1、第第3章章 基因的本质基因的本质章复习章复习 一、一、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 二、二、DNADNA的结构、的结构、碱基互补配对原则应用碱基互补配对原则应用 三、三、DNADNA复制及其相关计算复制及其相关计算 四、四、基因通常是有遗传效应的基因通常是有遗传效应的DNADNA片段片段复习内容复习内容加热致死的作用原理：加热致死的作用原理：蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的，蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的，在在8010080100的温度范围内，蛋白质失活，的温度范围内，蛋白质失活，DNADNA双链解开，当温度降双链解开，当温度降至至5555以下时，以下时，DNADNA
2、双链能够重新恢复，但蛋白质不能恢复活性。双链能够重新恢复，但蛋白质不能恢复活性。蛋白蛋白酶酶二二RNA酶酶三三酯酶酯酶四四DNA酶酶去除绝大部分糖去除绝大部分糖类类,蛋白质和脂质蛋白质和脂质 DNA DNA是遗是遗传物传物质的质的证据证据3 3、赫尔希和蔡斯的噬菌体、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验侵染细菌的实验1 1、格里菲思的肺炎格里菲思的肺炎链链球菌转化实验球菌转化实验2 2、艾弗里、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的肺炎链球菌转化实验格里菲思推论：格里菲思推论：已经加热致死的已经加热致死的S S型细菌，含有某种促使型细菌，含有某种促使R R型活细菌转化成为型活细菌转化成为S S型活细菌的活
3、性物质型活细菌的活性物质-转化因子转化因子艾弗里的结论：艾弗里的结论：DNADNA才是使才是使R R型细菌产生稳定遗传变化的物质。型细菌产生稳定遗传变化的物质。第第1 1节节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质细胞生物：（细胞核、细胞质）细胞生物：（细胞核、细胞质）DNADNARNA：仅限于某些病毒的遗传物质是仅限于某些病毒的遗传物质是RNARNA（烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、（烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、SARSSARS病毒、病毒、新型冠状病毒新型冠状病毒等）等）DNADNA病毒（只有病毒（只有DNADNA，无，无RNARNA）DNADNA、RNARNA同时存在同时
4、存在DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质遗传物质遗传物质 核酸是一切生物的遗传物质核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（核酸包括脱氧核糖核酸（DNADNA）和核糖核酸（和核糖核酸（RNARNA），绝大多数生物都是以），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，作为遗传物质的，因此因此DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质。小结小结例题例题：下列关于噬菌体侵染大肠杆菌的实验叙述正确的是（下列关于噬菌体侵染大肠杆菌的实验叙述正确的是（）A、在含有放射性同位素、在含有放射性同位素32P（或（或35S）的培养基中直接培养噬菌体进行标记。）的培养基中直接培养噬菌体进行标记。B、用、
5、用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，实验结果是只有沉淀物中有放射性。标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，实验结果是只有沉淀物中有放射性。C、噬菌体与大肠杆菌混合培养后，搅拌的目的是使菌体外的噬菌体与细菌、噬菌体与大肠杆菌混合培养后，搅拌的目的是使菌体外的噬菌体与细菌分开。分开。D、噬菌体与大肠杆菌混合培养时间长短不会影响悬浮液中放射性的强度。、噬菌体与大肠杆菌混合培养时间长短不会影响悬浮液中放射性的强度。下列关于噬菌体侵染大肠杆菌的实验叙述正确的是（下列关于噬菌体侵染大肠杆菌的实验叙述正确的是（）A、在含有放射性同位素、在含有放射性同位素32P（或（或35S）的）的培养基培养基中直接培养噬菌体进行标记
