DNA分子结构与复制及基因概念.pptx

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1、一、一、DNA的化学结构的化学结构脱氧脱氧脱氧脱氧核糖核糖核糖核糖碱基碱基碱基碱基磷酸磷酸磷酸磷酸A G C T2 2、组成的基本单位、组成的基本单位、组成的基本单位、组成的基本单位1、组成元素、组成元素：脱氧核苷酸脱氧核苷酸C、H、O、N、P2 2 2 24 4 4 43 3 3 31 1 1 15 5 5 5第1页/共58页AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核

2、苷酸3 3、脱氧核苷酸的种类、脱氧核苷酸的种类第2页/共58页4、碱基互补配对原、碱基互补配对原则则（腺嘌呤）（腺嘌呤）AT（胸腺嘧啶）胸腺嘧啶）-（鸟嘌呤）（鸟嘌呤）G-C（胞嘧啶）胞嘧啶）-第3页/共58页5、DNA的平面结的平面结构构连连 接接 ATGCATGC注意：注意：注意：注意：一个双链一个双链一个双链一个双链DNADNADNADNA分子中只含有分子中只含有分子中只含有分子中只含有2 2 2 2个个个个游离的磷酸基团游离的磷酸基团游离的磷酸基团游离的磷酸基团，且分布在，且分布在，且分布在，且分布在DNADNADNADNA分子的分子的分子的分子的两条链两条链两条链两条链上上上上，其余

3、磷酸基团都与，其余磷酸基团都与，其余磷酸基团都与，其余磷酸基团都与2 2 2 2个脱氧核糖个脱氧核糖个脱氧核糖个脱氧核糖通过通过通过通过磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键相连接。相连接。相连接。相连接。第4页/共58页1 1 1 1、配配配配对对对对的的的的碱碱碱碱基基基基，A A A A与与与与T T T T之之之之间间间间形形形形成成成成两两两两个个个个氢氢氢氢键键键键，G G G G与与与与C C C C之之之之间间间间形成形成形成形成三个三个三个三个氢键。氢键。氢键。氢键。CGCGCGCG比例越大，比例越大，比例越大，比例越大，DNADNADNADNA结构越稳定结构越稳定结构越稳

4、定结构越稳定。2 2 2 2、脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核苷酸、脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核苷酸、脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核苷酸、脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核苷酸DNADNADNADNAH H H H2 2 2 2O O O O。3 3 3 3、DNADNADNADNA分分分分子子子子结结结结构构构构可可可可简简简简记记记记为为为为：5 5 5 5种种种种元元元元素素素素，4 4 4 4种种种种碱碱碱碱基基基基(脱脱脱脱氧氧氧氧核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸)，3 3 3 3种种种种小小小小分分分分子子子子，2 2 2 2条条

5、条条长长长长链链链链，1 1 1 1个双螺旋个双螺旋个双螺旋个双螺旋。4 4 4 4、每个、每个、每个、每个DNADNADNADNA片段中，片段中，片段中，片段中，游离的磷酸基团游离的磷酸基团游离的磷酸基团游离的磷酸基团有有有有2 2 2 2个个个个，且分布在，且分布在，且分布在，且分布在DNADNADNADNA分子的分子的分子的分子的两条链上两条链上两条链上两条链上。第5页/共58页5 5 5 5、脱氧核苷酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基之间的数量关系是、脱氧核苷酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基之间的数量关系是、脱氧核苷酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基之间的数量关系是、脱氧核苷酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱

6、基之间的数量关系是1111111111111111。6 6 6 6、磷磷磷磷酸酸酸酸和和和和脱脱脱脱氧氧氧氧核核核核糖糖糖糖之之之之间间间间的的的的化化化化学学学学键键键键为为为为磷磷磷磷酸酸酸酸二二二二酯酯酯酯键键键键，用用用用限限限限制制制制性性性性核核核核酸酸酸酸内内内内切切切切酶酶酶酶处处处处理理理理可可可可切切切切断断断断，用用用用DNADNADNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶处理可连接。处理可连接。处理可连接。处理可连接。7 7、碱基与碱基之间碱基与碱基之间碱基与碱基之间碱基与碱基之间的化学键为的化学键为的化学键为的化学键为氢键氢键氢键氢键，可用，可用，可用，可用解旋酶解旋酶解旋

