DNA分子的結(jié)構(gòu)(1)

1、第二節(jié)第二節(jié) DNADNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)T 脫氧核苷酸脫氧核苷酸堿堿 基基A G C磷酸磷酸脫氧脫氧核糖核糖ACT腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸G脫氧核苷酸的種類脫氧核苷酸的種類探究探究1：DNA分子的結(jié)構(gòu)特點分子的結(jié)構(gòu)特點 自學(xué)課本自學(xué)課本P47-19，小組討論完成：，小組討論完成：1、從總體上看，、從總體上看，DNA是一種什么結(jié)構(gòu)？由幾條鏈組成？是一種什么結(jié)構(gòu)？由幾條鏈組成？兩條鏈的方向如何？兩條鏈的方向如何？2、DNA分子外側(cè)排列的是什么？內(nèi)側(cè)排列的是什么？磷分子外側(cè)排列的是什么

2、？內(nèi)側(cè)排列的是什么？磷酸和脫氧核糖的排列有什么規(guī)律？哪一部分是酸和脫氧核糖的排列有什么規(guī)律？哪一部分是DNA的基的基本骨架？本骨架？3、DNA的堿基是依靠什么結(jié)構(gòu)連接起來的？遵循什么原的堿基是依靠什么結(jié)構(gòu)連接起來的？遵循什么原則？則？一條脫氧核苷酸鏈一條脫氧核苷酸鏈DNADNA分分子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)主主要要特特點點DNA分子結(jié)構(gòu)主要特點分子結(jié)構(gòu)主要特點DNA分子是有分子是有 條鏈組成，條鏈組成， 盤旋盤旋成成 結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 交替連接，排列在外側(cè)，交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；構(gòu)成基本骨架； 排列在內(nèi)側(cè)。排列在內(nèi)側(cè)。堿基通過堿基通過 連接成堿基對，并遵循連接成堿基對，并遵循 原則。原則。反向平行

3、反向平行雙螺旋雙螺旋脫氧核糖和磷酸脫氧核糖和磷酸堿基對堿基對氫鍵氫鍵堿基互補配對堿基互補配對2探究探究2：DNA分子的特性分子的特性思考：思考：1、不同、不同DNA兩條長鏈上的什么結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定不變的？兩條長鏈上的什么結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定不變的？2、什么結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的？、什么結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的？3、每個、每個DNA分子各自的堿基排列順序是特定的嗎？分子各自的堿基排列順序是特定的嗎？ 思考：思考：研究表明：研究表明：DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與四種堿基的含量有定性與四種堿基的含量有關(guān)：關(guān)：G和和C的含量越多，的含量越多，DNA的結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。的結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。 基本骨架為磷酸和脫氧核糖交替排列；基本骨架為磷酸和

4、脫氧核糖交替排列； 兩鏈反向平行；兩鏈反向平行； 有兩個游離的磷酸基團；有兩個游離的磷酸基團； 具有穩(wěn)定性、多樣性、特異性具有穩(wěn)定性、多樣性、特異性DNA的復(fù)制的復(fù)制 最早提出的DNA復(fù)制模型有二種；一、對一、對DNADNA復(fù)制的推測復(fù)制的推測1、全保留復(fù)制：、全保留復(fù)制：新復(fù)制出新復(fù)制出 的分子直接形成，完全的分子直接形成，完全 沒有舊的部分；沒有舊的部分；2、半保留復(fù)制：、半保留復(fù)制：形成的分子形成的分子 一半是新的，一半是舊的；一半是新的，一半是舊的；復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次復(fù)制一次沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型沃森和克里克推測是半保留復(fù)制模型親代親代DNA子代子代DNA1、按照半保留

5、復(fù)制的原理請大家思考按照半保留復(fù)制的原理請大家思考:右右邊的親代邊的親代DNA復(fù)制一次和復(fù)制二次后復(fù)制一次和復(fù)制二次后,其其子代子代DNA的組成是怎么樣的？（用紅色表的組成是怎么樣的？（用紅色表示新形成的鏈）示新形成的鏈）請同學(xué)思考下列問題：請同學(xué)思考下列問題：2、要用實驗來驗證這一結(jié)論，我們需要對要用實驗來驗證這一結(jié)論，我們需要對舊鏈和新鏈進行區(qū)分。結(jié)合第一節(jié)的知識，舊鏈和新鏈進行區(qū)分。結(jié)合第一節(jié)的知識，想一想我們怎樣區(qū)分他們？想一想我們怎樣區(qū)分他們？3、若以若以15N來標(biāo)記親代細胞來標(biāo)記親代細胞DNA的兩條鏈，然后放在含的兩條鏈，然后放在含14N的培的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，子一代、子二代養(yǎng)基中培養(yǎng)

