人教版教学课件DNA的结构和复制

的结构和复制DNA是生命之源它蕴含了丰富的遗传信息一窥的精妙结构和复制过程让DNA,DNA,我们更深入地理解生命的奥秘的发现历程DNA年年年186919441953斯维斯通弗雷德里克亚当斯首次发现了奥斯瓦尔德阿夫里德阿弗里海尔谢和阿詹姆斯沃森和弗朗西斯克里克提出了·······核酸，并命名为核蛋白尔弗雷德达尼尔赫斯利证实了是遗双螺旋结构模型，开创了分子生物学··DNA DNA传物质的新纪元的重要性DNA遗传信息的载体生命活动的蓝图生物演化的基础生物技术的支撑分子是生物遗传信息的主的结构和复制奠定了生命的变异和遗传为生物演化对的深入研究推动了基因DNA DNA DNA DNA要载体保存和传递着生物遗的基础决定了生物体的结构提供了遗传物质的来源推动工程、克隆等生物技术的发,,,传性状的遗传信息和功能指导着生命的全部活了生物种类的不断发展展造福人类,,动的双螺旋结构DNA双螺旋结构碱基配对螺旋参数分子由两条互补的聚合核酸链缠绕在一双螺旋中的两条链通过碱基之间的氢键双螺旋有个碱基对围成一个圈螺旋DNA DNA DNA

10.4,起形成双螺旋结构这种独特的结构使其具相连腺与胸腺嘧啶配对鸟嘌呤直径为纳米螺距为纳米这些独特的尺,,ineA T,G2,

3.4,有稳定性和可复制性与胞嘧啶配对寸参数确保了的高度稳定性C DNA核酸的组成核酸类型核酸单元碱基类型核酸主要分为（脱氧核糖核酸）和核酸由许多核苷酸组成每个核苷酸包含一中的碱基有腺嘌呤、鸟嘌呤、胸DNA RNA,DNA AG（核糖核酸）两大类个五碳糖、一个磷酸基和一个氮基腺嘧啶、胞嘧啶四种T C碱基配对规则相互补配氢键连接12腺嘌呤与胸腺嘧啶相互配对鸡嘌呤与胞嘧啶相互由两个氢键连接由三个氢键连接确保双螺旋结构的A T,G CA-T,G-C,配对稳定性遗传信息的保存结构和功能的关系34碱基配对规则确保序列在复制过程中得以精确保存和传碱基配对模式体现了分子结构与遗传信息功能的密切关DNA DNA递系的复制过程DNA起始复制1从起始位点开始开启复制叉2双螺旋分离DNA复制叉移动3沿链合成新链DNA连续与间断链4双链形成填充与连接5完成复制过程的复制过程是一个精密有序的过程从起始复制位点开始双螺旋分离复制叉沿链移动并合成新链连续与间断链最后被填充和连接最终形成两条完整的双链DNA,,DNA,DNA,,DNA分子这一过程确保了复制的高保真性DNA复制的步骤DNA引发复制1引物附着于模板开始复制RNA DNA引物延伸2聚合酶沿着模板进行连续合成DNA连续链合成3在方向以连续方式复制5→3间断链合成4在方向以间断片段方式复制5→3复制分为个基本步骤首先通过引物附着于模板开始复制接着聚合酶沿模板方向进行连续合成同时也会以间断方式合成另一条链DNA4:DNA;DNA5→3;;最后将这些片段连接完成双链的复制DNA复制的酶DNA聚合酶螺旋酶DNA DNA聚合酶是负责复制的关键螺旋酶能够打开双链为DNA DNA DNA DNA,酶它可以将游离的碱基按照模板聚合酶提供所需的单链模板,DNA,正确配对并连接成新的链确保复制过程的连续性DNA拓扑异构酶连接酶DNA DNA拓扑异构酶能够释放复制连接酶可以将片段连DNA DNA DNA Okazaki过程中产生的过度扭曲维持接成完整的新链完成复制过,DNA DNA,分子的动态平衡程半保留复制定义机制复制过程维持遗传稳定性复制过程是半保留的即新在复制过程中双螺旋分开双螺旋分开模板链和合成半保留复制确保了复制的DNA,DNA,DNA,DNA合成的分子与原来的形成复制叉两条新的互补链链配对形成新的双螺旋从而高保真性使得遗传信息能DNA