7、酶解旋酶断裂，也可断裂，也可断裂，也可断裂，也可加热加热加热加热断裂。断裂。断裂。断裂。8 8 8 8、每个脱氧核糖连接着、每个脱氧核糖连接着、每个脱氧核糖连接着、每个脱氧核糖连接着2 2 2 2个磷酸，分别在个磷酸，分别在个磷酸，分别在个磷酸，分别在3 3 3 3号、号、号、号、5 5 5 5号碳原子上相连接。号碳原子上相连接。号碳原子上相连接。号碳原子上相连接。9 9 9 9、若碱基对为、若碱基对为、若碱基对为、若碱基对为n n n n，则氢键数为，则氢键数为，则氢键数为，则氢键数为2n2n2n2n3n3n3n3n之间，若已知之间，若已知之间，若已知之间，若已知A A A A有有有有m m

8、 m m个，则氢键数为个，则氢键数为个，则氢键数为个，则氢键数为3n3n3n3nm m m m。第6页/共58页6 6、空空间间结结构构 GTACGTAC-第7页/共58页发现：发现：发现：发现：DNA的的空空间间结结构构 （规规规规则则则则的的的的双双双双螺螺螺螺旋旋旋旋结结结结构构构构）特点特点特点特点 DNADNA分子的两条链按分子的两条链按分子的两条链按分子的两条链按反向平行反向平行反向平行反向平行方式盘旋成方式盘旋成方式盘旋成方式盘旋成双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构。DNADNA分子中的分子中的分子中的分子中的脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖和和和和磷酸磷酸磷酸磷酸交替连接

9、交替连接交替连接交替连接，排列在外侧，构成，排列在外侧，构成，排列在外侧，构成，排列在外侧，构成基本骨架；基本骨架；基本骨架；基本骨架；碱基碱基碱基碱基排列在排列在排列在排列在内侧内侧内侧内侧。DNADNA分子两条链上的碱基通过分子两条链上的碱基通过分子两条链上的碱基通过分子两条链上的碱基通过氢键氢键氢键氢键连接成碱基对，且遵循碱连接成碱基对，且遵循碱连接成碱基对，且遵循碱连接成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。基互补配对原则。基互补配对原则。基互补配对原则。记忆口诀：记忆口诀：空间结构双螺旋，糖酸成链两相间，空间结构双螺旋，糖酸成链两相间，空间结构双螺旋，糖酸成链两相间，空间结构双螺旋，糖酸成

10、链两相间，碱基配对靠氢键，碱基配对靠氢键，碱基配对靠氢键，碱基配对靠氢键，A A-T T、GG-C C必相连必相连必相连必相连19531953年，沃森（美国）、克里克（英国）年，沃森（美国）、克里克（英国）年，沃森（美国）、克里克（英国）年，沃森（美国）、克里克（英国）第8页/共58页1 1稳稳定定性性：DNADNA分分子子两两条条长长链链上上的的脱脱氧氧核核糖糖与与磷磷酸酸交交替替排排列列的的顺顺序序和和两两条条链链之之间间碱碱基基互互补补配配对对的的方方式式是是稳稳定定不不变变的的，从从而而导导致致DNADNA分分子子的的稳稳定性。定性。2 2多多样样性性：DNADNA分分子子中中碱碱基基

11、相相互互配配对对的的方方式式虽虽然然不不变变，但但长长链链中中的的碱碱基基对对的的排排列列顺顺序序是是千千变变万万化化的的。如如一一个个最最短短的的DNADNA分分子子大大约约有有40004000个个碱碱基基对对，这这些些碱碱基基对对可可能能的的排排列列方方式式就就有有 4 440004000101024082408种种。实实际际上上构构成成DNADNA分分子子的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸数数目目是是成成千千上上万万的的，其其排排列列种种类类几几乎乎是是无无限限的，这就构成的，这就构成了了DNA分子的多样性。分子的多样性。7、DNA分子的特性分子的特性（见导学（见导学70页）页）第9页/共58页3

12、特特异异性性：每每个个特特定定的的DNA分分子子都都具具有有特特定定的的碱碱基基排排列列顺顺序序，这这种种特特定定的的碱碱基基排排列列顺顺序序就构成了就构成了DNA分子自身严格的特异性。分子自身严格的特异性。4DNA分分子子的的多多样样性性和和特特异异性性不不矛矛盾盾：DNA分分子子的的多多样样性性是是指指不不同同的的DNA分分子子其其碱碱基基排排列列顺顺序序不不同同，DNA分分子子特特异异性性是是指指对对某某一一特特定定的的DNA分分子子而而言言，其其碱碱基基排排列列顺顺序序是是特定的特定的。第10页/共58页【典例精析典例精析】【例例1 1】由由120120对对碱碱基基组组成成的的DNAD