6、，子一代、子二代DNA分別含哪種元素？分別含哪種元素？4、選擇什么觀察指標(biāo)來說明本實驗的假設(shè)正確與否？、選擇什么觀察指標(biāo)來說明本實驗的假設(shè)正確與否？5、若假設(shè)正確，離心后親代、子一代、子二代若假設(shè)正確，離心后親代、子一代、子二代DNA會怎么分布？會怎么分布？重帶重帶(下部下部)1515N/N/1515N N中帶中帶(中間中間)1515N/N/1414N N輕帶輕帶(上部上部)1414N/N/1414N N中帶中帶(中間中間)1515N/N/1414N N子一代子一代子二代子二代親親 代代6、如果不斷地復(fù)制下去，每一次自制后都離心，離心的結(jié)果會如果不斷地復(fù)制下去，每一次自制后都離心，離心的結(jié)果會

7、不會有變化？不會有變化？二、二、DNADNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)（見教材）半保留復(fù)制的實驗證據(jù)（見教材）重帶重帶(下部下部)1515N/N/1515N N中帶中帶(中間中間)1515N/N/1414N N輕帶輕帶(上部上部)1414N/N/1414N N中帶中帶(中間中間)1515N /N /1414N N 三、三、DNADNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程思考如下問題：思考如下問題：DNADNA分子的復(fù)制小結(jié)：分子的復(fù)制小結(jié)：邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制解旋酶、聚合酶等解旋酶、聚合酶等解旋解旋 合成合成 螺旋螺旋 子代子代DNA 能夠準(zhǔn)確復(fù)制的原因是什么？能夠準(zhǔn)確復(fù)制的原因是什么？DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)

8、構(gòu)，能為復(fù)制提供模具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板；板；堿基具有互補配對的能力，能使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。堿基具有互補配對的能力，能使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。染色體染色體基因基因1基因基因2mRNA（信使（信使RNA）單鏈單鏈單鏈單鏈單鏈單鏈mRNA(mRNA(信使信使RNA)RNA)tRNAtRNA（轉(zhuǎn)運（轉(zhuǎn)運RNA)RNA)rRNArRNA（核糖體（核糖體RNARNA）DNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核核孔孔UCAUG A UUAmRNA 密碼子密碼子 密碼子密碼子 密碼子密碼子（一種氨基酸具有兩個或多個密碼子的現(xiàn)象稱為密碼子的（一種氨基酸具有兩個或多個密碼子的現(xiàn)象稱為密碼子的簡并性簡并性 ）（對應(yīng)于同一種

9、氨基酸的不同（對應(yīng)于同一種氨基酸的不同 密碼子稱為同義密碼子）密碼子稱為同義密碼子） U A U U A UUC U谷氨酸谷氨酸 核糖體核糖體AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCU谷氨酸谷氨酸AAGUG A AAGmRNAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸AAGUG A AAGmRNA脫水縮合脫水縮合UCU谷氨酸谷氨酸U A C甲硫氨酸甲硫氨酸UC U谷氨酸谷氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA翻翻譯譯 DNADNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄時間時間分裂間期分裂間期生命歷程生命歷程生命歷程生命歷程病毒侵入細病毒侵入細胞時胞時場所場所只有分裂的細胞只有分裂的細胞

10、才有，細胞核、才有，細胞核、線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體所有活細胞，所有活細胞，細胞核、線細胞核、線粒體、葉綠粒體、葉綠體體所有活細胞，所有活細胞，核糖體核糖體寄主細胞中寄主細胞中模板模板兩條鏈兩條鏈基因編碼區(qū)基因編碼區(qū)的一條鏈，的一條鏈，有遺傳信息；有遺傳信息；DNADNA兩鏈的兩鏈的遺傳信息不遺傳信息不同同mRNAmRNA，上有，上有密碼子密碼子病毒的病毒的RNARNA原料原料脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸寄主細胞的寄主細胞的脫氧核苷酸脫氧核苷酸DNADNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄酶酶解旋酶、解旋酶、DNADNA聚聚合酶等合酶等解旋酶、解旋酶、RNARNA

