一轮DNA的结构、复制和基因是有遗传效应的DNA片段-牛佳PPT课件.ppt

第第2讲 DNA的的结构、复制及基因的本构、复制及基因的本质 脱氧核苷酸脱氧核苷酸一、一、DNADNA分子分子结构构1、元素、元素组成：成：C C、H H、O O、N N、P P2、基本、基本单位位：3、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸链单链 脱氧核糖磷酸磷酸含氮碱基含氮碱基A:腺腺嘌呤呤G:鸟嘌呤呤C:胞胞嘧啶T:胸腺胸腺嘧啶AC5 GTA3 磷酸二磷酸二酯键2.1）两条）两条链 盘旋成旋成 结构。构。2）和和 交替交替连接，排列在外接，排列在外侧，构成基本，构成基本骨架，骨架，排列在内排列在内侧。3）两条）两条链上的碱基通上的碱基通过 连接成碱基接成碱基对，碱基配，碱基配对规则是是 。AT、GC反向平行反向平行双螺旋双螺旋脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸碱基碱基氢键4、DNA的双螺旋的双螺旋结构构螺旋化螺旋化立体立体结构构平面平面结构构3.（1 1）1 1个个DNADNA分子中只有分子中只有2 2个游离的磷酸。个游离的磷酸。（2 2）脱氧核糖）脱氧核糖连接着接着1 1或或2 2个磷酸。个磷酸。（3 3）磷酸二）磷酸二酯键，可用限制，可用限制酶或或 DNA DNA水解水解酶切断，可用切断，可用DNADNA连接接酶或或DNADNA聚合聚合酶连接。接。（4 4）氢键(一种分子一种分子间作用力，不是化学作用力，不是化学键)，可用解旋可用解旋酶切断，也可加切断，也可加热断裂。断裂。（5 5）由于）由于GCGC碱基碱基对间含三个含三个氢键，ATAT间含两个含两个氢键，因，因此此GCGC碱基碱基对含量越高，含量越高，DNADNA越越稳定，耐高温能力越定，耐高温能力越强。（6 6）DNADNA在高温下解旋后，逐在高温下解旋后，逐渐恢复低温后又恢复螺旋，恢复低温后又恢复螺旋，其其遗传信息仍存在，如肺炎双球菌信息仍存在，如肺炎双球菌转化化实验中。中。4.5、DNA的的结构特点构特点1 1、多、多样性：性：2 2、特异性：、特异性：3 3、稳定性：定性：各各DNADNA中碱基排列中碱基排列顺序不同序不同各各DNADNA分子中有其特定的碱基排列分子中有其特定的碱基排列顺序序DNADNA分子的双螺旋分子的双螺旋结构使其很构使其很稳定定【想一想想一想】含有含有 2 000 2 000 个碱基的个碱基的 DNADNA，排列方式有排列方式有 种。种。410005.6、DNA结构的相关构的相关计算算规律律1链2链规律律2 2：在双：在双链DNADNA分子中，分子中，A=AA=A1 1+A+A2 2T=TT=T1 1+T+T2 2C=CC=C1 1+C+C2 2G=GG=G1 1+G+G2 26.规律律3 3：DNADNA分子一条分子一条链中中(A(AG)/(CG)/(CT)T)的比的比值的倒数等的倒数等于互于互补链中中该种碱基的比种碱基的比值，在整个，在整个DNADNA分子中分子中该比比值等于等于1 1。证明明规律律5 5：计算比算比值时，可假，可假设该DNADNA分子分子为100100个碱基个碱基对1链2链1001007.1 1、概念：、概念：2 2、场所所（真核）：（真核）：3 3、时期：期：4 4、条件：、条件：5 5、原、原则：以以亲亲代代DNADNA分子分子为为模板合成模板合成子代子代DNADNA的的过过程。程。细细胞核胞核（主要）、（主要）、线线粒体、叶粒体、叶绿绿体体有有丝丝分裂分裂间间期期、减数分裂第一次分裂的、减数分裂第一次分裂的间间期期模板模板：原料：原料：能量能量：酶酶：DNADNA的两条的两条链游离的脱氧核苷酸（游离的脱氧核苷酸（A A、G G、C C、T T）ATPATP解旋解旋酶酶、DNADNA聚合聚合酶等等 碱基互碱基互补配配对原原则(A(AT T、CG)CG)二、二、DNADNA分子的复制分子的复制8.10.复制的生物学意义：9.DNA准确复制的原因：DNADNA具有具有独特的双螺旋独特的双螺旋结结构构，能，能为为复制提供精确的模板。复制提供精确的模板。将将遗传遗传信息信息从从亲亲代代传给传给子代，在子代，在传递过传递过程中保持程中保持遗传遗传信息的信息的连续连续性性8.特点：（1 1）边解旋解旋边复制复制：加快复制速度，减少基因突变的可能（2 2）半保留复制半保留复制：保证复制准确无误的进行7.