13、NA分分子子片片段段，可可因因其其碱碱基基对对组组成成和和序序列列的的不不同同而而携携带带不不同同的遗传信息，其种类数最多为的遗传信息，其种类数最多为 ()()A A4 4120120 种种 B B1201204 4种种 C C4 46060种种 D D60604 4种种A第11页/共58页DNA分子的复制分子的复制1.1.概念：概念：2.2.时间：时间：3.3.主要场所：主要场所：4.4.过程：过程：(亲代亲代亲代亲代DNADNA)解旋解旋解旋解旋配对配对配对配对连结连结连结连结(子代子代子代子代DNADNA)边解旋边复制边解旋边复制细胞核细胞核体细胞体细胞：有丝分裂的间期有丝分裂的间期 生

14、殖细胞生殖细胞：减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期 以亲本以亲本以亲本以亲本DNADNA为模板，合成子代为模板，合成子代为模板，合成子代为模板，合成子代DNADNA的过程。（的过程。（的过程。（的过程。（DNADNA分子复制的实质是分子复制的实质是分子复制的实质是分子复制的实质是遗遗遗遗传信息的复制传信息的复制传信息的复制传信息的复制）5 5、复制遵循原则：、复制遵循原则：碱基互补配对原则碱基互补配对原则第12页/共58页6、DNA分子复制需要的基本条件分子复制需要的基本条件四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸DNADNADNADNA的两条

15、母链的两条母链的两条母链的两条母链解旋酶、解旋酶、解旋酶、解旋酶、DNADNADNADNA聚合酶等聚合酶等聚合酶等聚合酶等ATPATP原料：原料：模板：模板：酶：酶：能量：能量：7 7、复制方式：、复制方式：8 8、复制的特点：、复制的特点：半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制注意：注意：原核生物：复制起点单个，双向复制原核生物：复制起点单个，双向复制.真核生物：复制起点多个，双向复制真核生物：复制起点多个，双向复制.第13页/共58页想一想：想一想：在在DNA分子的复制的过程中除了分子的复制的过程中除了 有新的有新的DNA分子外，还有何种产物？分子外，还有何种产物？形成形成形成形成1 1

16、分子脱氧核苷酸要脱去分子脱氧核苷酸要脱去分子脱氧核苷酸要脱去分子脱氧核苷酸要脱去2 2分子分子分子分子HH2 2OO；由由由由n n个脱氧核苷酸形成直链且为双链的个脱氧核苷酸形成直链且为双链的个脱氧核苷酸形成直链且为双链的个脱氧核苷酸形成直链且为双链的DNADNA分子，分子，分子，分子，要脱去要脱去要脱去要脱去（n-2 2）个个个个HH2 2O O 9 9、DNADNA分子精确复制的原因分子精确复制的原因 碱基互补配对原则保证复制准确无误的完成。碱基互补配对原则保证复制准确无误的完成。独特的双螺旋结构为复制提供了精确的摸板。独特的双螺旋结构为复制提供了精确的摸板。第14页/共58页10、DNA

17、复制的意义复制的意义（1 1）通过精确无误的复制，把）通过精确无误的复制，把遗传信息遗传信息从亲从亲代传递给子代代传递给子代,从而保持遗传信息的从而保持遗传信息的连续性连续性，保证物种的相对保证物种的相对稳定性稳定性。（2 2）复制若发生）复制若发生“差错差错”，使，使DNADNA的的碱基对碱基对排列顺序发生局部改变排列顺序发生局部改变，可能会导致，可能会导致遗传信遗传信息息改变，从而导致生物产生改变，从而导致生物产生可遗传的变异可遗传的变异。第15页/共58页亲代亲代亲代亲代DNADNA分子分子分子分子复制复制复制复制1 1次次次次复制复制复制复制2 2次次次次复制复制复制复制3 3次次次次

18、482=21=22=23复制次数复制次数复制次数复制次数n n与得到的子与得到的子与得到的子与得到的子DNADNA分子的数量关系是：分子的数量关系是：分子的数量关系是：分子的数量关系是：2n第16页/共58页例例1：一个一个DNA分子经过分子经过3次复制后，其次复制后，其子代子代中保留原来母链的中保留原来母链的DNA分子占（分子占（）规律：规律：DNA复制复制n次，后代就有次，后代就有2n个个DNA分子。保留原来亲代分子。保留原来亲代DNA分子链分子链的子代的子代DNA分子永远是分子永远是2个个。B第17页/共58页【例例2 2】(20092009江苏卷，江苏卷，12)12)如图为真核生物染如