11、聚合酶聚合酶等等略略逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶堿基配堿基配對對A-TA-T、G-CG-C，涉及，涉及4 4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸A-TA-T、G-CG-C、A-UA-U涉及涉及8 8種種核苷酸核苷酸G-CG-C、A-UA-U涉涉及及4 4種核苷種核苷酸酸A-TA-T、G-CG-C、A-UA-U涉及涉及8 8種核苷酸種核苷酸同生物同生物不同體不同體細胞產(chǎn)細胞產(chǎn)物比較物比較核核DNADNA同，數(shù)量同，數(shù)量不同不同不同不同1 1、蛋白質(zhì)種類不同、蛋白質(zhì)種類不同2 2、基因突變后，蛋白質(zhì)、基因突變后，蛋白質(zhì)種類可能變（堿基對數(shù)種類可能變（堿基對數(shù)量改變影響大于種類改量改變影響大于種類改變），可能不變（基因變）

12、，可能不變（基因突變發(fā)生在非編碼序列突變發(fā)生在非編碼序列；不同密碼子對應(yīng)同一；不同密碼子對應(yīng)同一氨基酸；隱性突變）氨基酸；隱性突變）逆轉(zhuǎn)錄病毒的略逆轉(zhuǎn)錄病毒的略 DNA的粗提取與鑒定的粗提取與鑒定實驗原理實驗原理1.1. NaClNaCl的物質(zhì)的量濃度為的物質(zhì)的量濃度為0.14 mol0.14 molL L時時,DNA,DNA的溶解度最低。的溶解度最低。2.DNA2.DNA不溶于酒精溶液不溶于酒精溶液。3.DNA3.DNA遇二苯胺（沸水?。境伤{色遇二苯胺（沸水?。境伤{色。1、脹破細胞，得、脹破細胞，得DNA溶液溶液（1） 雞血細胞液雞血細胞液5-10ml，加入蒸餾水，加入蒸餾水20ml

13、，使，使血血細胞加速破裂細胞加速破裂，過濾，取其，過濾，取其濾液濾液。(2)(2)溶解細胞核內(nèi)的溶解細胞核內(nèi)的DNA DNA 將物質(zhì)的量濃度為將物質(zhì)的量濃度為2mol/l2mol/l的氯化鈉溶液的氯化鈉溶液40ml40ml加入加入到濾液中，攪拌使其混合均勻，這時到濾液中，攪拌使其混合均勻，這時DNADNA在溶液中呈在溶液中呈溶解狀態(tài)。溶解狀態(tài)。2、析出含、析出含DNA的黏稠物的黏稠物 沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩加入蒸餾水，同時輕輕攪拌，這時沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩加入蒸餾水，同時輕輕攪拌，這時會有絲狀物出現(xiàn)，隨著蒸餾水的加入逐漸增多，一會有絲狀物出現(xiàn)，隨著蒸餾水的加入逐漸增多，一直到直到氯化鈉濃度約為氯化鈉濃度約為

14、0.14mol/l時時，不再繼續(xù)增加。，不再繼續(xù)增加。實驗步驟實驗步驟3、第二次析出、第二次析出DNA 的黏稠物的黏稠物（1）所得）所得DNA加入加入2mol/l的氯化鈉溶液的氯化鈉溶液20ml，使，使其溶解。其溶解。（2 2）過濾，?。┻^濾，取其濾液，其濾液，DNA溶于濾液中溶于濾液中（3）加入）加入冷卻的酒精溶液冷卻的酒精溶液50ml，溶液中出現(xiàn)雜質(zhì)，溶液中出現(xiàn)雜質(zhì)較少的絲狀物，它的主要成分就是較少的絲狀物，它的主要成分就是DNA。DNA的鑒定的鑒定 用用二苯胺（沸水浴）二苯胺（沸水?。╄b定，鑒定，DNA遇二苯遇二苯胺會變胺會變藍色藍色。 兩次加入蒸餾水的作用一樣嗎？兩次加入蒸餾水的作用一