DNA,,,DNA分子各有一条链属于同源同时合成从而保留了原始保留了原有的遗传信息够稳定地传递给子代细胞,DNA DNA的一半复制叉移动的机制复制起始1复制从启动子处开始形成复制叉DNA,双向移动2复制叉在两个方向上同时移动复制整个基因组,组装新链3一条新的链在每个复制叉处合成最终形成两个完整的DNA,DNA分子复制的起始位点复制源起点特点定义12复制过程从特定的起始位复制源是双螺旋打开形成DNA DNA点开始称为复制源的复制泡,origin ofreplication bubble的中心位点replication识别启动位置特异性34特定的复制起始蛋白能识别并复制起始位点在基因组上的位结合复制源启动双链的解置是特异的不同生物有不同的,DNA,旋和复制过程复制源引物与引发复制引物的作用引发复制的条件引物是短链的或序列为复制需要有游离的脱氧核糖DNA RNA,DNA复制提供起始点指示复核苷酸、聚合酶和引DNA,DNA dNTPsDNA制开始的位置物引物与模板结合后DNA,DNA聚合酶开始沿着模板复制新DNA链引物的特点引物通常由个核苷酸组成需要与模板的特定序列互补配对引物6-12,DNA提供了端供聚合酶起始合成新的链3DNA DNA连续链与间断链连续链间断链两种链的关系复制过程中一条链是连续合成的称为另一条链是间断合成的称为间断链这条连续链和间断链是复制过程中相互配套DNA,,,DNA连续链这条链是从末端到末端连续合链是从末端到末端由若干短片段连接而的两种链结构共同构成了新的分子5353,DNA成的成填充和连接反应连续链复制引物连接连接反应复制中聚合酶在引物的启动下连引物与新合成的碱基通过氢键结合为连接酶通过形成磷酸二酯键将连续的DNA,DNA,DNA,DNA续地沿模板链合成新的互补链聚合酶提供起始点片段进行连接形成完整的新分子DNA DNA,DNA复制的高保真性错误校正机制核酸内切酶的作用复制具有极高的保真性主要归功于复制过程中的多重错误校此外核酸内切酶可以切除并修复上的损伤部位确保遗传信息DNA,,DNA,正机制当发生碱基配对错误时聚合酶可以及时发现并纠正的完整性这种自我修复能力确保了复制的高精度,DNA,DNA从而避免遗传信息的不准确传递复制的修复机制DNA复制错误校正错配碱基修复碱基切除修复复制过程中会出现错误聚合酶拥有如果复制过程中产生错配碱基细胞内细胞还能识别和切除受损或错误的碱DNA,DNA DNA,DNA校正功能能识别并修正错误碱基确保还存在专门的错配修复机制识别并修复这基然后利用模板重新合成正确的碱基,,DNA,,DNA复制的高保真性些错误序列修复,DNA复制与细胞分裂的关系复制与细胞分裂同步复制为细胞分裂做准备DNA12复制发生于细胞分裂的间期以确保每个子细胞都能获得复制的完成标志着细胞准备好进行有丝分裂确保分裂后DNA,DNA,完整的遗传物质每个子细胞都能获得一组完整的染色体复制错误会导致染色体异常修复机制确保复制准确34如果复制出现错误会引发染色体数量或结构的异常从细胞具有多种机制来检测和修复复制过程中的错误确保遗传DNA,,,而影响细胞分裂过程信息在细胞分裂中能够准确传递复制失误与突变修复机制复制过程中难免会出现错误细胞有完善的修复机制来纠正这些错误保证遗传信息的高度DNA,,精确性突变与遗传当这些修复机制失效时复制错误会导致遗传信息的变异即突变突变可能会造成严重后,DNA,果也可能产生新的有益性状,表型变化突变会导致基因序列的改变进而影响蛋白质的结构和功能最终表现为表型的变化可能是有益,,,也可能是有害的复制的意义DNA遗传信息保持基因组稳定性复制确保遗传信息在细胞分复制机制能够高度准确地复DNA