DNA分子的结构和复制及相关计算

DNA分子的结构和复制1.DNA的基本组成元素:C、H、O、N、P2.DNA的基本单位是:一、DNA分子的结构脱氧核苷酸1.DNA的基本组成元素:C、H、O、N、P2.DNA的基本单位是:一、DNA分子的结构脱氧核苷酸1′脱氧核糖磷酸含氮碱基4′3′2′5′ACT腺嘌呤脱氧核苷酸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G脱氧核苷酸的种类AGCTATGC平面结构立体结构二、DNA分子的空间结构：规则的双螺旋结构5′3′5′3′（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则(A配T，G配C)。DNA分子的结构特点AGCTATGC3′3′5′磷酸二酯键氢键碱基对另一碱基对嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键DNA分子的特性：②多样性：碱基对的排列方式:有种。③特异性：①稳定性：ＤＮＡ中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变，两条链间碱基互补配对的原则不变。DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。4n①双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补碱基之和的比值等于1。(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链∵A=T，C=G∴A+G=T+C=A+C=T+G=50%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，G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C规律总结：A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链②双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数.1nA2+G2T2+C2=T1+C1=nA+TG+C=1④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占该链碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=m%m%m%A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=n=n③双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。即两互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值。=n⑤不同生物的DNA分子中，其互补配对的碱基之和的比值不同，代表了每种生物DNA分子的特异性。（A+C）/（T+G）=1不能反映种间差异。（A+T）/（C+G）不同生物一般不同，反映种间差异。解题方法:1.画图最直观2.实施等量代换3.注意用脚码标注4.注意区分已知条件属于上述哪种情况5.规律很多,不必硬记,重在掌握解题方法1、概念：2、时间：是指以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期3、场所：真核生物：二、DNA分子的复制原核生物：细胞核（主要）线粒体、叶绿体拟核（主要）4、复制过程：边解旋边复制；多起点复制解旋酶催化解旋：模板复制:以母链为模板，在DNA聚合酶的催化下，以4种游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成子链母链（旧链）子链（新链）复制后的DNA:同时进行组成复制的结果：形成两个完全相同的DNA分子①模板：亲代DNA的两条母链；②原料：4种脱氧核苷酸；③能量：ATP;④酶：DNA解旋酶，DNA聚合酶等。5、DNA分子复制时需何条件？6、DNA分子复制的特点:（1）边解旋边复制（2）半保留复制7、DNA准确复制的原因?①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板。②通过碱基互补配对原则，保证了复制能够准确的进行。DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了遗传信息的连续性。8、DNA分子的复制的意义？1、概念：2、场所：3、时期：4、条件：5、复制过程：6、复制特点：7、复制的精确性：8、复制的生物学意义：小结有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期模板：原料：能量：酶：DNA的两条链游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）ATPDNA解旋酶、DNA聚合酶等(2)碱基互补配对原则（1）边解旋边复制（2）半保留复制使遗传信息在传递过程中保持了连续性细胞核（主要）、线粒体、叶绿体原核生物的拟核和质粒解旋→合成→延伸和盘绕(1)DNA的双螺旋结构DNA半保留复制1复制1次复制2次复制3次22223根据半保留复制和碱基互补配对原则①一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？亲代DNA链多少条？新合成的链多少条？含有亲代DNA链的子代有多少个？占所有子代DNA分子总数的多少？DNA分子数=2n脱氧核苷酸链数=2n+1亲代DNA链数=新合成的链数=22n+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。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第二次复制连续第n次复制解：含有亲代DNA链的子代=2占所有子代DNA分子总数的2/2n①双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%，且不互补碱基之和的比值等于1。(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链∵A=T，C=G∴A+G=T+C=A+C=T+G=50%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，G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=CDNA复制的计算A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链②双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数。1nA2+G2T2+C2=T1+C1=nA+TG+C=1④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占该链碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=m%m%m%A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=m=m③双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。即两互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值。=m⑤不同生物的DNA分子中，其互补配对的碱基之和的比值不同，代表了每种生物DNA分子的特异性。（A+C）/（T+G）=1不能反映种间差异。（A+T）/（C+G）不同生物一般不同，反映种间差异。解题方法:1.画图最直观2.实施等量代换3.注意用脚码标注4.注意区分已知条件属于上述哪种情况5.规律很多,不必硬记,重在掌握解题方法DNA复制的计算1、计算产生子代DNA数2---4---8-----2nn为复制的次数2、子代DNA分子中含有原来最初亲代DNA链的DNA分子数,以及它占总DNA分子数的比例.2个1/2n-13、最初亲代的链占全部子代DNA总链数的比例1/2nDNA复制所需原料的计算•公式：(2n-1)×碱基数n为复制的次数•例题•一个DNA分子中含有1000个碱基对，其中有400个腺嘌呤。如果它连续复制两次，消耗周围环境中胞嘧啶脱氧核苷酸。•解析：1、计算每个DNA分子中C的个数•2、套用公式计算1800②若将一个双链DNA被15N标记的大肠杆菌，加入到含14N的培养基中培养，连续复制三次，已知该DNA分子含腺嘌呤300个，占碱基总数的20%，复制子代时，需要从培养基中摄取多少个G？含14N的DNA分子有多少个？含15N的DNA有多少个？含15N的单链占全部单链的多少？根据半保留复制和碱基互补配对原则G=3150含14N的DNA分子数=含15N的DNA数=2ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT连续第一次复制连续第二次复制连续第n次复制解：含15N的单链占全部单链的1/238有关DNA半保留复制的计算①规律一：一个DNA分子连续n次复制，可形成2n个后代，其中只有2个DNA分子含有最初亲代的母链，含最初母链的DNA分子总数的2/2n；含有的最初母链占DNA单链总数的2/2n+1。②规律二：DNA分子复制n次所需的某种碱基数=m(2n-1)，其中m代表要求的该种碱基在一个DNA分子中的数量。③规律三：DNA分子第n次复制所需的某种碱基数=m×2n-1，其中m代表要求的该种碱基在一个DNA分子中的数量。