15、樣嗎？ DNA的直徑約為的直徑約為2nm，實驗中出現(xiàn)的絲狀，實驗中出現(xiàn)的絲狀物的粗細是否就表示一個物的粗細是否就表示一個DNA分子直徑的分子直徑的大??？大小？計算計算DNA復(fù)制過程的同位素標(biāo)記 若用若用3232P P標(biāo)記親代標(biāo)記親代DNADNA，則經(jīng)過，則經(jīng)過n n次復(fù)制后，次復(fù)制后， 子代子代DNADNA有：有： 個個 子代子代DNADNA中含中含3232P P的的DNA= DNA= 個；個； 占子代占子代DNADNA的的 子代子代DNADNA中含中含3232P P的鏈占子代的鏈占子代DNADNA鏈的鏈的2n22/ 2n1/ 2n DNADNA分子經(jīng)分子經(jīng)n n次復(fù)制后，需要某游離脫氧核苷酸

16、次復(fù)制后，需要某游離脫氧核苷酸（m m）數(shù)）數(shù)= = DNADNA分子完成第分子完成第n n次復(fù)制后，需要某游離脫氧核次復(fù)制后，需要某游離脫氧核苷酸（苷酸（m m）數(shù)）數(shù)= =(2n-1)m(2n-1)m堿基互補配對規(guī)律的計算堿基互補配對規(guī)律的計算一：一：A=T,G=C(A=T,G=C(僅適用于僅適用于DNADNA中）中）二、不配對堿基和二、不配對堿基和：（1）一半規(guī)律：）一半規(guī)律：A+G=A+C=T+G=T+C=50% ( (僅適用于僅適用于DNADNA中）中）(2)(2)三不同規(guī)律：三不同規(guī)律：三、配對堿基和三、配對堿基和四同規(guī)律四同規(guī)律甲生物核酸的堿基組成為：嘌呤占甲生物核酸的堿基組成為

17、：嘌呤占46%46%，嘧啶占嘧啶占54%54%。乙生物遺傳物質(zhì)的堿基組成。乙生物遺傳物質(zhì)的堿基組成為：嘌呤占為：嘌呤占34%34%，嘧啶占，嘧啶占66%66%則一下分別表則一下分別表示甲乙生物正確的是示甲乙生物正確的是A A 藍藻藍藻 變形蟲變形蟲 B T2B T2噬菌體噬菌體 豌豆豌豆 C C硝化細菌硝化細菌 綿羊綿羊 D D肺炎雙球菌肺炎雙球菌 煙草花葉病毒煙草花葉病毒思考思考2.在一個在一個DNA分子中，腺瞟呤與胸腺嘧啶之和分子中，腺瞟呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的占全部堿基總數(shù)的42，若其中一條鏈中的胞嘧啶，若其中一條鏈中的胞嘧啶占該鏈堿基總數(shù)的占該鏈堿基總數(shù)的24，胸腺嘧啶占，胸腺

18、嘧啶占30，那么，那么在其互補鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占（在其互補鏈上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分別占（ ）A12%、34% B.21%、24%C. 34%、12%D.58%、30%C(1)有關(guān)蛋白質(zhì)計算問題有關(guān)蛋白質(zhì)計算問題 氨基酸與相應(yīng)氨基酸與相應(yīng)DNA及及RNA片段中堿基數(shù)目之間的關(guān)片段中堿基數(shù)目之間的關(guān)系計算系計算 DNA(基因基因) 信使信使RNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 堿基數(shù)堿基數(shù)6 堿基數(shù)堿基數(shù)3 氨基酸數(shù)氨基酸數(shù)1u編碼蛋白質(zhì)的基因所含的堿基數(shù)編碼蛋白質(zhì)的基因所含的堿基數(shù)例例1:一條多肽鏈上有氨基酸一條多肽鏈上有氨基酸300個，則作為個，則作為合成該多肽鏈模板的信使合成該多肽鏈模板的信使RNA分子和轉(zhuǎn)錄分子和轉(zhuǎn)錄信使信使RNA的的DNA分子分子至少至少要有堿基多少個要有堿基多少個A. 300； 600 B. 900；1800 ( )C. 900；900 D. 600；900B基因堿基數(shù)：基因堿基數(shù)：mRNA堿基數(shù)：氨基酸數(shù)堿基數(shù)：氨基酸數(shù)= 6：3：1（不考慮非編碼區(qū)和內(nèi)含子）（不考慮非編碼區(qū)和內(nèi)含子）蛋白質(zhì)類的計算歸類例例2.（09年上海）某條多肽的相對