19、图为真核生物染色体上色体上DNADNA分子复制过程示意图，有关叙述错误分子复制过程示意图，有关叙述错误的是的是()A A图中图中DNADNA分子复制是从多个起点同时开始的分子复制是从多个起点同时开始的B B图中图中DNADNA分子复制是边解旋边双向复制的分子复制是边解旋边双向复制的C C真核生物真核生物DNADNA分子复制过程需要解旋酶分子复制过程需要解旋酶D D真核生物的这种复制方式提高了复制速率真核生物的这种复制方式提高了复制速率A第18页/共58页 拓展延伸一：有关拓展延伸一：有关DNADNA的计算问题的计算问题 第一类第一类双链双链双链双链DNADNADNADNA（由（由（由（由1 1

20、 1 1、2 2 2 2链组成）分子中碱基之间的关系链组成）分子中碱基之间的关系链组成）分子中碱基之间的关系链组成）分子中碱基之间的关系一、相等关系一、相等关系（注意：注意：下面所讨论的下面所讨论的DNADNA均为双链结构均为双链结构 ）有有有有A=TA=TA=TA=T、G=CG=CG=CG=C ；两类不互补的碱基之和是相等的。两类不互补的碱基之和是相等的。两类不互补的碱基之和是相等的。两类不互补的碱基之和是相等的。则：则：则：则：A+G=T+C=A+C=A+G=T+C=A+C=A+G=T+C=A+C=A+G=T+C=A+C=T+G T+G T+G T+G 双链双链双链双链DNADNADNAD

21、NA分子中的两类互补的两种碱基之和的比值与任一单链中的该比值是相等分子中的两类互补的两种碱基之和的比值与任一单链中的该比值是相等分子中的两类互补的两种碱基之和的比值与任一单链中的该比值是相等分子中的两类互补的两种碱基之和的比值与任一单链中的该比值是相等的。则：的。则：的。则：的。则：（A+T)/(G+C)=(A+T)A+T)/(G+C)=(A+T)A+T)/(G+C)=(A+T)A+T)/(G+C)=(A+T)1 1 1 1/(G+C)/(G+C)/(G+C)/(G+C)1 1 1 1=(A+T)=(A+T)=(A+T)=(A+T)2 2 2 2/(G+C)/(G+C)/(G+C)/(G+C)

22、2 2 2 2第19页/共58页4、双链、双链DNA分子中，两互补碱基之和占总碱分子中，两互补碱基之和占总碱 基数的比值与任一单链中该两互补碱基之和基数的比值与任一单链中该两互补碱基之和 占该单链总碱基数的比值占该单链总碱基数的比值 是是相等的。相等的。则：则：（A+T)/(G+C+A+T)=（A+T)1/(G+C+A+T)1=(A+T)2/(G+C+A+T)2例如：在双链例如：在双链DNA分子中，已知分子中，已知A+T=35%，那么，任一条单链中那么，任一条单链中A+T占该单链中总碱基占该单链中总碱基的量也是的量也是35%。第20页/共58页例如：例如：在双链在双链DNA分子中，分子中，G=

23、38%，其中一条，其中一条链中链中T=5%，那么另一条链中，那么另一条链中T占该单链碱基总占该单链碱基总数的比例是多少？数的比例是多少？常规法（略）常规法（略）巧解法：巧解法：由由由由G=38G=38%G+C=76%G+C=76%A+T=24%A+T=24%任一单链中的任一单链中的任一单链中的任一单链中的A+T=24%A+T=24%A=19%A=19%已知已知已知已知 T=5%T=5%互补链中互补链中互补链中互补链中T=19%T=19%第21页/共58页 二、倒数关系二、倒数关系 1 1、两种互补碱基之比在、两种互补碱基之比在、两种互补碱基之比在、两种互补碱基之比在DNADNA分子的两分子的两

24、分子的两分子的两条链中呈倒数关系。条链中呈倒数关系。条链中呈倒数关系。条链中呈倒数关系。则：则：则：则：A A1 1/T T1 1=T=T2 2/A/A2 2 ；GG1 1/C/C1 1=C=C2 2/G/G2 2 例如：例如：例如：例如：已知某已知某已知某已知某DNADNA分子的分子的分子的分子的一条链中一条链中一条链中一条链中A A：T T：GG：C =1C =1：2 2：3 3：4 4，则，则，则，则其互补链中其互补链中其互补链中其互补链中 A A：T T：GG：C=C=。2 2 2 2：1 1 1 1：4 4 4 4：3 3 3 32 2、两类不互补的两种碱基和之比，在、两类不互补的两