6、。中直接培养噬菌体进行标记。B、用、用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，实验结果是标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，实验结果是只有沉淀物只有沉淀物中有放射性。中有放射性。C、噬菌体与大肠杆菌混合培养后，搅拌的目的是使菌体外的、噬菌体与大肠杆菌混合培养后，搅拌的目的是使菌体外的噬菌体与细噬菌体与细菌分开。菌分开。D、噬菌体与大肠杆菌混合培养时间长短、噬菌体与大肠杆菌混合培养时间长短不会影响不会影响悬浮液中放射性的强度。悬浮液中放射性的强度。C例题：例题：下列有关生物体遗传物质的叙述正确的是（下列有关生物体遗传物质的叙述正确的是（）A A、大肠杆菌的遗传物质主要是、大肠杆菌的遗传物质主要是DNADNA。
7、B B、酵母菌的遗传物质分布在染色体，叶绿体和线粒体中。、酵母菌的遗传物质分布在染色体，叶绿体和线粒体中。C C、烟草花叶病毒的遗传物质含有硫元素。、烟草花叶病毒的遗传物质含有硫元素。D D、HIVHIV的遗传物质水解产生四种核糖核苷酸。的遗传物质水解产生四种核糖核苷酸。D（一）（一）DNADNA分子的结构特点分子的结构特点1.1.由由两两条脱氧核苷酸链按条脱氧核苷酸链按反向平行反向平行方式盘旋而成。方式盘旋而成。2.2.由由脱氧核糖脱氧核糖和和磷酸磷酸交替连接，排交替连接，排列在列在外侧，外侧，构成基本骨架构成基本骨架;碱基排列碱基排列在内侧。在内侧。3.3.碱基通过碱基通过氢键氢键连接形成
8、碱基对，连接形成碱基对，碱基碱基配对遵循配对遵循碱基配对原则碱基配对原则，即，即A A与与T T配对配对,G G与与C C配对配对T TG GA AC CA AA AT TC CG GT T氢键氢键第第2 2节节 DNADNA的结构的结构五种元素：五种元素：C C、H H、O O、N N、P P四种碱基：四种碱基：A A、G G、C C、T T，组成，组成四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸三种物质：三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋：一种螺旋：规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构DNADNA分子的
9、结构模式图分子的结构模式图1.1.胞嘧啶、胞嘧啶、2.2.腺嘌呤、腺嘌呤、3.3.鸟嘌呤、鸟嘌呤、4.4.胸腺嘧啶、胸腺嘧啶、5.5.脱氧核糖、脱氧核糖、6.6.磷酸、磷酸、7.7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、8.8.碱基对、碱基对、9.9.氢键、氢键、10.10.一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段DNADNA的组成和结构可用的组成和结构可用“五四三二一五四三二一”表示表示碱基互补配对原则：碱基互补配对原则：A A1 1=T=T2 2 A A2 2=T=T1 1 G G1 1=C=C2 2 G G2 2=C=C1 1规律一：规律一：在一个双链在一个双链DNADNA分子中，
10、分子中，A=TA=T、G=C.G=C.即：即：A+G=T+CA+G=T+C或或A+C=T+G.A+C=T+G.也就是说，也就是说，嘌呤碱基总数嘌呤碱基总数等于等于嘧啶碱基总数嘧啶碱基总数，各占，各占全部碱基总数的全部碱基总数的50%.50%.规律二：规律二：在一个双链在一个双链DNADNA分子中，两个分子中，两个互补配对的碱基之和互补配对的碱基之和的比值与该的比值与该DNADNA分子中每一单链中这一比值相等。分子中每一单链中这一比值相等。规律三：规律三：DNADNA分子一条链中，两个分子一条链中，两个不互补配对的碱基之和不互补配对的碱基之和的的比值比值,等于另一互补链中这一比值的倒数。等于另一
11、互补链中这一比值的倒数。A=T A=T G=C G=Ca aA A2 2+T+T2 2C C2 2+G+G2 2=1/a1/a；A A2 2+G+G2 2T T2 2+C+C2 2=A A1 1+G+G1 1T T1 1+C+C1 1=a a；A A1 1T T2 2T T1 1A A2 2G G1 1C C2 2C C1 1G G2 2DNADNA双链双链（二）碱基互补配对原则应用（二）碱基互补配对原则应用（1 1）A A1 1T T2 2G G1 1C C2 2T T1 1A A2 2C C1 1G G2 2A+TA+TC+GC+GA A1 1+T+T1 1C C1 1+G+G1 1=规律