DNA裂过程中准确地传递给子代细制序列维持基因组的完整性DNA,,胞这保证了生命的连续性和物降低突变发生的几率种的稳定性细胞分裂和增殖生命演化与进化复制为细胞分裂提供了所需复制过程中的小错误偶尔会DNADNA的遗传物质确保新生细胞拥有完产生新的基因变异为生物进化提,,整的遗传信息这使得生物体能供了遗传基础推动了生命的发展,够生长发育和繁衍后代与进化基因组测序技术基因组测序的发展测序方法的原理测序技术的特点测序技术的应用基因组测序技术从世纪年通过化学反应的原理按照高通量、低成本、高精度是测广泛应用于生物医学、植物育2070,DNA代的生物化学方法发展到今天碱基的顺序对进行测定从序技术的主要特点使得全基种、食品安全、环境监测等领DNA,,的高通量测序技术极大地推而获得序列信息因组测序成为可能域为人类社会发展做出重要,DNA,动了生命科学的进步贡献基因组项目的成果人类基因组计划基因组的应用12该计划于年完成首次成功测序了人类全基因组揭示了基因组测序为疾病诊断、个性化医疗、基因工程等提供了宝2003,,人类遗传信息的奥秘贵的参考信息生物多样性研究解密生命奥秘34基因组项目还帮助我们更好地认识和保护地球上的生物多样基因组研究为我们进一步了解生命的本质及起源提供了重要性线索基因工程与应用克隆基因编辑DNA通过基因工程技术可以从细胞中提取利用基因编辑工具如可CRISPR-Cas9并大量复制特定的片段这些克以精确地修改序列从而改变生物DNADNA,隆可用于多种生物技术领域体的遗传特性应用广泛DNA,转基因生物生物技术通过基因工程技术在生物体内引入外基因工程的发展为生物制药、环境保源基因可制造出具有新功能的转基因护、工业生产等领域带来了革命性的,生物应用于农业、医药等领域变革推动了生物技术的广泛应用,,克隆技术克隆的原理克隆的历史克隆技术的应用克隆技术通过体细胞核移植将细胞核移植年英国科学家成功克隆了羊多利这克隆技术在农业、医学等领域有广泛应用,1997,,,到去核的受精卵细胞中使其发育为与原细是人类第一次克隆出一个完整的动物个体可用于培育高产量作物、复制濒危动物、再,胞核完全相同的新个体这是一种克隆复制这标志着克隆技术的重大突破生人体器官等为人类社会带来诸多益处,的过程干细胞技术多能性自我更新干细胞拥有分化潜能可以发育成各种细胞类型是再生医学的基础干细胞能够通过细胞分裂有限度地持续维持其未分化状态为组织修,,,,复提供源源不断的细胞来源临床应用伦理争议干细胞技术可用于再生损伤器官、治疗多种疾病如糖尿病、神经系干细胞研究涉及胚胎干细胞使用等伦理问题需要谨慎平衡科研进展,,统疾病等前景广阔与道德底线,鉴定与应用DNA指纹技术基因打指DNA12通过分析个体独特的重复利用分析可以确定个体来DNADNA序列模式可以准确鉴定个人身自的地理区域有助于追溯家族,,份广泛应用于司法鉴定、亲子祖源和迁徙历史,鉴定等领域法医分析医疗诊断应用DNA34取样可以用于犯罪现场取分析技术还可应用于预防DNADNA证协助警方破案同时也可用和诊断遗传性疾病为精准医疗,,于无名尸体的身份识别提供依据生命的奥秘与未来的探索揭开了生命的奥秘为人类打开了通往未来的大门我们已经掌握了DNA,基因工程、克隆技术、干细胞研究等前沿科技这些将会为人类健康、生命延,续、环境保护等带来革命性的突破同时生命奥秘的持续探索也给我们带来了,更深刻的哲学思考关于生命的本质、价值和人类的使命,。