25、种碱基和之比，在、两类不互补的两种碱基和之比，在、两类不互补的两种碱基和之比，在DNADNA分子的分子的分子的分子的 两两两两条链中呈倒数关系。则：条链中呈倒数关系。则：条链中呈倒数关系。则：条链中呈倒数关系。则：（A+G)A+G)1 1/(T+C)/(T+C)1 1=（T+C)T+C)2 2/(A+G)/(A+G)2 2例如：例如：例如：例如：已知某已知某已知某已知某DNADNA分子的分子的分子的分子的一条链中（一条链中（一条链中（一条链中（A+GA+G）/（T+CT+C），则其互补链中的该比值是），则其互补链中的该比值是），则其互补链中的该比值是），则其互补链中的该比值是 。2 2第22页

26、/共58页 三、一半关系三、一半关系1 1、两类不互补的碱基之和占整个、两类不互补的碱基之和占整个、两类不互补的碱基之和占整个、两类不互补的碱基之和占整个DNADNA分子中总碱基数的分子中总碱基数的分子中总碱基数的分子中总碱基数的一半一半一半一半。则：则：则：则：A+G=T+C A+G=T+C=A+C=T+G=A+C=T+G =50%=50%2 2、整个、整个、整个、整个DNADNA分子中分子中分子中分子中某一种碱基某一种碱基某一种碱基某一种碱基所占总碱基的比例等于该种碱基在每一单链中所占比所占总碱基的比例等于该种碱基在每一单链中所占比所占总碱基的比例等于该种碱基在每一单链中所占比所占总碱基的

27、比例等于该种碱基在每一单链中所占比例的例的例的例的和和和和的的的的一半一半一半一半。则：。则：。则：。则：A/(G+C+A+T)=1/2AA/(G+C+A+T)=1/2A1 1/(G+C+A+T)/(G+C+A+T)1 1+A+A2 2/(G+C+A+T)/(G+C+A+T)2 2 例如：例如：已知某个已知某个DNA分子中分子中，A=32%，其中一其中一 条单链中条单链中A占该链总碱基数的比例为占该链总碱基数的比例为24%，则则其互补链中其互补链中A 所占的比例应为所占的比例应为 。40%40%40%40%第23页/共58页 第二类第二类 DNA分子复制中的有关计算分子复制中的有关计算1 1、

28、某、某、某、某DNADNA分子经复制分子经复制分子经复制分子经复制n n次后，所得的子代次后，所得的子代次后，所得的子代次后，所得的子代DNADNA数为数为数为数为2 2n2 2、由、由、由、由n对对对对碱基对碱基对碱基对碱基对组成的组成的组成的组成的DNADNA分子分子分子分子的种类有的种类有的种类有的种类有4 4 4 4n n n n种种种种（注意注意注意注意 在不考虑在不考虑在不考虑在不考虑DNADNA分子中分子中分子中分子中每种碱每种碱每种碱每种碱基比例关系的情况下）基比例关系的情况下）基比例关系的情况下）基比例关系的情况下）3 3、若某、若某、若某、若某DNADNA分子含某碱基分子含

29、某碱基分子含某碱基分子含某碱基mm个，则该个，则该个，则该个，则该DNADNA分子复制分子复制分子复制分子复制n n次需增加该碱基的数目为次需增加该碱基的数目为次需增加该碱基的数目为次需增加该碱基的数目为（2 2n-1-1）mm个个个个 。复制第复制第复制第复制第n n n n次需增加该碱基的数目为次需增加该碱基的数目为次需增加该碱基的数目为次需增加该碱基的数目为m.m.2 2 2 2n-1 n-1 n-1 n-1 个。个。个。个。思考：思考：某双链某双链某双链某双链DNADNA分子，分子，分子，分子，A A为为为为6060个，且占总碱基数的个，且占总碱基数的个，且占总碱基数的个，且占总碱基数

30、的30%30%，则该，则该，则该，则该DNADNA分子复分子复分子复分子复制制制制3 3次后还需增加次后还需增加次后还需增加次后还需增加GG多少个？多少个？多少个？多少个？280280个个个个第24页/共58页 拓展延伸二：拓展延伸二：DNADNA复制方式的探究复制方式的探究 关于关于DNADNA复制方式的探究，充分体现了假说复制方式的探究，充分体现了假说演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。绎推理，最终通过实验得以验证。1 1实验材料：实验材料：大肠杆菌。大肠杆菌。2 2实验方法：实验方法：放射性同位素标记技术放射性同位素标

31、记技术和和离心离心 技术技术。3 3实验假设：实验假设：DNADNA以半保留的方式复制。以半保留的方式复制。4 4实验过程：实验过程：(见图见图)第25页/共58页 中带中带中带中带第26页/共58页实验步骤：实验步骤：(1)(1)大肠杆菌在含大肠杆菌在含1515N N标记的标记的NHNH4 4ClCl培养基中繁殖培养基中繁殖几代，使几代，使DNADNA双链充分标记双链充分标记1515N N。(2)(2)将含将含1515N N的大肠杆菌转移到的大肠杆菌转移到1414N N标记的普通培标记的普通培养基中培养。养基中培养。(3)(3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNAD

