DNA分子的结构

DNA分子的结构T脱氧核苷酸碱基AGC磷酸脱氧核糖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脱氧核苷酸的种类一条脱氧核苷酸链…AAATTTGGGGCCCATCDNA分子结构主要特点1、DNA分子结构主要特点DNA分子是有条链组成，盘旋成结构。交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；排列在内侧。碱基通过连接成碱基对，并遵循原则。反向平行双螺旋脱氧核糖和磷酸碱基对氢键碱基互补配对2二、DNA模型分析2、DNA的多样性AAATTTGGGGCCCATC两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。思考：研究表明：DNA结构的稳定性与四种碱基的含量有关：G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。•基本骨架为磷酸和脱氧核糖交替排列；•两链反向平行；•有两个游离的磷酸基团；•具有稳定性、多样性、特异性DNA的复制最早提出的DNA复制模型有二种；一、对DNA复制的推测1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；复制一次复制一次沃森和克里克推测是半保留复制模型亲代DNA子代DNA1、按照半保留复制的原理请大家思考:右边的亲代DNA复制一次和复制二次后,其子代DNA的组成是怎么样的？（用红色表示新形成的链）请同学思考下列问题：2、要用实验来验证这一结论，我们需要对旧链和新链进行区分。结合第一节的知识，想一想我们怎样区分他们？3、若以15N来标记亲代细胞DNA的两条链，然后放在含14N的培养基中培养，子一代、子二代DNA分别含哪种元素？4、选择什么观察指标来说明本实验的假设正确与否？5、若假设正确，离心后亲代、子一代、子二代DNA会怎么分布？重带(下部)15N//15N中带(中间)15N//14N轻带(上部)14N//14N中带(中间)15N//14N①子一代②子二代亲代①6、如果不断地复制下去，每一次自制后都离心，离心的结果会不会有变化？二、DNA半保留复制的实验证据（见教材）重带(下部)15N//15N中带(中间)15N//14N轻带(上部)14N//14N中带(中间)15N//14N三、DNA复制的过程思考如下问题：DNA分子的复制小结：边解旋边复制解旋酶、聚合酶等解旋合成螺旋子代DNA•能够准确复制的原因是什么？DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；碱基具有互补配对的能力，能使复制准确无误。基因的表达P140一、什么是基因？基因是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。第三节基因的表达1.基因和染色体的关系基因在染色体上，并且在染色体呈线性排列，染色体是基因的主要载体。果蝇某一条染色体上的几个基因2.基因与DNA的关系：整个DNA分子中都是由基因构成的吗？基因是有遗传效应的DNA片段。基因与DNA和染色体以及脱氧核苷酸间的关系染色体基因1基因2非编码区编码区非编码区下图中a～d表示果蝇X染色体上的几个基因非基因片段非基因片段非基因片段基因1片段基因2片段基因3片段基因4片段编码区非编码区非编码区启动子与RNA聚合酶结合位点终止子原核基因编码区非编码区非编码区启动子与RNA聚合酶结合位点外显子内含子终止子真核基因3.基因和性状的关系基因控制生物的性状,基因是决定生物性状的基本单位——结构单位和功能单位。4.基因和脱氧核苷酸的关系每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸。5.基因和遗传信息的关系基因中的脱氧核苷酸（碱基对）排列顺序代表遗传信息不同的基因含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序。例如：豌豆的高茎基因D和矮茎基因d含有不同的脱氧核苷酸排列顺序。DNA的基本组成单位是什么？基因的基本组成单位是什么？二、基因控制蛋白质合成1.基因的基本功能1).通过自我复制，在传种接代中传递遗传信息。2).通过转录、翻译，在后代个体发育过程中，表达遗传信息。2.什么是表达遗传信息？