母链互补一段子链准，各自合成与母链互补一段子链。伴随模板链解旋伴随模板链解旋,新合成子链不停延新合成子链不停延伸。同时，每条新链与对应模板链盘伸。同时，每条新链与对应模板链盘绕成双螺旋结构。绕成双螺旋结构。一个一个DNADNA形成形成两个完全相同两个完全相同子代子代DNADNA分分子。子。第第20页页 模板：模板：6.条件：条件：（亲代（亲代DNA分子）分子）两条两条母链。母链。细胞中游离细胞中游离4种种脱氧脱氧核苷酸。核苷酸。ATP。DNA解旋酶解旋酶，DNA聚合聚合酶酶等。等。能量：能量：酶：酶：原料：原料：5.特点：特点：边解旋边复制；边解旋边复制；半保留复制半保留复制第第21页页DNA分子经过分子经过复制复制，将遗传信息从亲代，将遗传信息从亲代传给了子代，从而传给了子代，从而使生物前后代使生物前后代保持了保持了遗遗传信息传信息连续性。连续性。7.DNA复制复制意义意义：DNA分子独特分子独特双螺旋结构双螺旋结构，为复制提供了，为复制提供了准确准确模板模板；经过经过碱基互补配对碱基互补配对，确保确保了复制能够准确了复制能够准确地进行。地进行。8.DNA准确复制原因准确复制原因：第第22页页（1 1）DNADNA分子数分子数新合成子代新合成子代DNADNA分子数分子数=2=2n n个个含有含有亲代亲代DNADNA链子代链子代DNADNA分子数分子数=2=2个个不含不含亲代亲代DNADNA链子代链子代DNADNA分子数分子数=（2 2n n-2-2）个）个（2 2）脱氧核苷酸链数）脱氧核苷酸链数子代子代DNADNA分子中数分子中数=2 2n+1n+1条条亲代亲代脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数=2=2条条新合成脱氧核苷酸链数新合成脱氧核苷酸链数=（2 2n+1n+1-2-2）条条（3 3）消耗脱氧核苷酸数）消耗脱氧核苷酸数若一亲代若一亲代DNADNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m m个，经过个，经过n n次次复制需要消耗复制需要消耗该脱氧核苷酸数共该脱氧核苷酸数共 m(2m(2n n-1)-1)个个,复制复制第第n n次次需要消耗该脱氧核苷酸数为需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n-1)个个规律总结：规律总结：DNA分子复制中相关计算分子复制中相关计算DNA分子复制为半保留复制，一个分子复制为半保留复制，一个DNA分子复制分子复制n次，则有：次，则有：第第23页页1 1将用将用1515N N标识标识一个一个DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N培培养基中养基中让让其复制三次，其复制三次，则则含有含有1515N NDNADNA分子占分子占全部全部DNADNA分子百分比和含有分子百分比和含有1515N NDNADNA单链单链占全部占全部DNADNA单链单链百分比依次是百分比依次是()A A1/41/4、1/16 B1/16 B1/41/4、1/81/8C C1/21/2、1/4 D1/4 D1/81/8、1/81/8B趁热打铁趁热打铁第第24页页2(上海生物)某个DNA片段由500对碱基组成，AT占碱基总数34%，若该DNA片段复制2次，共需游离胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为()A330 B660 C990 D1320C高考链接高考链接提醒：提醒：若一亲代若一亲代DNA分子含有某种脱分子含有某种脱氧核苷酸氧核苷酸m个，经过个，经过n次复制需要消耗次复制需要消耗该脱氧核苷酸数共该脱氧核苷酸数共 m(2n-1)个个第第25页页第第26页页