第三章基因的本質(zhì)

1、多糖類莢膜多糖類莢膜 1928 1928年，英國的格里菲思用一種細(xì)年，英國的格里菲思用一種細(xì)菌菌肺炎雙球菌感染小鼠實驗。肺炎雙球菌感染小鼠實驗。R型菌（無毒，無莢膜）型菌（無毒，無莢膜）S型菌（有毒，有莢膜）型菌（有毒，有莢膜）(一一 )格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗型細(xì)胞型細(xì)胞型細(xì)胞型細(xì)胞光滑光滑Smooth粗糙粗糙rough有多糖類的莢膜有多糖類的莢膜無多糖類的莢膜無多糖類的莢膜有毒性，可致死有毒性，可致死無毒性無毒性菌落菌落菌體菌體毒性毒性實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：已經(jīng)被加熱殺死的已經(jīng)被加熱殺死的S S型細(xì)菌中，必然型細(xì)菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)

2、含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子提出問題實驗方案:2、分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，觀察其后代是否有S型細(xì)菌出現(xiàn).1、從活的S型細(xì)菌中分離，提取出各種成分，(DNA、蛋白質(zhì)和多糖 等物質(zhì)) DNA蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)誰是遺傳物質(zhì)?作出假設(shè):實施方案 驗證預(yù)測預(yù)期效果:DNA是遺傳物質(zhì)只有加入只有加入S型菌的型菌的DNA才能使才能使R型菌轉(zhuǎn)變成型菌轉(zhuǎn)變成S型菌型菌分析結(jié)論實驗材料:兩種類型的肺炎雙球菌(R型和S型) R R R R R S R R SR S DNADNA是使是使R R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，化的物質(zhì)，DNADNA是轉(zhuǎn)化因子。是轉(zhuǎn)化因子。 以上以上轉(zhuǎn)化

3、實驗轉(zhuǎn)化實驗表明：表明： 實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：D練習(xí)練習(xí):A（1）（2）蛋白質(zhì)的組成元素：蛋白質(zhì)的組成元素：DNADNA的組成元素：的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N 、P 離心離心離心離心實驗過程及結(jié)果：實驗過程及結(jié)果：無無35S標(biāo)標(biāo)記蛋白質(zhì)記蛋白質(zhì)有有32P標(biāo)標(biāo)記記DNA外殼蛋白外殼蛋白質(zhì)質(zhì)無無35SDNA有有32P標(biāo)記標(biāo)記DNA分分子具有連子具有連續(xù)性，是續(xù)性，是遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)DNADNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？RNA（核糖核酸）（核糖核酸） 有些病毒（如煙有些病毒（如煙草花草花 葉病毒），它們?nèi)~病毒），它們不含有不含有DNA, 只含有只含有RNA。 在這種情

4、況下，在這種情況下，RNA就起著遺傳物質(zhì)的就起著遺傳物質(zhì)的作用。作用。 DNA主要的遺主要的遺傳物質(zhì)傳物質(zhì) 目前，已有充分目前，已有充分的科學(xué)研究資料證明，的科學(xué)研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)作為遺傳物質(zhì)的。的。例：病毒的遺傳物質(zhì)是（例：病毒的遺傳物質(zhì)是（ ） 人的遺傳物質(zhì)是（人的遺傳物質(zhì)是（ ）A、DNA B、RNA C、DNA和和RNA D、DNA或或RNAD A課堂課堂小結(jié)小結(jié)思考思考:課堂練習(xí)課堂練習(xí)1、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的原因之一是蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的原因之一是 ( ) ： A. 它的含量很少它的含量很少 B. 它不能自我復(fù)制它不能自我復(fù)制 C.