DNARNA蛋白质转录翻译3.RNA的种类组成核糖体rRNA（核糖体RNA）运输氨基酸tRNA（转运RNA）把DNA的遗传信息传递给蛋白质mRNA（信使RNA）功能结构特点名称单链单链单链3.RNA的种类和功能把DNA的遗传信息传递给蛋白质运输氨基酸和蛋白质共同组成核糖体mRNA(信使RNA)tRNA（转运RNA)rRNA（核糖体RNA）DNAmRNA蛋白质核孔⑴mRNAmRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做密码子。UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子密码子的特点：⑴一种密码子只对应一种氨基酸⑵一种氨基酸可有一种或多种密码子（简并性）（一种氨基酸具有两个或多个密码子的现象称为密码子的简并性）（对应于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子）⑶起始密码可以编码氨基酸、终止密码不编码氨基酸⑷通用性——自然界中的各种生物共用一套密码子表tRNA⑵转运RNA（tRNA）：含有反密码子一个转运RNA只能携带一种特定的氨基酸！细胞中的转运RNA至少有种！61UAUUAU携带什么氨基酸？异亮氨酸AUAmRNA5.转录地点：模板：原料：条件：原则：产物主要在细胞核DNA的一条链4种核糖核苷酸DNAmRNA遵循碱基互补配对原则A—;T—;G—;C—UACG转录：在细胞核内以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。RNA聚合酶、ATP6.翻译场所：原料：模板：条件：原则：产物：核糖体氨基酸mRNAtRNA、酶、能量碱基互补配对原则(A-UU-AC-GG-C)多肽翻译：在核糖体上，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。核糖体AAGUGAAAGmRNAAAGUGAAAGmRNA脱水缩合通常一个mRNA同时结合多个核糖体，进行多个肽链的合成。A—C—U—G—G—A—U—C—UmRNA转录翻译蛋白质mRNA（遗传密码）ACUGGAUCUDNA双链A—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—AtRNA（反密码子）U–G–AC–C–UA–G–A苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸肽键肽键下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中不正确的是A．图中表示4条多肽链正在合成B．转录尚未结束，翻译即已开始C．每个核糖体各自在完成一条多肽链的翻译D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链核糖体mRNA多肽转录方向RNA聚合酶DNA（基因）mRNA蛋白质转录翻译复制复制逆转录三、遗传信息流——中心法则遗传信息可以从DNA流向DNA，即完成DNA的自我复制过程；遗传信息也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程。在某些病毒中，RNA也可以自我复制，并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA。在某些病毒中，RNA也可以自我复制，并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA。•逆转录病毒：劳斯肿瘤病毒、HIV病毒•RNA——〉DNA——〉RNA——〉蛋白质•RNA自我复制的病毒：烟草花叶病毒•RNA正链——〉RNA负链——〉RNA正链转录转录逆转录转录翻译中心法则补充RNADNA蛋白质翻译转录逆转录复制复制HIV病毒——逆转录病毒RNA病毒：逆转录、DNA自我复制、转录、翻译（RNA自我复制、转录、翻译）逆转录转录转录、翻译组装下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且四支试管中都有产物生成，请回答：四、基因对性状的控制1、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。如；酪氨酸酶与白化病。食物中的蛋白质经消化、吸收和水解后产生出苯丙氨酸，首先苯丙氨酸在(1)苯丙氨酸羟化酶的作用下变成酪氨酸，然后酪氨酸转化为3，4双羟苯丙氨酸，3，4双羟苯丙氨酸在(2)酪氨酸酶的作用下，可以生成黑色素。酪氨酸酶苯丙氨酸羟化酶2、基因通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。