32、NA（间隔（间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间）。的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间）。(4)(4)将提取的将提取的DNADNA进行离心，记录离心后试管中进行离心，记录离心后试管中DNADNA位置。位置。第27页/共58页5 5 5 5实验预期：实验预期：实验预期：实验预期：离心后应出现离心后应出现离心后应出现离心后应出现3 3 3 3条条条条DNADNADNADNA带。带。带。带。(见图见图见图见图)(1)(1)(1)(1)重带重带重带重带(密度最大密度最大密度最大密度最大)：15151515N N N N标记的亲代双链标记的亲代双链标记的亲代双链标记的亲代双链DNA(DNA(DNA(DNA

33、(15151515N/N/N/N/15151515N)N)N)N)(2)(2)(2)(2)中带中带中带中带(密度居中密度居中密度居中密度居中)：一条链为：一条链为：一条链为：一条链为15151515N N N N，另一条链为，另一条链为，另一条链为，另一条链为14141414N N N N标记的子代双链标记的子代双链标记的子代双链标记的子代双链DNA(DNA(DNA(DNA(15151515N/N/N/N/14141414N)N)N)N)(3)(3)(3)(3)轻带轻带轻带轻带(密度最小密度最小密度最小密度最小)：两条链都为：两条链都为：两条链都为：两条链都为14141414N N N N标记

34、的子代双链标记的子代双链标记的子代双链标记的子代双链DNA(DNA(DNA(DNA(14141414N/N/N/N/14141414N)N)N)N)。6 6 6 6实验结果：实验结果：实验结果：实验结果：与预期的相符。与预期的相符。与预期的相符。与预期的相符。(1)(1)(1)(1)立即取出提取立即取出提取立即取出提取立即取出提取DNADNADNADNA离心离心离心离心全部重带全部重带全部重带全部重带(15N/15N)(15N/15N)(15N/15N)(15N/15N)。(2)(2)(2)(2)繁殖一代后取出提取繁殖一代后取出提取繁殖一代后取出提取繁殖一代后取出提取DNADNADNADNA离

35、心离心离心离心全部中带全部中带全部中带全部中带(14N/15N)(14N/15N)(14N/15N)(14N/15N)(3)(3)(3)(3)繁殖两代后取出提取繁殖两代后取出提取繁殖两代后取出提取繁殖两代后取出提取DNADNADNADNA离心离心离心离心1/21/21/21/2轻带、轻带、轻带、轻带、1/21/21/21/2中带。中带。中带。中带。实验结论：实验结论：实验结论：实验结论：DNADNADNADNA的复制是以半保留方式进行的。的复制是以半保留方式进行的。的复制是以半保留方式进行的。的复制是以半保留方式进行的。第28页/共58页 例例例例3 3：(实验设计实验设计实验设计实验设计)某

36、某某某校一个生物活动小组要进行研校一个生物活动小组要进行研究性学习。对生究性学习。对生 物学史上的经典实验进行验证，也物学史上的经典实验进行验证，也是研究性学习的内容之一。这个小组借是研究性学习的内容之一。这个小组借 助某大学的实验设备，对有关助某大学的实验设备，对有关DNA DNA 复制的方式进行探索，有人认为复制的方式进行探索，有人认为 DNADNA是全保留复制，也有人认为是全保留复制，也有人认为 DNADNA是半保留复制。为了证明这是半保留复制。为了证明这 两种假设，这个小组设计了下列两种假设，这个小组设计了下列 实验程序，请完成实验并对结果进行预测。实验程序，请完成实验并对结果进行预测

37、。(1)(1)(1)(1)实验步骤：第一步：在氮源为实验步骤：第一步：在氮源为实验步骤：第一步：在氮源为实验步骤：第一步：在氮源为14N14N14N14N的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其DNADNADNADNA分子均为分子均为分子均为分子均为14NDNA14NDNA14NDNA14NDNA；在氮源为；在氮源为；在氮源为；在氮源为15N15N15N15N的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其的培养基上生长的大肠杆菌，其DNADNADNADNA分子均为分子均为分子均为分子均

