DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制及相關(guān)計(jì)算.ppt

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DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 1 DNA的基本組成元素 C H O N P 2 DNA的基本單位是 一 DNA分子的結(jié)構(gòu) 脫氧核苷酸 1 DNA的基本組成元素 C H O N P 2 DNA的基本單位是 一 DNA分子的結(jié)構(gòu) 脫氧核苷酸 1 A C T 腺嘌呤脫氧核苷酸 鳥嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸 G 脫氧核苷酸的種類 平面結(jié)構(gòu) 立體結(jié)構(gòu) 二 DNA分子的空間結(jié)構(gòu) 規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu) 5 3 5 3 1 DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) 2 DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接 排列在外側(cè) 構(gòu)成基本骨架 堿基在內(nèi)側(cè) 3 兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結(jié)起來(lái) 形成堿基對(duì) 且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 A配T G配C DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3 3 5 磷酸二酯鍵 氫鍵 堿基對(duì) 另一堿基對(duì) 嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對(duì) 形成堿基對(duì) 且A只和T配對(duì) C只和G配對(duì) 這種堿基之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系就叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 A T G C 氫鍵 DNA分子的特性 多樣性 堿基對(duì)的排列方式 有種 特異性 穩(wěn)定性 中的脫氧核糖和磷酸交替連接的方式不變 兩條鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則不變 DNA分子堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化 特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序 4n 雙鏈DNA分子中 兩互補(bǔ)堿基相等 任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等 各占?jí)A基總數(shù)的50 且不互補(bǔ)堿基之和的比值等于1 A G T C A C T G T C A G T G A C 1 A T C G A G T C A C T G 50 設(shè)DNA一條鏈為1鏈 互補(bǔ)鏈為2鏈 根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知 A1 T2 A2 T1 G1 C2 G2 C1 則在DNA雙鏈中 A T G C 規(guī)律總結(jié) 雙鏈DNA分子中 互補(bǔ)的兩條鏈中A G T C互為倒數(shù) 即兩不互補(bǔ)堿基之和的比值等于另一互補(bǔ)鏈中這一比值的倒數(shù) 1 雙鏈DNA分子中 A T占整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中A T占該鏈堿基總數(shù)的百分比 m m n 雙鏈DNA分子中A T G C等于其中任何一條鏈的A T G C 即兩互補(bǔ)堿基之和的比值等于另一互補(bǔ)鏈中這一比值 n 不同生物的DNA分子中 其互補(bǔ)配對(duì)的堿基之和的比值不同 代表了每種生物DNA分子的特異性 A C T G 1不能反映種間差異 A T C G 不同生物一般不同 反映種間差異 解題方法 1 畫圖最直觀2 實(shí)施等量代換3 注意用腳碼標(biāo)注4 注意區(qū)分已知條件屬于上述哪種情況5 規(guī)律很多 不必硬記 重在掌握解題方法 1 概念 2 時(shí)間 是指以親代DNA為模板 合成子代DNA的過程 細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期 3 場(chǎng)所 真核生物 二 DNA分子的復(fù)制 原核生物 細(xì)胞核 主要 線粒體 葉綠體 擬核 主要 4 復(fù)制過程 邊解旋邊復(fù)制 多起點(diǎn)復(fù)制 解旋酶催化 解旋 模板 復(fù)制 以母鏈為模板 在DNA聚合酶的催化下 以4種游離的脫氧核苷酸為原料 按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 合成子鏈 母鏈 舊鏈 子鏈 新鏈 復(fù)制后的DNA 同時(shí)進(jìn)行 復(fù)制的結(jié)果 形成兩個(gè)完全相同的DNA分子 模板 親代DNA的兩條母鏈 原料 4種脫氧核苷酸 能量 ATP 酶 DNA解旋酶 DNA聚合酶等 5 DNA分子復(fù)制時(shí)需何條件 6 DNA分子復(fù)制的特點(diǎn) 1 邊解旋邊復(fù)制 2 半保留復(fù)制 7 DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因 DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu) 能為復(fù)制提供模板 通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行 