DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制講課用

會計學(xué)1DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制講課用AGCT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脫氧核苷酸的種類第1頁/共39頁１９５３年美國科學(xué)家沃森（Ｊ．Ｄ．Ｗatson)和英國科學(xué)家克里克（Ｆ．Ｃrick)提出ＤＮＡ分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。第2頁/共39頁生物大分子結(jié)構(gòu)會議在意大利舉行，威爾金斯在富蘭克林不知情的情況下在報告中展示了ＤＮＡ的Ｘ射線衍射照片，這給沃森留下了極深的印象。不久后，沃森來到劍橋大學(xué)遇到了克里克，他們的配合成為科學(xué)家合作的典范。物理學(xué)家出身的克里克可以幫助沃森分析衍射圖譜，而沃森可以幫助克里克理解生物學(xué)的內(nèi)容。第3頁/共39頁

ＤＮＡ分子是以４種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這４種脫氧核苷酸分別含有Ａ、Ｔ、Ｇ、Ｃ四種堿基。

第4頁/共39頁他們嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，這些模型中，堿基位于螺旋的外部。但是這些模型很快被否定了。第5頁/共39頁

磷酸—脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。在這個模型中是相同堿基進行配對的，即Ａ—Ａ配對，Ｔ—Ｔ配對。第6頁/共39頁

生物化學(xué)家查哥夫：腺嘌呤（Ａ）的量=胸腺嘧啶（Ｔ）的量：鳥嘌呤（Ｇ）的量=胞嘧啶（Ｃ）的量。于是他們改變了堿基的配對方式，Ａ--ＴＧ--Ｃ當(dāng)他們把這個用金屬材料制作的模型與拍攝的Ｘ射線衍射照片比較時，發(fā)現(xiàn)兩者完全相符。第7頁/共39頁

這個故事的結(jié)局有些傷感。當(dāng)1962年沃森、克里克和威爾金斯獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的時候，富蘭克林已經(jīng)在4年前因為卵巢癌而去世。第8頁/共39頁多個脫氧核苷酸聚合成為脫氧核苷酸鏈二條脫氧核苷酸鏈組成一個ＤＮＡ分子AAGCCATTGGTC第9頁/共39頁AAATTTGGGGCCCATCDNA平面結(jié)構(gòu)５′３′３′５′第10頁/共39頁DNA的空間結(jié)構(gòu)：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋而成外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替連接內(nèi)側(cè)：堿基對組成堿基互補配對原則：A－TG－C堿基之間通過氫鍵連接雙螺旋結(jié)構(gòu)第11頁/共39頁【課堂反饋】

1．下面是DNA的分子的結(jié)構(gòu)模式圖，說出圖中1－10的名稱。12345678109GTCA1.胞嘧啶2.腺嘌呤3.鳥嘌呤4.胸腺嘧啶5.脫氧核糖6.磷酸7.胸腺嘧啶脫氧核苷酸8.堿基對9.氫鍵10.一條脫氧核苷酸鏈的片段第12頁/共39頁AAATTTGGGGCCCATC你注意到了嗎？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。第13頁/共39頁1．若DNA分子中一條鏈的堿基A：C：T：G＝l：2：3：4，則另一條鏈上A：C：T：G的值為（

）

A．l：2：3：4

B．3：4：l：2

C．4：3：2：1

D．1：3：2：4第14頁/共39頁2、DNA的一條鏈中A+G/T+C=2，另一條鏈中相應(yīng)的比是----------，整個DNA分子中相應(yīng)的比是-----------。DNA的一條鏈中A+T/C+G=2，另一條鏈中相應(yīng)的比是———，整個DNA分子中相應(yīng)的比是———。0.5122第15頁/共39頁4、某DNA分子的一條單鏈中，A占20％，T占30％，則該DNA分子中的C占全部堿基的

。25%第16頁/共39頁5、雙鏈DNA分子中，G占堿基總數(shù)的38％，其中一條鏈中的T占堿基總數(shù)的5％，那么另一條鏈中的T占堿基總數(shù)的

。7%審清題！！切忌?。〉?7頁/共39頁某雙鏈DNA分子中，鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基的54%，其中a鏈的堿基中，22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，則b鏈中腺嘌呤占該鏈堿基的比例和胞嘧啶占整個DNA分子堿基的比例分別為

A．24%、13%B．23%、27%C．48%、26%D．22%、28%√第18頁/共39頁作業(yè)：某DNA分子含有5000個堿基對，其中T為4000個，則G為____________個，脫氧核苷酸為_______個，磷酸為_____個。

第19頁/共39頁選擇題1．DNA完全水解，得到的化學(xué)物質(zhì)是（

）

A．氨基酸葡萄糖含氮堿基

B．氨基酸核苷酸葡萄糖

C．核糖含氮堿基磷酸

D．脫氧核糖含氮堿基磷酸第20頁/共39頁⒈下列化合物中，不是組成DNA的物質(zhì)是（）

A.核糖B.磷酸C.鳥嘌呤D.胞嘧啶⒉某DNA分子堿基中，鳥嘌呤分子數(shù)占22%，那么胸腺嘧啶分子數(shù)占（

）

A.11%

B.22%

C.28%

D.44%

⒊雙鏈DNA的堿基組成中，在A≠C的情況下，下列哪項會隨生物的種類不同而不同（

）

A.C/G

B.(A+T)/(C+G)