例如：镰刀型细胞贫血症DNA复制转录翻译逆转录时间分裂间期生命历程生命历程病毒侵入细胞时场所只有分裂的细胞才有，细胞核、线粒体、叶绿体所有活细胞，细胞核、线粒体、叶绿体所有活细胞，核糖体寄主细胞中模板两条链基因编码区的一条链，有遗传信息；DNA两链的遗传信息不同mRNA，上有密码子病毒的RNA原料脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸寄主细胞的脱氧核苷酸DNA复制转录翻译逆转录酶解旋酶、DNA聚合酶等解旋酶、RNA聚合酶等略逆转录酶碱基配对A-T、G-C，涉及4种脱氧核苷酸A-T、G-C、A-U涉及8种核苷酸G-C、A-U涉及4种核苷酸A-T、G-C、A-U涉及8种核苷酸同生物不同体细胞产物比较核DNA同，数量不同不同1、蛋白质种类不同2、基因突变后，蛋白质种类可能变（碱基对数量改变影响大于种类改变），可能不变（基因突变发生在非编码序列；不同密码子对应同一氨基酸；隐性突变）逆转录病毒的略DNA的粗提取与鉴定实验原理1.NaCl的物质的量浓度为0.14mol／L时,DNA的溶解度最低。2.DNA不溶于酒精溶液。3.DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色。1、胀破细胞，得DNA溶液（1）鸡血细胞液5-10ml，加入蒸馏水20ml，使血细胞加速破裂，过滤，取其滤液。(2)溶解细胞核内的DNA将物质的量浓度为2mol/l的氯化钠溶液40ml加入到滤液中，搅拌使其混合均匀，这时DNA在溶液中呈溶解状态。2、析出含DNA的黏稠物沿烧杯内壁缓缓加入蒸馏水，同时轻轻搅拌，这时会有丝状物出现，随着蒸馏水的加入逐渐增多，一直到氯化钠浓度约为0.14mol/l时，不再继续增加。实验步骤3、第二次析出DNA的黏稠物（1）所得DNA加入2mol/l的氯化钠溶液20ml，使其溶解。（2）过滤，取其滤液，DNA溶于滤液中（3）加入冷却的酒精溶液50ml，溶液中出现杂质较少的丝状物，它的主要成分就是DNA。DNA的鉴定用二苯胺（沸水浴）鉴定，DNA遇二苯胺会变蓝色。•两次加入蒸馏水的作用一样吗？•DNA的直径约为2nm，实验中出现的丝状物的粗细是否就表示一个DNA分子直径的大小？计算DNA复制过程的同位素标记•若用32P标记亲代DNA，则经过n次复制后，•子代DNA有：个•子代DNA中含32P的DNA=个；•占子代DNA的•子代DNA中含32P的链占子代DNA链的2n22/2n1/2n•DNA分子经n次复制后，需要某游离脱氧核苷酸（m）数=•DNA分子完成第n次复制后，需要某游离脱氧核苷酸（m）数=(2n-1)m(2n-1)m碱基互补配对规律的计算一：A=T,G=C(仅适用于DNA中）二、不配对碱基和：（1）一半规律：A+G=A+C=T+G=T+C=50%(仅适用于DNA中）(2)三不同规律：(A1G1(T1C1)(T2C2(A2G2)+)/++)/+1/a==aT2+C2A1+G1T1+C1A2+G2A+GT+C=1=a=1/aDNA中三、配对碱基和——四同规律=b(A1T1(G1C1)(T2A2C2G2)+)/++)/+=bA+TG+C=b(AU(GC)+)/+=bDNA中甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占46%，嘧啶占54%。乙生物遗传物质的碱基组成为：嘌呤占34%，嘧啶占66%则一下分别表示甲乙生物正确的是A蓝藻变形虫BT2噬菌体豌豆C硝化细菌绵羊D肺炎双球菌烟草花叶病毒思考2.在一个DNA分子中，腺瞟呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42％，若其中一条链中的胞嘧啶占该链碱基总数的24％，胸腺嘧啶占30％，那么在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（）A．12%、34%B.21%、24%C.34%、12%D.58%、30%C(1)有关蛋白质计算问题①氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系计算DNA(基因)信使RNA蛋白质碱基数6∶碱基数3∶氨基酸数1编码蛋白质的基因所含的碱基数例1:一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录信使RNA的DNA分子至少要有碱基多少个A.300；600B.900；1800