DNA分子的結構和復制及相關計算.ppt

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DNA分子的結構和復制 1 DNA的基本組成元素 C H O N P 2 DNA的基本單位是 一 DNA分子的結構 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分子的結構 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 平面結構 立體結構 二 DNA分子的空間結構 規(guī)則的雙螺旋結構 5 3 5 3 1 DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結構 2 DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接 排列在外側 構成基本骨架 堿基在內側 3 兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結起來 形成堿基對 且遵循堿基互補配對原則 A配T G配C DNA分子的結構特點 3 3 5 磷酸二酯鍵 氫鍵 堿基對 另一堿基對 嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對 形成堿基對 且A只和T配對 C只和G配對 這種堿基之間的一一對應的關系就叫做堿基互補配對原則 A T G C 氫鍵 DNA分子的特性 多樣性 堿基對的排列方式 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 兩條鏈間堿基互補配對的原則不變 DNA分子堿基對的排列順序千變萬化 特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序 4n 雙鏈DNA分子中 兩互補堿基相等 任意兩個不互補堿基之和恒等 各占堿基總數(shù)的50 且不互補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DNA一條鏈為1鏈 互補鏈為2鏈 根據(jù)堿基互補配對原則可知 A1 T2 A2 T1 G1 C2 G2 C1 則在DNA雙鏈中 A T G C 規(guī)律總結 雙鏈DNA分子中 互補的兩條鏈中A G T C互為倒數(shù) 即兩不互補堿基之和的比值等于另一互補鏈中這一比值的倒數(shù) 1 雙鏈DNA分子中 A T占整個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 即兩互補堿基之和的比值等于另一互補鏈中這一比值 n 不同生物的DNA分子中 其互補配對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 實施等量代換3 注意用腳碼標注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 時間 是指以親代DNA為模板 合成子代DNA的過程 細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期 3 場所 真核生物 二 DNA分子的復制 原核生物 細胞核 主要 線粒體 葉綠體 擬核 主要 4 復制過程 邊解旋邊復制 多起點復制 解旋酶催化 解旋 模板 復制 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 按照堿基互補配對原則 合成子鏈 母鏈 舊鏈 子鏈 新鏈 復制后的DNA 同時進行 復制的結果 形成兩個完全相同的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分子復制時需何條件 6 DNA分子復制的特點 1 邊解旋邊復制 2 半保留復制 7 DNA準確復制的原因 DNA具有獨特的雙螺旋結構 能為復制提供模板 通過堿基互補配對原則 保證了復制能夠準確的進行 DNA分子通過復制 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分子的復制的意義 1 概念 2 場所 3 時期 4 條件 5 復制過程 6 復制特點 7 復制的精確性 8 復制的生物學意義 小結 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 堿基互補配對原則 1 邊解旋邊復制 2 半保留復制 使遺傳信息在傳遞過程中保持了連續(xù)性 細胞核 主要 線粒體 葉綠體原核生物的擬核和質粒 解旋 合成 延伸和盤繞 1 DNA的雙螺旋結構 DNA半保留復制 1 復制1次 復制2次 復制3次 2 22 23 根據(jù)半保留復制和堿基互補配對原則 一個DNA連續(xù)復制n次后 共有多少個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 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 所用知識為 半保留復制 和 堿基互補配對原則 并圖示分析 連續(xù)第一次復制 連續(xù)第二次復制 連續(xù)第n次復制 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 兩互補堿基相等 任意兩個不互補堿基之和恒等 各占堿基總數(shù)的50 且不互補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DNA一條鏈為1鏈 互補鏈為2鏈 根據(jù)堿基互補配對原則 1 堿基互補配對有關計算 可知 A1 T2 A2 T1 G1 C2 G2 C1 則在DNA雙鏈中 A T G C DNA復制的計算 雙鏈DNA分子中 互補的兩條鏈中A G T C互為倒數(shù) 即兩不互補堿基之和的比值等于另一互補鏈中這一比值的倒數(shù) 1 雙鏈DNA分子中 A T占整個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 即兩互補堿基之和的比值等于另一互補鏈中這一比值 m 不同生物的DNA分子中 其互補配對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 實施等量代換3 注意用腳碼標注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復制的計算 1 計算產(chǎn)生子代DNA數(shù) 2 4 8 2nn為復制的次數(shù) 2 子代DNA分子中含有原來最初親代DNA鏈的DNA分子數(shù) 以及它占總DNA分子數(shù)的比例 2個 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復制所需原料的計算 公式 2n 1 堿基數(shù)n為復制的次數(shù)例題一個DNA分子中含有1000個堿基對 其中有400個腺嘌呤 如果它連續(xù)復制兩次 消耗周圍環(huán)境中胞嘧啶脫氧核苷酸 解析 1 計算每個DNA分子中C的個數(shù)2 套用公式計算 1800 若將一個雙鏈DNA被15N標記的大腸桿菌 加入到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 連續(xù)復制三次 已知該DNA分子含腺嘌呤300個 占堿基總數(shù)的20 復制子代時 需要從培養(yǎng)基中攝取多少個G 含14N的DNA分子有多少個 含15N的DNA有多少個 含15N的單鏈占全部單鏈的多少 根據(jù)半保留復制和堿基互補配對原則 G 3150 含14N的DNA分子數(shù) 含15N的DNA數(shù) 2 連續(xù)第一次復制 連續(xù)第二次復制 連續(xù)第n次復制 解 含15N的單鏈占全部單鏈的1 23 8 有關DNA半保留復制的計算 規(guī)律一 一個DNA分子連續(xù)n次復制 可形成2n個后代 其中只有2個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DNA分子中的數(shù)量 規(guī)律三 DNA分子第n次復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DNA分子中的數(shù)量