《DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制及相關(guān)計(jì)算》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制及相關(guān)計(jì)算（39頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)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(rèn)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(zhǎng)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(duì)，且遵 循 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 。 DNA雙螺旋結(jié) 構(gòu)的主要特點(diǎn) 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
3、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 A A A T T T G G G G C C C A T C 兩條長(zhǎng)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(zhǎng)鏈中的堿基對(duì) 的排列順序是千變?nèi)f 化的。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 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(duì)： 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(bǔ)堿
4、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 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(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)： 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(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 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(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。 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(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
7、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 組成 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
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(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
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(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
10、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。 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(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
11、 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 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(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 DNA復(fù)制的計(jì)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(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 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(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。 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(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
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(fù)制的計(jì)算 1、計(jì)算產(chǎn)生子代 DNA數(shù) 2-4-8-2n n為復(fù)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(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 180
15、0 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 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(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。
DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制及相關(guān)計(jì)算
