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DNA的分子结构公开课


DNA分子的结构 和复制

DNA作为遗传物质 必须具备的条件
1 结构比较稳定 2 能够储存巨大数量的遗传信息 3 能够自我复制

4 能产生可遗传的变异

DNA分 子的空 间结构

一、观察DNA分子的结构模式图,请回答有关问 题 / /

3

r />5

9

5/

3/

1.观察DNA的分子结构模式图,说出图中1-10的名 称。 / 10
1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖 6. 磷酸 7. 胸腺嘧啶脱氧 核苷酸 8. 碱基对 9. 氢键 10. 一条脱氧核苷 酸链的片段

3

/
G

8 1

5

T

2

C

9

3

A

4
7

5
6

5/

3/

一、观察DNA分子的结构模式图,请回答有关问 题

1 说明各数 码所代表的 结构名称
2 DNA分子 有什么样的 结构特点?

3

/

5/

9

5/

3/

3/
A
T

5/

2 DNA双螺旋结构 的主要特点: 1、DNA分子是由 两条反平行的脱 氧核苷酸长链盘旋 而成的

T

A

G

C

C

G

5/

3/

A

T

DNA双螺旋结构 的主要特点: 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。

T

A

G

C

C

G

A

T

T

A

G

C

DNA双螺旋结构 的主要特点: 3、两条链上的碱 基通过氢键连接起 来,形成碱基对, 且遵循碱基互补 配对原则。

C

G

.3 DNA双螺旋结构模型的构建者

美国生物学家 沃森

英国物理学家 克里克

二 为什么说DNA分子多样性、特异性 稳定性?
A
T

T

A

G

C

C

G

4、DNA多样性和特异性
1)多样性

碱基对排列顺序的千变万化,构成 了DNA分子的多样性,从而能够储存 了大量的遗传信息。

在生物体内,一个最短DNA分子也大约 有4000个碱基对,碱基对有:A—T、C—G。 请同学们计算DNA分子有多少种?

4

4000



4n(n表示碱基对数)

2)特异性
每个DNA分子中的碱基对都有特定 排列顺序,又构成了每一个DNA分子 的特异性。

3) 稳定性
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替 连接的方式不变,两条链之间碱基互补 配对的方式不变。

练习:
1、某双链DNA分子的碱基中,鸟嘌呤占30%, 则胸腺嘧啶为_____ 20%
2、一个DNA分子的碱基中,腺嘌呤占20%,那么 在含有100个碱基对的DNA分子中,胞嘧啶应是 60个 _____ 3、 DNA分子的一条单链中,A=20%,T=22%,求整 29% 个DNA分子中G = _____ 4 马与牛的DNA的主要区别是 碱基序列不同

5 DNA分子下列碱基数量比能说明自然界 B 生物多样性的是: A. A + C / T + G B .A + T / G + C
C. A + G / T + C D. A + G / T + G

B 6 DNA分子的一条链中(A+G) /(T+C)=0.4,上述比例在其互补链和整个 DNA分子中分别是 A. 0.4 和 0.6 B. 2.5 和 1 C. 0.6 和 1 D. 0.6 和 0.4

7.下面关于DNA分子结构的叙述错误的是: D A.每个DNA分子中一般都含有四种脱氧核苷酸 B.每个DNA分子中,都是碱基数=磷酸数=脱氧核 苷酸数=脱氧核糖数 C.双链DNA分子中的一段,若含有40个腺嘌呤, 就一定会同时含有40个胸腺嘧啶 D.每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基 8.有一对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的 结构有一个腺嘌呤,则它的其他组成应是: A 三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 B 两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶 C C 两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 D 两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶

9 由120个碱基组成的DNA分子片段,可因其碱 基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息, 其种类最多可达: C A. 4120 B.1204 C.460 D.604 10 一段多核苷酸链中的碱基组成为30%的A, 30%的C,20%的G,20%的T.它是一段: B A.双链DNA B. 单链DNA C. 双链RNA D. 单链RNA

11 在含有四种碱基的DNA区段中,有腺嘌呤a个, C 占该区段全部碱基的比例为b,则 A. b≤0.5 C. 胞嘧啶为a(1/2b -1)个 B. b≥0.5 D. 胞嘧啶为b(1/2b -1)个

12.一个DNA分子的一条链上,腺嘌呤比鸟嘌呤 多40%,两者之和占DNA分子碱基总数的24%, 则该DNA分子的另一条链上,胸腺嘧啶占该链 碱基数目的 ( D ) A.44% B.24% C.14% D.28%

13.双链DNA分子中,G占38%,其中一条链中的 T占该链的5%,那么另一条链中的T占该单链 的( C ) A. 76% B. 5% C. 19% D. 38%