复制结果：一个一个DNADNA成成为两个完全相同的两个完全相同的DNADNA，这两个两个DNADNA各含有原来的一条各含有原来的一条链。6 6、过程程：解旋解旋合成子合成子链链母子双母子双链链螺旋化螺旋化碱基互碱基互补配配对原原则，保，保证复制准确的复制准确的进行。行。9.11、DNA分子复制的分子复制的计算算1）若把一个含）若把一个含15N标记的的DNA分子（分子（0代）代）转移到移到14N的的 培养基中培养（复制）培养基中培养（复制）n代，其代，其结果分析如下表：果分析如下表：DNA分子分子数（条）数（条）脱氧核苷脱氧核苷酸酸链数（条）数（条）子代子代 含含15N含含14N 只含只含15N只含只含14N 2n22n亲代代DNADNA复制复制1 1次次复制复制2 2次次复制复制3 3次次22 23 21 02n-22n+1 22n+1-210.2 2）求消耗的脱氧核苷酸数）求消耗的脱氧核苷酸数若一若一亲代代DNADNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸mm个，求个，求经过复制复制n n次次需要消耗需要消耗该脱氧核苷酸脱氧核苷酸为:第第n n次复制次复制所需要所需要该脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数为：m(2 2n n-1)-1)m2 2n-1n-1注意：注意：亲代代DNADNA分子的分子的两条母两条母链被保留下来，被保留下来，不需要消耗原料。不需要消耗原料。11.例：某例：某DNADNA分子片断含有分子片断含有100100个个碱基碱基对，其中，其中A A为6060个，个，该片段片段连续复制三次复制三次所需所需C C的数量的数量为 ()()A.180A.180个个 B.280B.280个个 C.320C.320个个 D.360D.360个个 B变式：式：该片段片段第三次复制第三次复制所需所需C C的数量的数量为 ：160个个12.利用利用细细胞提供的胞提供的能量能量（ATP），在，在解旋解旋酶酶的作用下的作用下,把两条螺旋的双把两条螺旋的双链解开解开解旋解旋:母母链链（模板（模板链链）合成子合成子链链：以以母母链链为为模板模板,在在DNADNA聚合聚合酶等等酶酶的催化下，利用游离的的催化下，利用游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸为为原原料，按料，按碱基互碱基互补补配配对对原原则则合成子合成子链链。母子双母子双链链螺旋化螺旋化同同时进时进行行（边解旋解旋边复制复制）DNADNA分子复制的分子复制的过程程随着模板随着模板链解旋解旋过程的程的进行，新合行，新合成的子成的子链也在不断延伸。也在不断延伸。13.2 2、基因可、基因可独立起作用独立起作用,是生物体是生物体遗传的的功能功能单位位和和结构构单位位.1 1、遗传效效应：指基因能具体决定生物某些功能或特征。：指基因能具体决定生物某些功能或特征。基因A基因B基因C含有3个基因的DNA片段的模式图控制性状控制性状A控制性状控制性状B控制性状控制性状C 三、基因是有三、基因是有遗传遗传效效应应的的DNADNA片段片段14.A AA AA AT TT TT TGGGGGGC CC CA AT TC CC CGG外外侧：脱氧核糖，磷酸交替：脱氧核糖，磷酸交替连接接（不（不变）内内侧：碱基：碱基对（可（可变）遗传信息：信息：DNA分子中分子中碱基碱基对的排列的排列顺序序3、DNA片段中的片段中的遗传信息信息15.染色体DNA基因脱氧核苷酸染色体是DNA的主要载体每条染色体上有1个或2个DNA分子基因是有遗传效应的DNA片断每个DNA分子上有许多基因基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息每个基因由许多脱氧核苷酸组成DNA是主要的遗传物质4、基因、DNA和染色体的关系基因在染色体上呈基因在染色体上呈线性排列性排列既是既是DNA的基本的基本单位位也是基因的基本也是基因的基本单位位16.1 1 1 1、若、若、若、若对对一个一个一个一个DNADNADNADNA分子分子分子分子进进行行行行标记标记,经过经过4 4 4 4次复制后，含有次复制后，含有次复制后，含有次复制后，含有标记标记DNADNADNADNA分子数占分子数占分子数占分子数占DNADNADNADNA总总数的（数的（数的（数的（）A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2 