C.(A+C)/(G+T)

D.(A+G)/(T+C)ACB4.若DNA分子的一條鏈中（A+T）/（C+G）=a，則其互補鏈中該比值為（）

A.aB.1/aC.1D.1－1/a

A第21頁/共39頁DNA分子的復(fù)制

㈠概念：指以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。㈡時間：細胞有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。㈢場所：主要在細胞核。﹝其次在線粒體、葉綠體﹞。第22頁/共39頁（四）DNA的復(fù)制過程：（1）解旋：DNA分子利用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開。（2）合成子鏈：分別以解開的每一段母鏈為模板，以游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補的子鏈。（3）形成子代DNA：每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。從而形成2個與親代完全相同的DNA分子第23頁/共39頁思考？

說明DNA復(fù)制的條件有:模板：解旋后的兩條母鏈原料:細胞核中的游離的四種脫氧核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、聚合酶第24頁/共39頁㈤DNA復(fù)制的特點邊解旋邊復(fù)制,是半保留復(fù)制㈥DNA能準(zhǔn)確復(fù)制的原因DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu),為復(fù)制提供了精確的模板;通過堿基互補配對,保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進行.㈦DNA分子復(fù)制的意義DNA分子通過復(fù)制,使遺傳信息從親代傳給子代,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性.第25頁/共39頁DNA復(fù)制的過程第26頁/共39頁已知某一條全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子（0代），轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)n代，其結(jié)果如下：分子總數(shù)________

只含15N的分子___________

含15N14N的分子__________

只含14N的分子___________

脫氧核苷酸鏈總數(shù)________

含15N的鏈為_____________

含14N的鏈為_____________2n022n-22n+122n+1-2第27頁/共39頁4.將大腸桿菌放在含有同位素15N培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代后，細菌DNA所有氮均為15N，它比14N分子密度大。然后將DNA被15N標(biāo)記的大腸桿菌再移到14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，每隔4小時（相當(dāng)于分裂繁殖一代的時間）取樣一次，測定其不同世代細菌DNA的密度。實驗結(jié)果DNA復(fù)制的密度梯度離心試驗如圖所示。（1）

中帶含有氮元素是

（2）

測定第四代DNA分子密度，15N標(biāo)記的比例表示為

（3）如果將第一代（全中）DNA鏈的氫鍵斷裂后再測定密度，它的兩條DNA單鏈在試管中的分布位置應(yīng)為

（4）上述實驗表明，子代DNA合成的方式是

14N、15N1/8中，7/8輕?重，1/2輕半保留復(fù)制第28頁/共39頁某DNA分子中，若A占32.8%，當(dāng)其復(fù)制兩次后，其中T應(yīng)該占到多少？

A.17.2% B.32.8%√第29頁/共39頁某DNA分子共有a個堿基，其中含C有m個,則該DNA復(fù)制3次，需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸多少個？

A.7(a-m) B.8(a-m)

C.7a/2-7m D.8(2a-m)√游離第30頁/共39頁右圖表示用某生物的一個DNA分子和標(biāo)記放射性同位素3H四種脫氧核苷酸，以及所需能量復(fù)制新的DNA分子的過程，據(jù)圖回答：（1）除上述DNA復(fù)制所需的條件外，還需要。其對DNA復(fù)制的作用是（2）圖中1表示過程；圖中2表示以母鏈為模板，進行圖中3表示（3）從以上復(fù)制過程看，DNA分子的為復(fù)制提供了精確的模板。有關(guān)的酶使DNA解旋；催化合成與母鏈互補的子鏈解旋堿基互補配對形成兩個新的DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)第31頁/共39頁它的能力保證了復(fù)制能夠正確無誤地完成（4）復(fù)制出的第一代的一個DNA分子中，含有3H的鏈有條，這說明子代DNA的合成方式是在這代DNA分子中，含3H鏈的堿基序列相同嗎？（5）復(fù)制出的第二代全部DNA分子中，有條不含3H的鏈堿基互補配對1半保留復(fù)制不同2第32頁/共39頁DNA分子與RNA分子的比較

核酸種類項目DNARNA結(jié)構(gòu)組成的基本單位堿基

嘌呤

嘧啶

五碳糖

無機酸規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸核糖核苷酸A、GA、GC、TC、U脫氧核糖核糖磷酸磷酸因此，構(gòu)成核酸的堿基共

種，核苷酸共

種58第33頁/共39頁DNA的粗提取和鑒定原理：1、DNA在NaCl中的溶解度隨NaCl濃度的變化而變化，其中在NaCl=0.14mol/L時溶解度最低，故在此可以讓DNA析出2、DNA不溶于酒精，而其他雜質(zhì)卻可溶3、DNA遇二苯胺在沸水浴加熱時會變藍第34頁/共39頁材料：雞的紅細胞（不能用哺乳類紅細胞）關(guān)鍵點：三次過濾(第2次為了獲得其黏稠物，第1、3次為了獲得其濾液)二次加蒸餾水（第1次使紅細胞脹破，第2次使NaCl達到0.14材料中所提供的NaCl有兩種不同濃度提取血細胞核物質(zhì)溶解核內(nèi)DNA析出含DNA的黏稠物多層紗布濾取含DNA的黏稠物DNA的黏稠物再溶解