5、 它與新陳代謝無關(guān)它與新陳代謝無關(guān) D.它的種類很多它的種類很多 一、選擇題：一、選擇題： B 2注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（ ）AR型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌B加熱殺死后的加熱殺死后的R型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌C加熱殺死后的加熱殺死后的S型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌D加熱殺死后的加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與型肺炎雙球菌與R型細(xì)菌混合型細(xì)菌混合D 1. 將有莢膜的將有莢膜的S型肺炎鏈球菌注入到小白鼠體內(nèi)型肺炎鏈球菌注入到小白鼠體內(nèi)會導(dǎo)致小白鼠因會導(dǎo)致小白鼠因_ 而死亡，而無莢膜的而死亡，而無莢膜的R型細(xì)菌型細(xì)菌_，但如果將，但如果將R型細(xì)菌與加熱型細(xì)菌

6、與加熱殺死后的殺死后的S型細(xì)菌混合再注入到小白鼠體內(nèi)則型細(xì)菌混合再注入到小白鼠體內(nèi)則_，此實驗說明，此實驗說明S型細(xì)菌體內(nèi)存在著能使型細(xì)菌體內(nèi)存在著能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的型細(xì)菌的_，經(jīng)實驗證，經(jīng)實驗證明這種物質(zhì)是明這種物質(zhì)是_。患敗血癥患敗血癥小鼠正常小鼠正常小鼠死亡小鼠死亡轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子DNA 二二. 填空題填空題: 組成DNA的基本單位：脫氧核苷酸組成DNA的堿基堿基：胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鳥嘌呤（）鳥嘌呤（G）因此，脫氧核苷酸也有因此，脫氧核苷酸也有4種種腺膘呤脫氧核苷酸腺膘呤脫氧核苷酸A胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸C鳥

7、瞟呤脫氧核苷酸鳥瞟呤脫氧核苷酸GT胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸 這是20世紀(jì)繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的又一劃時代發(fā)現(xiàn)，它標(biāo)志著生物學(xué)的研究進(jìn)入分子的層次。因為這項“生物科學(xué)中最具有革命性的發(fā)現(xiàn)”，兩位科學(xué)家獲得了1962年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。 1953年，美國生物學(xué)家沃森（JD.Watson，1928）和英國物理學(xué)家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。在生命的旋梯上沃森和克里克討論討論1：.沃森和克里克在構(gòu)建沃森和克里克在構(gòu)建DNA模型過程中，利用了他人模型過程中，利用了他人的哪些經(jīng)驗和成果？又涉及到哪些學(xué)科的知識和的哪些經(jīng)驗和成果？又

8、涉及到哪些學(xué)科的知識和方法？而這些，對你理解生物科學(xué)的發(fā)展以及和方法？而這些，對你理解生物科學(xué)的發(fā)展以及和各學(xué)科的聯(lián)系有什么啟示？各學(xué)科的聯(lián)系有什么啟示？ 2. 沃森和克里克在構(gòu)建模型的過程中，出現(xiàn)過哪些沃森和克里克在構(gòu)建模型的過程中，出現(xiàn)過哪些錯誤？他們是如何對待和糾正這些錯誤的？錯誤？他們是如何對待和糾正這些錯誤的？3. 沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程，作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳過程，作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們這種工作方式給予你哪些啟示？為佳話。他們這種工作方式給予你哪些啟示？X衍射技術(shù)是用X光透過物質(zhì)

9、的結(jié)晶體，使其在照片底片上衍射出晶體圖案的技術(shù)。這個方法可以用來推測晶體的分子排列。推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實驗依據(jù)。DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖富蘭克林拍攝的富蘭克林拍攝的DNA的的X射線衍射圖射線衍射圖堿基互補(bǔ)配對原則：堿基互補(bǔ)配對原則：堿基之間一一對應(yīng)的關(guān)系堿基之間一一對應(yīng)的關(guān)系 A與與T配對；配對；G與與C配對配對AACCGGATTTGG CCTAAT之間形成之間形成2個氫鍵個氫鍵CG之間形成之間形成3個氫鍵個氫鍵DNA堿基互補(bǔ)配對情況圖解討論討論2：1. DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？體結(jié)構(gòu)？2. DNA的基