38、为15NDNA15NDNA15NDNA15NDNA。用某。用某。用某。用某种离心方法分离得到的结果如上图所示，其种离心方法分离得到的结果如上图所示，其种离心方法分离得到的结果如上图所示，其种离心方法分离得到的结果如上图所示，其DNADNADNADNA分别分布在轻带和重带上。分别分布在轻带和重带上。分别分布在轻带和重带上。分别分布在轻带和重带上。第29页/共58页第二步：将亲代大肠杆菌第二步：将亲代大肠杆菌第二步：将亲代大肠杆菌第二步：将亲代大肠杆菌(含含含含15N)15N)15N)15N)转移到含转移到含转移到含转移到含14N14N14N14N的培养基上繁殖一代的培养基上繁殖一代的培养基上繁殖

39、一代的培养基上繁殖一代()()()()。请分析：如果请分析：如果请分析：如果请分析：如果DNADNADNADNA位于位于位于位于 带位置，则是全保留复制；如果带位置，则是全保留复制；如果带位置，则是全保留复制；如果带位置，则是全保留复制；如果DNADNADNADNA位于位于位于位于_带位带位带位带位置，则是半保留复制。置，则是半保留复制。置，则是半保留复制。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

40、含含含15N)15N)15N)15N)转移到含转移到含转移到含转移到含14N14N14N14N的培的培的培的培养基上再连续繁殖一代养基上再连续繁殖一代养基上再连续繁殖一代养基上再连续繁殖一代()()()()。请分析：如果请分析：如果请分析：如果请分析：如果DNADNADNADNA位于位于位于位于 _ _ _ _带位置，则是全保留复制；如果带位置，则是全保留复制；如果带位置，则是全保留复制；如果带位置，则是全保留复制；如果DNADNADNADNA位于位于位于位于 带位置，则是半保留复制。带位置，则是半保留复制。带位置，则是半保留复制。带位置，则是半保留复制。(2)(2)(2)(2)有人提出：第一

41、代有人提出：第一代有人提出：第一代有人提出：第一代()()()()的的的的DNADNADNADNA用解旋酶处理后再离心，就能直接判断用解旋酶处理后再离心，就能直接判断用解旋酶处理后再离心，就能直接判断用解旋酶处理后再离心，就能直接判断DNADNADNADNA的复制方式，的复制方式，的复制方式，的复制方式，如果轻带和重带各占如果轻带和重带各占如果轻带和重带各占如果轻带和重带各占 ，则一定为半保留复制。你认为这同学说法是否正确？，则一定为半保留复制。你认为这同学说法是否正确？，则一定为半保留复制。你认为这同学说法是否正确？，则一定为半保留复制。你认为这同学说法是否正确？。原因是原因是原因是原因是_

42、 _。1/21/2重和重和1/21/2轻轻全中全中全中全中1/41/4重和重和重和重和3/43/4轻轻轻轻1/21/2中和中和中和中和1/21/2轻轻轻轻不正确不正确不正确不正确 无论半保留复制还是全保留复制，无论半保留复制还是全保留复制，无论半保留复制还是全保留复制，无论半保留复制还是全保留复制，如果研究如果研究如果研究如果研究DNADNA链的情况，结果是一致的，无法区分链的情况，结果是一致的，无法区分链的情况，结果是一致的，无法区分链的情况，结果是一致的，无法区分第30页/共58页练习：见导学练习：见导学7171页。页。第31页/共58页基因基因=DNA吗？吗？基因和基因和DNA有什么关系

43、呢？有什么关系呢？一、基因与一、基因与DNA的关系的关系第第4 4节节 基因是什么？基因是什么？第32页/共58页资料资料1：大肠杆菌细胞的拟核有大肠杆菌细胞的拟核有1 1个个DNADNA分子，分子，长度约为长度约为47000004700000个碱基对，在个碱基对，在DNADNA分子上分布分子上分布着着44004400个基因个基因，每个基因的平均长度约为，每个基因的平均长度约为10001000个碱基对个碱基对。DNA分子数目分子数目 基因数目基因数目基因的碱基总数基因的碱基总数 DNA分子的碱基总数分子的碱基总数分析分析:推理推理 大肠杆菌的一个大肠杆菌的一个DNA分子上含有分子上含有多个基因

44、。多个基因。说明说明基因是一段基因是一段DNA。小于小于小于小于第33页/共58页资料3 3：人类基因组计划测定的是2424条染色体（2222条常染色体+X+Y+X+Y）上的DNADNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNADNA分子。这2424个DNADNA分子大约有亿个碱基对，其中构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%2%。说明人的基因与说明人的基因与DNA有怎样的数量关系？有怎样的数量关系？推理推理基因是DNA的片段基因碱基对总数占基因碱基对总数占DNA碱基对总数碱基对总数很少的一部分。很少的一部分。第34页/共58页DNA基因基因第35页/共58页 基因是控制基因是控制生物性状