一 观察 DNA的复制过程
A G T T

A
G C T G

C
G G A A C C

C
T G



根据DNA的复制过程回答

1)DNA的两条链打开是什么酶起的作用 这种酶作用的化学键是什么键?
A G G T C
T C C A G

解旋酶

氢键

2) DNA复制过程中所需要的原料是什么? 四种脱氧核苷酸 3)四种脱氧核苷酸在形成DNA子链时需 要哪种酶来催化? B A DNA连接酶 B DNA聚合酶

4)有了酶,有了原料DNA就能复制吗? 不能 还必须有模板、有引物、有能量。

5) 这种变化发生的时间是:
有丝分裂的间期、减数第一次分裂的间期

6)该变化进行的场所是
主要在细胞核内 真核生物:细胞核、线粒体、叶绿体 原核生物:拟核、细胞质(质粒的复制) 病毒:宿主细胞内

7 ) DNA的复制有什么特点: 半保留复制 8) 意义 DNA通过复制,将遗传信息从 亲代传给子代,保持遗传信息的连 续性 边解旋边复制

9 在体外DNA双链是怎样打开的? 通过80—1000C的高温 DNA双链在体外打开的过程,叫 变性 10 DNA在体外复制时需要 引物,为什么? DNA聚合酶不能从头开始合成DNA, 而只能从3 / 端延伸DNA链。 因此DNA的合成方向总是

从子链的5 / 向3 / 端延伸

11 DNA在体内复制与在体外复制都必须 有DNA聚合酶的催化作用,那么这两种环 境条件下的DNA聚合酶是相同的吗?
不相同 作用于生物体内DNA复制的DNA聚 合酶所需要的温度是温和的,而作用于 生物体体外DNA复制的DNA聚合酶必 须是能耐高温的。

三 能力培养
1.DNA分子在复制完成后,新合成的那条子链 的脱氧核苷酸的序列应与: B A.模板母链相同 B.非模板母链相同 C.两条模板母链相同 D.两条模板母链不相同 2.一个由15N标记的DNA分子,放在没有标记的 环境中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA C 分子总数的: A.1/10 B.1/5 C. 1/16 D.1/25

3.假定某大肠杆菌含14N的DNA分子的相对分子量 为a,若将其长期培养在含15N的培养基中,得到 含15N的DNA,相对分子量为b,现在将含15N的 DNA分子大肠杆菌再培养在含14N的培养基中,那 么,子二代DNA的相对分子量平均为( D ) A. (a+b)/2 B. (3a+b)/4 C. (2a+3b)/2 D (a+3b)/4
4.某DNA分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶m个, 则该DNA分子复制3次,需要游离的胸腺嘧啶脱 氧核苷酸数为( ) C A.7(a-m) B.8(a-m) C.7(1/2a-m) D.8(2a-m

5. 一双链DNA分子,在复制解旋时,一条链上的 G变成C,则该DNA分子经n次复制后,发生差错 的DNA占 ( ) A A.1/2 B.1/(2 n-l) C.1/2n D. 1 6.假设将含有一对同源染色体的精原细胞的 DNA分子用15N标记,并供给14N的原料, 该细胞进行减数分裂产生的4个精子中,含15N标 记的DNA的精子所占的比例为: D A. 0 B. 25% C. 50% D. 100%

10 一个具有放射性元素标记的双链DNA噬菌体侵 染细菌,若引起细菌破裂后释放出n个噬菌体,则 具有放射性元素标记的噬菌体占总数的 C A. 1/2n B. 1/n C. 2/n D. 1/2

11、某 DNA 分子中含腺嘌呤 100 个,占碱 基总数的 20 % ,则其复制 2 次,需多少胞 嘧啶脱氧核苷酸参与到新的 DNA 分子中去 A.150个 B.450个 C.400个 D.500个 B

12、用32P标记了玉米体细胞(含20条染色 体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不 含32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂的 中期、后期,一个细胞中的染色体总条数和 被32P标记的染色体条数分别是 A A.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20 C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10

13 有什么办法证明DNA是进行的半保留 复制? 用不同的同位素标记亲代DNA和原料 脱氧核苷酸,然后再进行离心。 实验步骤 第一步:在氮源为14N 的培养基上生长的 大肠杆菌,其 DNA 分子均为14N-DNA ;在 氮源为15N 的培养基上生长的大肠杆菌,其 DNA 分子均为15N-DNA 。用某种离心方法 分离得到的结果如图所示,其 DNA 分别分 布在轻带和重带上。

第二步:将亲代大肠杆菌 (含15N)转移到含的培养基 上繁殖一代(Ⅰ),请分析: 如果DNA 一半在轻带位置 一半在重 带位置,则是全 保留复制, 如果 DNA 全部位于中 带位置,则是 半保留复制。

第三步:为了进一步验证第二步的推测结果, 将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培 养基上再继续繁殖一代(Ⅱ),请分析: 如果DNA 3/4在轻带位置,1/4在重 带位 置,则是全保留复制; 如果DNA 一半在中位置,一半在轻 带位 置,则是半保留复制。

(2) 有人提出:第一代(Ⅰ)的 DNA 用解 旋酶处 理后再离心,就能直接判断DNA的复 制方式,如果轻带和重带各占1/2 , 则一定为 半保留复制。你认为这种说法是否正确?为 什么? 不正确 不论是全保留复制还是半保留复制, 其第一代用解旋酶处理后,都有一半的单 链含15N,一半的单链含14N,离心后都有 一半单链在重带位置,一半单链在轻带位 置。


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