10、本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于們分別位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？3. DNA中的堿基是如何配對的？它們位于中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？的什么部位？DNA的結(jié)構(gòu)模式圖從圖中可見DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結(jié)構(gòu)放大DNADNA的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)AAATTTGGGGCCCATC磷酸脫氧核糖含氮堿基堿基對堿基對另一堿基對另一堿基對 嘌呤和嘧啶之間通過氫鍵配對，形成堿基對，且A只和T配對、C只和G配對，這種堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系就叫做堿基互補(bǔ)配對原則。ATGC氫鍵氫鍵AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條分子是由兩

11、條反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA分子的結(jié)構(gòu)特點分子的結(jié)構(gòu)特點AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由兩條分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋成長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA分子中的脫氧分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成排列在外側(cè)，構(gòu)成基本基本骨架骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。；堿基在內(nèi)側(cè)。DNA分子的結(jié)構(gòu)特點分子的結(jié)構(gòu)特點AAATTTGGGGCCCATC你知道右圖結(jié)構(gòu)中的哪個結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定不變的哪個結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的？兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。

12、長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。你注意到了嗎？兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。 DNA分子的分子的特異性就體現(xiàn)在特特異性就體現(xiàn)在特定的堿基（對）排定的堿基（對）排列順序中。列順序中。DNA分子的特性：分子的特性：多樣性：多樣性：DNA分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。一個最短的DNA分子也有4000個堿基對，可能的排列方式就有44000種。特異性：特定的特異性：特定的DNA分子具有特定的堿基排列順序。分子具有特定的堿基排列順序。不同的生物，堿基對的數(shù)目可能不同，堿基對的排列順序肯定不同。穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：

13、2、DNA的立體結(jié)構(gòu)特點磷酸、脫氧核糖磷酸、脫氧核糖 交交替連接替連接 構(gòu)成基構(gòu)成基本骨架；本骨架；堿基；堿基；2條鏈上的條鏈上的堿基通過堿基通過氫鍵氫鍵形成形成堿基對堿基對3.內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè):2.外側(cè)：外側(cè)：1.由由2條鏈按條鏈按反向平行方反向平行方式式盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)；盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)；答：答：DNA通過通過堿基對的排列順序堿基對的排列順序 （即為脫氧核苷酸的排列順序）（即為脫氧核苷酸的排列順序） 儲存大量的遺傳信息儲存大量的遺傳信息思考題：思考題：DNA是遺傳物質(zhì)，儲存著大是遺傳物質(zhì)，儲存著大量的遺傳信息，那么量的遺傳信息，那么DNA是通過什么儲是通過什么儲存大量的遺傳信息？存大量的遺傳信息？

14、DNADNA分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)小結(jié)小結(jié)化學(xué)組成：化學(xué)組成：基本組成單位：四種脫氧核苷酸基本組成單位：四種脫氧核苷酸一分子含氮堿基一分子含氮堿基一分子脫氧核糖一分子脫氧核糖一分子磷酸一分子磷酸空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)兩條脫氧核苷酸長鏈兩條脫氧核苷酸長鏈堿基對堿基對氫鍵氫鍵堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則分子結(jié)構(gòu)的多樣性和特異性分子結(jié)構(gòu)的多樣性和特異性設(shè)設(shè)DNADNA一條鏈為一條鏈為1 1鏈，互補(bǔ)鏈為鏈，互補(bǔ)鏈為2 2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， GG1 1 = C = C2 2

15、， GG2 2 =C =C1 1。則在則在DNADNA雙鏈中：雙鏈中： A = T A = T ， G = CG = C可引申為：可引申為：嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+G/T+C=1雙鏈雙鏈DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其等于其中任何一條鏈的中任何一條鏈的A+T/G+CA+T/G+C。A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1GG1 1+C+C1 1A A2 2 +T+T2 2G G 2 2 +C +C2 2= = =A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G