45、生物性状的遗传物质的遗传物质的的功能单位功能单位和和结构单位结构单位，是有，是有遗传效遗传效应应的的DNADNA片段片段。每个基因每个基因都有都有特定的脱氧核苷酸特定的脱氧核苷酸排列顺序排列顺序，它代表着，它代表着遗传信息遗传信息。一、基因的概念一、基因的概念第36页/共58页基基因因区区段段非非基基因因区区段段第37页/共58页正确理解基因的概念：正确理解基因的概念：与染色体的关系：与染色体的关系：本本 质：质：与与DNADNA的关系：的关系：与遗传信息的关系：与遗传信息的关系：与性状的关系：与性状的关系：基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段基因在染色体上呈线性排列基因在

46、染色体上呈线性排列基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段基因中特定的脱氧核苷酸基因中特定的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息的排列顺序代表遗传信息基因是控制生物性状的遗传物基因是控制生物性状的遗传物质的结构、功能单位，特定的质的结构、功能单位，特定的基因控制特定的生物性状基因控制特定的生物性状第38页/共58页发出荧光的水母发出荧光的水母 绿色荧光蛋白的克隆猪绿色荧光蛋白的克隆猪 资料资料2：探究基因的功能：探究基因的功能第39页/共58页1.为什么水母这一荧光的为什么水母这一荧光的性状能在小猪身上表现？性状能在小猪身上表现？左为荧光小猪，右为正常小猪左为荧光小猪，右为正常小猪

47、左为荧光小猪，右为正常小猪左为荧光小猪，右为正常小猪推理推理 基因是特定的基因是特定的DNADNA片段，可切除，可拼接片段，可切除，可拼接 基因有遗传的功能基因有遗传的功能2.说明基因有什么特点？说明基因有什么特点？第40页/共58页教材教材56页资料页资料4进一步说明什么问题？进一步说明什么问题？基因能控制生物的性状基因能控制生物的性状具有遗传效应具有遗传效应（基因的功能）（基因的功能）小结小结：从资料：从资料2 2、4 4中可以得出什么结论？中可以得出什么结论？无无HMGIC基因就基因就无无肥胖的表现肥胖的表现有有HMGIC基因就基因就有有肥胖的表现。肥胖的表现。第41页/共58页 二、基

48、因的功能二、基因的功能遗传信息的传递遗传信息的传递 通过通过DNADNA分子的复制使基因得到复制分子的复制使基因得到复制，通通过复制把遗传信息传递给下一代过复制把遗传信息传递给下一代，它既可，它既可以在以在生物体上下代之间生物体上下代之间，也可以在，也可以在生物体生物体内的细胞上下代之间内的细胞上下代之间。遗传信息的表达遗传信息的表达 在生物体内，在生物体内，通过对蛋白质合成的控制通过对蛋白质合成的控制，使遗传信息得以表达。使遗传信息得以表达。第42页/共58页探究探究DNADNA是否足以储存大量的遗传信息？是否足以储存大量的遗传信息？基因基因 排列种数排列种数 1个碱基对个碱基对2个碱基对个

49、碱基对44（42）。N个碱基对个碱基对4N结论结论1：DNA分子具有多样性。分子具有多样性。3个碱基对个碱基对444（43）41第43页/共58页结论结论2：DNA分子具有特异性。分子具有特异性。基因是碱基对随机排列得基因是碱基对随机排列得DNA片段吗？片段吗？每个基因都是特定的每个基因都是特定的DNA片段片段 具有特定的碱基排列顺序具有特定的碱基排列顺序 具有特定的遗传效应具有特定的遗传效应上面的探究是建立在所有碱基对的随即排列都上面的探究是建立在所有碱基对的随即排列都能构成基因这一假设上的。事实上大部分随即能构成基因这一假设上的。事实上大部分随即排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而排列

50、的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却重复千百次。有些序列却重复千百次。第44页/共58页 多样性多样性多样性多样性 多样性多样性多样性多样性 多样性多样性多样性多样性 特异性特异性特异性特异性 特异性特异性特异性特异性 特异性特异性特异性特异性遗传信息：遗传信息：基因中特定的碱基（碱基对、脱氧核苷基因中特定的碱基（碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序。酸）的排列顺序。碱基排列顺序碱基排列顺序碱基排列顺序碱基排列顺序DNADNADNADNA分子分子分子分子生物生物生物生物碱基排列顺序碱基排列顺序碱基排列顺序碱基排列顺序DNADNADNADNA分子分子分子分子生物生物生物生物三、基因的本质和特