DNA分子通過復(fù)制 使遺傳信息從親代傳給了子代 從而保證了遺傳信息的連續(xù)性 8 DNA分子的復(fù)制的意義 1 概念 2 場(chǎng)所 3 時(shí)期 4 條件 5 復(fù)制過程 6 復(fù)制特點(diǎn) 7 復(fù)制的精確性 8 復(fù)制的生物學(xué)意義 小結(jié) 有絲分裂間期 減數(shù)分裂第一次分裂的間期 模板 原料 能量 酶 DNA的兩條鏈 游離的脫氧核苷酸 A G C T ATP DNA解旋酶 DNA聚合酶等 2 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 1 邊解旋邊復(fù)制 2 半保留復(fù)制 使遺傳信息在傳遞過程中保持了連續(xù)性 細(xì)胞核 主要 線粒體 葉綠體原核生物的擬核和質(zhì)粒 解旋 合成 延伸和盤繞 1 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu) DNA半保留復(fù)制 1 復(fù)制1次 復(fù)制2次 復(fù)制3次 2 22 23 根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后 共有多少個(gè)DNA 多少條脫氧核苷酸鏈 親代DNA鏈多少條 新合成的鏈多少條 含有親代DNA鏈的子代有多少個(gè) 占所有子代DNA分子總數(shù)的多少 DNA分子數(shù) 2n 脫氧核苷酸鏈數(shù) 2n 1 親代DNA鏈數(shù) 新合成的鏈數(shù) 2 2n 1 2 解析 所用知識(shí)為 半保留復(fù)制 和 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 并圖示分析 連續(xù)第一次復(fù)制 連續(xù)第二次復(fù)制 連續(xù)第n次復(fù)制 解 含有親代DNA鏈的子代 2 占所有子代DNA分子總數(shù)的2 2n 雙鏈DNA分子中 兩互補(bǔ)堿基相等 任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等 各占?jí)A基總數(shù)的50 且不互補(bǔ)堿基之和的比值等于1 A G T C A C T G T C A G T G A C 1 A T C G A G T C A C T G 50 設(shè)DNA一條鏈為1鏈 互補(bǔ)鏈為2鏈 根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 1 堿基互補(bǔ)配對(duì)有關(guān)計(jì)算 可知 A1 T2 A2 T1 G1 C2 G2 C1 則在DNA雙鏈中 A T G C DNA復(fù)制的計(jì)算 雙鏈DNA分子中 互補(bǔ)的兩條鏈中A G T C互為倒數(shù) 即兩不互補(bǔ)堿基之和的比值等于另一互補(bǔ)鏈中這一比值的倒數(shù) 1 雙鏈DNA分子中 A T占整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中A T占該鏈堿基總數(shù)的百分比 m m m 雙鏈DNA分子中A T G C等于其中任何一條鏈的A T G C 即兩互補(bǔ)堿基之和的比值等于另一互補(bǔ)鏈中這一比值 m 不同生物的DNA分子中 其互補(bǔ)配對(duì)的堿基之和的比值不同 代表了每種生物DNA分子的特異性 A C T G 1不能反映種間差異 A T C G 不同生物一般不同 反映種間差異 解題方法 1 畫圖最直觀2 實(shí)施等量代換3 注意用腳碼標(biāo)注4 注意區(qū)分已知條件屬于上述哪種情況5 規(guī)律很多 不必硬記 重在掌握解題方法 DNA復(fù)制的計(jì)算 1 計(jì)算產(chǎn)生子代DNA數(shù) 2 4 8 2nn為復(fù)制的次數(shù) 2 子代DNA分子中含有原來(lái)最初親代DNA鏈的DNA分子數(shù) 以及它占總DNA分子數(shù)的比例 2個(gè) 1 2n 1 3 最初親代的鏈占全部子代DNA總鏈數(shù)的比例 1 2n DNA復(fù)制所需原料的計(jì)算 公式 2n 1 堿基數(shù)n為復(fù)制的次數(shù)例題一個(gè)DNA分子中含有1000個(gè)堿基對(duì) 其中有400個(gè)腺嘌呤 如果它連續(xù)復(fù)制兩次 消耗周圍環(huán)境中胞嘧啶脫氧核苷酸 解析 1 計(jì)算每個(gè)DNA分子中C的個(gè)數(shù)2 套用公式計(jì)算 1800 若將一個(gè)雙鏈DNA被15N標(biāo)記的大腸桿菌 加入到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 連續(xù)復(fù)制三次 已知該DNA分子含腺嘌呤300個(gè) 占?jí)A基總數(shù)的20 復(fù)制子代時(shí) 需要從培養(yǎng)基中攝取多少個(gè)G 含14N的DNA分子有多少個(gè) 含15N的DNA有多少個(gè) 含15N的單鏈占全部單鏈的多少 根據(jù)半保留復(fù)制和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 G 3150 含14N的DNA分子數(shù) 含15N的DNA數(shù) 2 連續(xù)第一次復(fù)制 連續(xù)第二次復(fù)制 連續(xù)第n次復(fù)制 解 含15N的單鏈占全部單鏈的1 23 8 有關(guān)DNA半保留復(fù)制的計(jì)算 規(guī)律一 一個(gè)DNA分子連續(xù)n次復(fù)制 可形成2n個(gè)后代 其中只有2個(gè)DNA分子含有最初親代的母鏈 含最初母鏈的DNA分子總數(shù)的2 2n 含有的最初母鏈占DNA單鏈總數(shù)的2 2n 1 規(guī)律二 DNA分子復(fù)制n次所需的某種堿基數(shù) m 2n 1 其中m代表要求的該種堿基在一個(gè)DNA分子中的數(shù)量 規(guī)律三 DNA分子第n次復(fù)制所需的某種堿基數(shù) m 2n 1 其中m代表要求的該種堿基在一個(gè)DNA分子中的數(shù)量