16、G 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA雙雙鏈鏈雙鏈雙鏈DNADNA分子中，互補(bǔ)的兩條鏈中分子中，互補(bǔ)的兩條鏈中A+G/T+CA+G/T+C互為倒數(shù)。互為倒數(shù)。A A1 1+ +G G1 1T T1 1 + +C C1 1T T2 2 + +C C2 2A A2 2 + +G G2 2= =A A 1 1+ +C C1 1T T1 1 + +G G1 1T T2 2 + +G G2 2A A2 2 + +C C2 2= =雙鏈雙鏈DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整個占整個DNADNA分子分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中

17、A+TA+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈條鏈A+TA+T是整個是整個DNADNA分子分子A+TA+T的一半。的一半。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= = =A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C +C2 2A A2 2 +T +T2 2= =A A1 1 +T +T1 1（A+TA+T）1 12 2= = =A A2 2 +T+T2 2同理：同理：G+CG+CA+T+G+CA+T+G+C= = =A A1 1 + +T T1 1

18、+ +G G1 1 + +C C1 1G G1 1 + +C C 1 1A A2 2 + +T T2 2 + +GG2 2 + +C C2 2G G2 2 + +C C2 2（G+CG+C）1 12 2G G1 1 + +C C1 1G G2 2 + +C C2 2= = =1 1、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析： 因為因為DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27%2 2、在、在DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4A+G

19、/T+C=0.4，上，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNADNA分子中分別是多少？分子中分別是多少？若若DNADNA的一個單鏈中，的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述比，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個例在其互補(bǔ)鏈和整個DNADNA分子中分別是多少？分子中分別是多少？2.5 1 ; 2.5 1 ; 0.4 0.40.4 0.43 3、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子中，A A與與T T之和占整個之和占整個DNADNA堿基總數(shù)的堿基總數(shù)的54%54%，其中一條鏈上，其中一條鏈上GG占該占該鏈堿基總數(shù)的鏈堿基總數(shù)的22%22%。求另一。求另一條鏈上條鏈上G

20、 G占其所在鏈堿基總數(shù)占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。的百分含量。24%24%4 4、某、某DNADNA分子中分子中A+TA+T占整個占整個DNADNA分子堿基總數(shù)分子堿基總數(shù)的的34%34%，其中一條鏈上的，其中一條鏈上的C C占該鏈堿基總數(shù)的占該鏈堿基總數(shù)的28%28%，那么，對應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的，那么，對應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的C C占該鏈占該鏈堿基總數(shù)的比例是多少？堿基總數(shù)的比例是多少？38%38%5 5、在含有四種堿基的、在含有四種堿基的DNADNA區(qū)段中，有腺嘌呤區(qū)段中，有腺嘌呤a a個，占該區(qū)段全部堿基的比例為個，占該區(qū)段全部堿基的比例為b b，則，則 （ ) ) b0.5 B. b

21、0.5b0.5 B. b0.5A.A. C.C.胞嘧啶為胞嘧啶為a(1/2ba(1/2b1) D.1) D.胞嘧啶為胞嘧啶為b(1/2a b(1/2a 1)1)C C6 6、分析一個、分析一個DNADNA分子時，發(fā)現(xiàn)分子時，發(fā)現(xiàn)30%30%的脫氧核苷的脫氧核苷酸含有酸含有A A，由此可知，該分子中一條鏈上，由此可知，該分子中一條鏈上GG含量的含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？40%40%1 1、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子的堿基中，鳥嘌呤分子的堿基中，鳥嘌呤占占30%30%，則胸腺嘧啶為，則胸腺嘧啶為_2 2、一個、一個DNADNA分子的堿基中，腺嘌呤占分子的

