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1、DNA分子的结构,A 腺嘌呤G 鸟嘌呤C 胞嘧啶T 胸腺嘧啶,一、DNA分子的化学组成,脱氧核苷酸,C H O N P,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的种类,腺嘌呤脱氧核苷酸,四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链,磷酸二酯键,脱去H2O,2、DNA分子的平面结构,氢键,5,3,5,3,DNA分子的空间结构,（1）两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。,1、结构特点：,（2）脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架；碱基排在内侧。,（3）碱基通过氢键连接成碱基对：AT、GC,2、DNA多样性和特异性,1）多样性,在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基
2、对。请同学们计算DNA分子有多少种？,碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，碱基对（脱氧核苷酸）排列顺序就是遗传信息，从而DNA能够储存了大量的遗传信息。,2）特异性,每个DNA分子中的碱基对都有特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。不同生物中(A+T)/(G+C)的值不同。,3)稳定性,DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，两条链之间碱基互补配对的原则不变。,思考：在一个DNA分子中，哪些碱基比例较高，则该DNA分子就比较稳定？,5、碱基互补配对原则应用,设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2，A2=T1，G1=C2，G
3、2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C,可引申为：,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。A+G=T+C=50%即A+G/T+C=1,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？,解析：,因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，,A=50%23%=27%,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。,例题2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？,2.5;1,双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的
4、百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。,例题3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量?,24%,AT=54%G+C=46%,例题 4、在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤a个，占该区段全部碱基的比例为b，则（)b0.5 B.b0.5C.胞嘧啶为a1/（2b）1 D.胞嘧啶为b(1/2a),C,例题5、分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有A，由此可知，该分子中一条链上G含量的最大值可占此链碱基总数的多少？,40%,例题6、从某生物组织中提取DNA进行分析,其四
5、种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%,又知DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()、26%、24%、14%、11%,A,二、DNA的复制（一）DNA复制的方式,对DNA分子复制的推测,亲代,子代,1,2,(?),(?),(?),(?),假设的复制的方式,1,1,1,1,2,2,2,2,方式：半保留复制,方式：全保留复制,（二）对DNA分子复制的推测,沃森和克里克的推测(假说),复制时,DNA的双螺旋解开.互补的碱基间氢键断裂分开的两条链作为模板,以碱基互补配对的原则合成新的一条链,（三）DNA半保留复制的实验证据
6、,N15/N15DNA重链DNA,N14/N14DNA轻链DNA,N14/N15DNA中链DNA,实验的结果和预期的结果一致,说明克里克等所做的假设正确,复制方式是半保留复制,在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（I和II），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：,（1）由实验结果可以推出第一代（I）细菌DNA分子中一条链是，另一条链是。（2）中链含有氮元素是。（3）将第一代（I）转移到含15N的培养基上繁殖一
7、代，将所得到的细菌的DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是。（4）上述实验表明DNA分子复制的特点是。,填空：,14N，15N,14N-DNA新链,15N-DNA母链,0，1/2，1/2,半保留复制,习题：,15N链,14N链,重氮环境15N,轻氮环境14N,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,DNA平面模式图,DNA复制过程,思考：1、DNA复制需要哪些基本条件？2、复制过程有何主要特点？3、复制形成的子代DNA和亲代DNA 有何关系？,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,A,G,C,T,C,G,T,游离的脱氧核苷酸,与复制有关
8、的酶,注意，此处氢键将被打开！,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,A,G,T,C,G,T,在酶的催化下氢键已被打开,DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,A,G,T,C,G,T,亲代DNA的两条链分别作模板,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,C,T,A,G,T,C,G,还未解旋,刚解旋,所以DNA复制特点之一是:边解旋边复制,通过碱基互补配对脱氧核苷酸结合到母链上,已在复制,A,A,A,T,T,T,G,G,G,
9、G,C,C,C,A,T,C,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,一条子代DNA,另一条子代DNA,形成两条完全相同的子代DNA,半保留复制,半不连续性复制（复制叉）,领头链(leading strand),随从链(lagging strand),冈崎片段（Okazaki fragment）,真核生物DNA复制有多个复制起点双向复制,二、DNA的复制,1、概念：,以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程,2、场所：,主要在细胞核，还可以发生在线粒体、叶绿体,3、时间：,有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期,4、过程（特点）：,边解旋边复制,5、条件：,酶 能量 模板
10、原料,解旋酶、DNA聚合酶等,ATP,DNA分子的两条链,4种脱氧核苷酸,6、方式,半保留复制,7、精确复制的原因,8、意义,保持了遗传信息的连续性,规则的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对保证了复制的精确进行。,根据半保留复制和碱基互补配对原则,1、与复制有关的碱基计算,一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？,DNA分子数=,2n,脱氧核苷酸链数=,2n+1,母链数=,子链数=,2,2n+1 2,解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示分析。,连续第一次复制,连续第二次复制,连续第n次复制,解：,答：一个DNA
11、连续复制n次后，共有2n个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链2条，子链2n+1 2条,有关DNA中的碱基计算,例题1、某双链DNA分子，经2次复制后，所得到的子二代DNA分子中，含有原亲代DNA链的分子数是（）A.1B.2C.3 D.4,B,结论：不论复制多少代含有母链的只有两条,例题2、若对一个DNA分子用32P标记,经过4次复制后，含有32P DNA分子数占DNA总数的（）A 1/6 B 1/8 C 1/4 D 1/2,那含31p的DNA分子占全部DNA的比例是多少？含32P的脱氧核苷酸链占所有链的比例又是多少？31p链占全部链的比例多少？,B,例1：具有100个碱基对的1个DNA分子区
12、段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数（）A60个 B80个 C120个 D180个,D,2、复制需要的某种碱基数目的计算m代表要求的该种碱基在一个DNA分子中的数量，则DNA复制n次所需的某种碱基数=m(2n1)；DNA第n次复制所需的某种碱基数=m 2n1。,例2：具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则第二次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数（）A60个 B80个 C120个 D180个,C,（一）什么是基因？,基因是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。有遗传效应的DNA片段就是能够直接指导或间接调控蛋
13、白质合成的碱基序列。,三、基因的本质,1.基因和染色体的关系,基因在染色体上，并且在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。,果蝇某一条染色体上的几个基因,2.基因与DNA的关系：,整个DNA分子中都是由基因构成的吗？,基因是有遗传效应的DNA片段。,基因与DNA和染色体以及脱氧核苷酸间的关系,染色体,基因1,基因2,非编码区 编码区 非编码区,下图中ad表示果蝇X染色体上的几个基因,原核基因,3.基因和性状的关系,基因控制生物的性状,基因是决定生物性状的基本单位结构单位和功能单位。,4.基因和脱氧核苷酸的关系,每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸。,5.基因和遗传信息的关系,基因中的脱氧核苷酸（碱基对）排列顺序代表遗传信息 不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序。例如：豌豆的高茎基因D和矮茎基因d含有不同的脱氧核苷酸排列顺序。,DNA的基本组成单位是什么？基因的基本组成单位是什么？,