A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2 A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2 A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2 2 2 2 2、若、若、若、若对对一个一个一个一个DNADNADNADNA分子分子分子分子进进行行行行标记标记,经过经过4 4 4 4次复制后，含有次复制后，含有次复制后，含有次复制后，含有标记标记的的的的DNADNADNADNA链链占占占占DNADNADNADNA总链总链的（的（的（的（）A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2 A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2 A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2 A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2 3 3 3 3、具有、具有、具有、具有100100100100个碱基个碱基个碱基个碱基对对的一个的一个的一个的一个DNADNADNADNA片段，内含片段，内含片段，内含片段，内含40404040个胸腺个胸腺个胸腺个胸腺嘧嘧啶啶，如果，如果，如果，如果连续连续复制复制复制复制2 2 2 2次，需游离的胞次，需游离的胞次，需游离的胞次，需游离的胞嘧啶嘧啶脱氧核苷酸多脱氧核苷酸多脱氧核苷酸多脱氧核苷酸多少个？少个？少个？少个？（）A 100 B 150 C 160 D 180 A 100 B 150 C 160 D 180 A 100 B 150 C 160 D 180 A 100 B 150 C 160 D 180 BAD巩固巩固练习17.4.DNA分子共有碱基分子共有碱基1400个，个，该DNA分子分子 连续复制两次，共需游离的脱氧核苷酸（复制两次，共需游离的脱氧核苷酸（）5.DNA分子共有碱基分子共有碱基1400个，其中一条个，其中一条链 上的上的(A十十T)(C+G)=2:5。该DNA分子分子 连续复制两次，共需游离的腺复制两次，共需游离的腺嘌呤脱氧呤脱氧 核苷酸核苷酸 （）A.300个个 B.400个个 C.600个个 D.1200个个4200C18.将某将某细胞放在含胞放在含3131P P磷酸的培养基中，培养数代后得到磷酸的培养基中，培养数代后得到G G0 0代代细胞。然后将胞。然后将G G0 0代代细胞移至含胞移至含3232P P磷酸的培养基培养，磷酸的培养基培养，经过第第1 1、2 2次次细胞分裂后，分胞分裂后，分别得到得到G G1 1、G G2 2代代细胞。再从胞。再从G G0 0、G G1 1、G G2 2代代细胞中提取出胞中提取出DNADNA，经密度梯度离心后，密度梯度离心后，结果如下果如下图（a a、b b、c c分分别表示表示轻、中、重三种、中、重三种DNADNA分子的分子的位置），位置），请回答：回答：abcABCD1.1.G G0 0、G G1 1、G G2 2三代三代DNADNA离心后的离心后的试管分管分别是是图中的：中的：G G0 0 ；G G1 1 ；G G2 2 ；ABD2.2.图中中a a、b b两条两条带中中DNADNA分子所含的同位素磷分分子所含的同位素磷分别是：是：条条带a a ；条；条带b b 。31P31P、32P19.15N15N14N14N15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N亲代DNADNA复制一次DNA复制两次含14N的培养基中培养20分钟全保留演绎推理重DNA1/2轻DNA1/2重DNA3/4轻DNA1/4重DNA20.15N14N15N15N14N14N14N14N亲代DNADNA复制一次DNA复制两次含14N的培养基中培养20分钟半保留演绎推理重DNA15N14N15N14N15N14N中DNA1/2轻DNA1/2中DNA21.15N14N15N15N14N14N14N14N亲代DNADNA复制一次DNA复制两次含14N的培养基中培养20分钟半保留演绎推理重DNA15N14N15N14N15N14N中DNA1/2轻DNA1/2中DNA22.