22、堿基中，腺嘌呤占20%20%，那么在含有，那么在含有100100個堿基對的個堿基對的DNADNA分分子中，胞嘧啶應(yīng)是子中，胞嘧啶應(yīng)是_3 3、 DNADNA分子的一條單鏈中，分子的一條單鏈中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整個，求整個DNADNA分子中分子中G= _G= _ 20% 60個個29%5.5.已知在已知在DNADNA分子中的一條單鏈分子中的一條單鏈(A+G)/(T+C)= m (A+G)/(T+C)= m 時時, ,求求: :(1)(1)在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少? ? 1/m(2) (2) 這個比例關(guān)系在整個分子中又是這個比例關(guān)系在整

23、個分子中又是多少多少? ?1(3)(3)在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少? ?n(4)(4)這個比例在整個這個比例在整個DNADNA分子中又是多少分子中又是多少? ?n當(dāng)在一單鏈中當(dāng)在一單鏈中, ,如果如果(A+T)/(G+C)=n (A+T)/(G+C)=n 時時, ,求求: :6:6:從某生物組織中提取從某生物組織中提取DNADNA進(jìn)行分析進(jìn)行分析, ,其其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的和占全部堿基數(shù)的46% ,46% ,又知又知DNADNA的一條的一條鏈鏈(H(H鏈鏈) )所含的堿基中所含的堿基中28%28%是

24、腺嘌呤是腺嘌呤, ,問問與與H H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的鏈全部堿基數(shù)的 ( )( )、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11%A基礎(chǔ)知識簡答基礎(chǔ)知識簡答1 1、沃森和克里克于、沃森和克里克于 年提出了著名的年提出了著名的 模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的 奠定了基礎(chǔ)。奠定了基礎(chǔ)。2 2、DNADNA又稱又稱 ，組成它的基本單位是，組成它的基本單位是 （由一分子（由一分子 、一分子、一分子 、一分、一分子子 組成）。組成組成）。組成DNADNA的堿基共有的堿基共有 種（符號種（符號表示為表示為 ）

25、，脫氧核苷共有），脫氧核苷共有 種（名稱是種（名稱是 、 、 、 。1953 1953 DNADNA雙螺旋雙螺旋各種功能各種功能脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖含氮堿基含氮堿基4 4A T G CA T G C4 4胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸1 _3 _4 _5 _6 _7 _8 _9 _2 _10 _胞嘧啶胞嘧啶腺嘌呤腺嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸堿基對堿基對氫鍵氫鍵脫氧核苷酸鏈片段脫氧核苷酸鏈片

26、段（DNADNA單鏈片段）單鏈片段）寫出圖中寫出圖中1-101-10的名稱的名稱拓展題： 你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？你能根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)公式嗎？推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。推導(dǎo)后，嘗試進(jìn)一步總結(jié)這些公式，從中概括出一些規(guī)律。 A T ，G C A + G T + C A + G T C （ ） （ ） 50也可以寫成以下形式：也可以寫成以下形式：A + GT C1（ ）（ ）（ ）（ ）規(guī)律概括：在規(guī)律概括：在DNA雙鏈中，任意兩個不互補(bǔ)堿基之雙鏈中，任意兩個不互補(bǔ)堿基之和和 ，并為堿基總數(shù)的，并為堿基總數(shù)的 。A+T+C+

27、GA+T+C+GA + C T + GA + C T + G相等相等50DNA分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系分子各種堿基的數(shù)量關(guān)系 ： 在整個在整個DNA分子中，分子中，A=T、G=C； A+G=T+C，A+C=T+G； (A+G）/（T+C）=1 DNA分子的分子的一條鏈中的一條鏈中的A+T=另一條鏈的另一條鏈的T + A ； 同理，同理，G+C = C+G如果一條鏈中的如果一條鏈中的(A+T) / (G+C)=a，則另一條鏈中的，則另一條鏈中的(A+T) / (G+C)比例也是比例也是a；如果一條鏈中的；如果一條鏈中的(A+G) / (T+C)=b,則另一條鏈中則另一條鏈中(A+G) / (T+C

