《DNA分子的結(jié)構(gòu)和復制及相關(guān)計算》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《DNA分子的結(jié)構(gòu)和復制及相關(guān)計算（39頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、DNA分子的結(jié)構(gòu)和復制 1. DNA的基本組成元素有哪些 : C、 H、 O、 N、 P 2. DNA的基本組成單位是 : 一、 DNA分子的結(jié)構(gòu) 脫氧 核糖 含氮堿基 磷酸 A GCT 腺嘌呤 鳥嘌呤 胞嘧啶 胸腺嘧啶 脫氧核苷酸 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 DNA的空間結(jié)構(gòu) 以超高分辨率掃描式電子 顯微鏡拍到的 DNA照片。 從圖上可辨認出 DNA 是由兩條鏈交纏在 一起的螺旋結(jié)構(gòu) DNA的結(jié)構(gòu) 模式圖 從圖中可 見 DNA具有規(guī) 則的雙螺旋空 間結(jié)構(gòu) 放大 DNA的空間結(jié)構(gòu) A G C T 氫鍵 A T G

2、C 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) 磷酸二酯鍵 A A A T T T G G G G C C C A T C 磷酸 脫氧核糖 含氮堿基 A A A T T T G G G G C C C A T C 1 DNA分子是由兩條 反 向平行的 脫氧核苷酸長鏈盤 旋而成的 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)，形成堿基對，且遵 循 堿基互補配對原則 。 DNA雙螺旋結(jié) 構(gòu)的主要特點 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

3、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(guān)系就叫做 堿基 互補配對原則 。 A T G C 氫鍵 A A A T T T G G G G C C C A T C 兩條長鏈上的 脫氧核糖與磷酸交 替排列的順序是穩(wěn) 定不變的。 長鏈中的堿基對 的排列順序是千變?nèi)f 化的。 結(jié)構(gòu)特點： 1.兩條鏈 反向平行 盤旋成 雙螺旋 結(jié)構(gòu) 2.脫氧核糖和磷酸交替連 接排在外側(cè)構(gòu)成 基本骨 架 ； 堿基排在內(nèi)側(cè) 3.堿基通過氫鍵連接成堿 基對： A T、 GC 堿基的排列順序千變?nèi)f化 多樣性 DNA分子的特性 堿基的特定的排列順序 特異性 堿基的排列順序 遺傳信息 雙鏈 DNA分子中，兩互補堿

4、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 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA雙鏈 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(jié)： A 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2

5、DNA雙鏈 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 n A 2+G 2 T 2 +C2 = T 1 +C 1 = n A+T G+C = 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。 A+T A+T+G+C = A 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA雙鏈 A 2 +T 2 +G 2 +C 2 A 2 +T 2 = A 1 +T 1 +G 1 +C 1 A 1 +T 1 = m% m% m% A

6、+T G+C A 2 +T 2 G 2 +C 2 A 1+T 1 G 1+C 1 =n =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

7、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 組成 復制的結(jié)果： 形成兩個完全相同的 DNA分子 模板：親代 DNA的兩條

8、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(jié)構(gòu) ，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(jié) 有絲分裂間

9、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(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

10、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。 A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T 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

11、 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 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA雙鏈 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 DNA復制的計算 A 1 T

12、2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA雙鏈 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 n A 2+G 2 T 2 +C2 = T 1 +C 1 = n A+T G+C = 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。 A+T A+T+G+C = A 1 T 2 T 1 A2 G 1 C 2 C 1 G 2 DNA雙鏈 A 2 +T 2 +G 2 +C 2 A 2 +T 2 = A 1 +T 1 +G 1

13、+C 1 A 1 +T 1 = m% m% m% A+T G+C A 2 +T 2 G 2 +C 2 A 1+T 1 G 1+C 1 =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

14、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) 2-4-8-2n n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 180

15、0 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 A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C

16、 G A T A T G C C G A T 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(guān) 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。