28、)的比例是的比例是1/b兩個非配對堿基之和占堿基總數(shù)的兩個非配對堿基之和占堿基總數(shù)的50%。即。即 A+C=T+G=50%，A+G=T+C=50%在在DNA分子中一條鏈中分子中一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率的和占該鏈堿基比率等于另一條鏈中等于另一條鏈中A+T的和占該鏈堿基比率，還等于雙的和占該鏈堿基比率，還等于雙鏈鏈DNA分子中分子中A+T的和占整個的和占整個DNA分子的堿基比率。分子的堿基比率。即：即： (A1+T1)% = ( A2+T2)% = 總總( A+T)%同理：同理： ( G1+C1)% = ( G2+C2)% = 總總( G+C)%第三節(jié)第三節(jié) DNA的復(fù)制的復(fù)制一一.對對D

29、NA分子復(fù)制的推測分子復(fù)制的推測沃森和克里克的推測沃森和克里克的推測(假說假說)復(fù)制時復(fù)制時,DNA的雙螺旋的雙螺旋解開解開.互補(bǔ)的堿基間氫互補(bǔ)的堿基間氫鍵斷裂鍵斷裂分開的兩條鏈作為模分開的兩條鏈作為模板板,以堿基互補(bǔ)配對的以堿基互補(bǔ)配對的原則合成新的一條鏈原則合成新的一條鏈 要分析要分析DNA的復(fù)制究竟是的復(fù)制究竟是半保半保留留復(fù)制的還是復(fù)制的還是全保留全保留的，就需要區(qū)的，就需要區(qū)分親代與子代的分親代與子代的DNA。二二.DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)半保留復(fù)制的實驗證據(jù)15N/15NDNA重鏈重鏈DNA14N/14NDNA輕鏈輕鏈DNA15N/14NDNA中鏈中鏈DNA實驗的結(jié)果預(yù)期的結(jié)果一

30、致實驗的結(jié)果預(yù)期的結(jié)果一致,說明克里克說明克里克等所做的假設(shè)正確等所做的假設(shè)正確復(fù)制方式是半保留復(fù)制復(fù)制方式是半保留復(fù)制 由由1515N N標(biāo)記細(xì)菌的標(biāo)記細(xì)菌的DNADNA，然后又將，然后又將1414N N來供給這種來供給這種細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用細(xì)菌，于是該細(xì)菌便用1414N N來合成來合成DNADNA，假設(shè)細(xì)菌，假設(shè)細(xì)菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個新個體，它們連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個新個體，它們DNADNA中的中的含含1414N N的鏈與的鏈與1515N N的鏈的比例是的鏈的比例是 （ ） A、4：1 B、2：1 C、1：1 D、3：1 A A 在氮源為在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其的培

31、養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均分子均為為14N-DNA（對照）；在氮源為（對照）；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其菌，其DNA分子均為分子均為15N-DNA（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（I和和II），用離心的方），用離心的方法分離得到的結(jié)果如下表所示，請分析：法分離得到的結(jié)果如下表所示，請分析： 對照對照親代親代III輕鏈輕鏈14N-DNA全輕鏈全輕鏈 1/2輕鏈輕鏈中鏈中鏈 全中鏈全中鏈1/2中鏈中鏈重鏈重鏈15N-DNA 全重鏈全重鏈 （1）由實驗結(jié)果可以推

32、出第一代（）由實驗結(jié)果可以推出第一代（I）細(xì)菌）細(xì)菌DNA分子中一分子中一條鏈?zhǔn)菞l鏈?zhǔn)?，另一條鏈?zhǔn)牵硪粭l鏈?zhǔn)?。（2）中鏈含有氮元素是）中鏈含有氮元素是 。（3）將第一代（）將第一代（I）轉(zhuǎn)移到含）轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代，將的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細(xì)菌的所得到的細(xì)菌的DNA用同樣方法分離。那么得到的輕中重鏈情用同樣方法分離。那么得到的輕中重鏈情況是況是 。（4）上述實驗表明）上述實驗表明DNA分子復(fù)制的特點是分子復(fù)制的特點是 。 1515N N母鏈母鏈1414N N新鏈新鏈1515N N和和1414N N1/21/2中鏈，中鏈，1/21/2重鏈重鏈半保留復(fù)制半保留復(fù)制三三.

33、復(fù)制的過程復(fù)制的過程1.復(fù)制的條件復(fù)制的條件1956年年(美美)康貝爾康貝爾4種脫氧核種脫氧核苷酸、苷酸、Mg2+DNA聚聚合酶合酶DNA分分子片段子片段ATPDNA人工人工合成系統(tǒng)合成系統(tǒng)復(fù)制時需要復(fù)制時需要模板模板DNA兩條鏈兩條鏈原料原料4種游離的脫種游離的脫氧核苷酸氧核苷酸能量能量ATP酶酶解旋酶和解旋酶和DNA聚合酶等聚合酶等2.復(fù)制的時間復(fù)制的時間有絲分裂的間期有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前的間期3.復(fù)制的場所復(fù)制的場所 4.復(fù)制的特點復(fù)制的特點: 5.復(fù)制的方式復(fù)制的方式: 主要在細(xì)胞核內(nèi)主要在細(xì)胞核內(nèi)邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制半保留復(fù)制6.DNA分

34、子分子準(zhǔn)確的保證準(zhǔn)確的保證獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板堿基互補(bǔ)配對保證準(zhǔn)確復(fù)制堿基互補(bǔ)配對保證準(zhǔn)確復(fù)制三、三、DNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程 解旋：解旋：在解旋酶的作用下，在解旋酶的作用下，雙鏈螺旋的雙鏈螺旋的DNA打開氫鍵，解打開氫鍵，解開成為兩條單鏈，每條單鏈均開成為兩條單鏈，每條單鏈均作為模板合成新的作為模板合成新的DNA。合成：合成：以二條母鏈為模板，以二條母鏈為模板，四種脫氧核苷酸為原料，按堿四種脫氧核苷酸為原料，按堿基互補(bǔ)配對原則合成為二條新基互補(bǔ)配對原則合成為二條新的子鏈。的子鏈。復(fù)旋：復(fù)旋：一條母鏈和一條子一條母鏈和一條子鏈螺旋成為一個新的鏈螺旋成為一個

35、新的DNADNA分子。分子。 DNA分子復(fù)制的意義分子復(fù)制的意義DNA分子的半保留復(fù)制，使子代DNA與親代DNA具有完全相同的脫氧核苷酸排列順序，遺傳信息穩(wěn)定地從親代傳給子代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。 DNA分子的半保留復(fù)制，并不意味著復(fù)制時毫無差錯，否則，自然界便沒有了變異，生物界就不會向前發(fā)展。 DNA復(fù)制的計算復(fù)制的計算1.計算產(chǎn)生子代計算產(chǎn)生子代DNA數(shù)數(shù)2-4-8-2N N為復(fù)制的次數(shù)為復(fù)制的次數(shù)2.子代子代DNA分子中含有原來最初親代分子中含有原來最初親代DNA鏈的鏈的DNA分子數(shù)分子數(shù),以及它占總以及它占總DNA分子數(shù)的比例分子數(shù)的比例.2個個= 1/2N-13.最初親代的鏈占全部子代最初親代的鏈占全部子代DNA總鏈數(shù)的比例總鏈數(shù)的比例12N第第4 4節(jié)節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段基因基因= =DNA嗎？嗎？基因和基因和DNA有什么關(guān)系呢？有什么關(guān)系呢？一、用實例說明基因與一、用實例說明基因與DNA的關(guān)系的關(guān)系1、大腸桿菌細(xì)胞的擬核有、大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個個DNA分子，長度分子，長度約為約為4700000個堿基對，在個堿基對，在DNA分子上分布著分子上分布著4400個基因，每個基因的平