12、五：规律五：不同生物的不同生物的DNADNA分子中，其分子中，其互补配对的碱基之和互补配对的碱基之和的比的比值（值（A+TA+T）/（G+CG+C）不同，代表了每种生物）不同，代表了每种生物DNADNA分子的分子的特异性特异性。规律四：规律四：在双链在双链DNADNA分子中，分子中，互补的两个碱基之和互补的两个碱基之和占全部碱占全部碱基的比值基的比值,等于任何一条单链中该种碱基比例的比值。等于任何一条单链中该种碱基比例的比值。a aA A2 2+T+T2 2=单链碱基单链碱基A A1 1T T2 2T T1 1A A2 2G G1 1C C2 2C C1 1G G2 2DNADNA双链双链A+
13、TA+T双链碱基双链碱基A A1 1+T+T1 1=单链碱基单链碱基（二）碱基互补配对原则应用（二）碱基互补配对原则应用（2 2）在双链在双链DNADNA分子中，分子中，互补的两个碱基之和互补的两个碱基之和占全部碱基的占全部碱基的比值比值,等于这两种碱基中的任意一种占单链碱基的比值。等于这两种碱基中的任意一种占单链碱基的比值。a aT T=单链碱基单链碱基A+TA+T双链碱基双链碱基A A=单链碱基单链碱基例题：例题：某双链某双链DNADNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的比例为分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的比例为a a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基数的比例为其中一条链上
14、鸟嘌呤占该链全部碱基数的比例为b b，则互补链中鸟，则互补链中鸟嘌呤嘌呤占整个占整个DNADNA分子分子碱基数的比例为（碱基数的比例为（）A A、（、（a-ba-b）/2 B/2 B、a-b a-b C C、(a-b)/(1-a)D(a-b)/(1-a)D、b-a/2b-a/2AA A1 1T T2 2T T1 1A A2 2G G1 1C C2 2C C1 1G G2 2G+CG+C双链碱基双链碱基a a=G G1 1单链碱基单链碱基=b b=C C1 1单链碱基单链碱基a-ba-bG G2 2双链碱基双链碱基=G G1 1+C C1 1单链碱基单链碱基a a=b ba aa-ba-bG G
15、2 2（a-ba-b）/2/2 例题：例题：从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNADNA进行分析，其中进行分析，其中G G与与C C之和占全部碱基数的之和占全部碱基数的46%46%，又知该碱基分子的一条链（又知该碱基分子的一条链（H H链）所含的碱基中，链）所含的碱基中，28%28%是是A A，24%24%是是C C，则，则H H链相对应的另一条链链相对应的另一条链A A、C C分别占该链全部碱基数的（分别占该链全部碱基数的（）A A、26%22%B26%22%B、24%28%C 24%28%C、14%11%D14%11%D、11%11%14%14%A A1 1T T2 2T T1 1A
16、A2 2G G1 1C C2 2C C1 1G G2 2H链54%54%24%24%A+TA+TA+T+C+GA+T+C+G54%54%=A A1 1+T+T1 1A A1 1+T+T1 1+C+C1 1+G+G1 1=26%26%28%28%22%22%AA A1 1A A1 1+T+T1 1+C+C1 1+G+G1 1=28%28%T T1 1A A1 1+T+T1 1+C+C1 1+G+G1 1=（64-2864-28）%=26%=26%C C1 1A A1 1+T+T1 1+C+C1 1+G+G1 1=24%24%G G1 1A A1 1+T+T1 1+C+C1 1+G+G1 1=22
17、%22%时间：时间：细胞分裂前的间期细胞分裂前的间期过程过程解旋解旋合成子链合成子链模板模板：亲代亲代DNADNA提供提供原料：原料：原则：原则：碱基互补配对碱基互补配对原则原则条件条件游离的游离的脱氧核苷酸脱氧核苷酸能量：能量：酶：酶：特点特点边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制意义：意义：保持前后代遗传信息的保持前后代遗传信息的连续性连续性复旋复旋ATPATP解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶（三）（三）DNADNA复复制的制的过程过程（二）（二）DNADNA复制方式：复制方式：半保留复制半保留复制（一）（一）DNADNA的复制的复制:就是指以亲代就是指以亲代DNADNA为模
18、为模板合成子代板合成子代DNADNA的过程，的过程，1DNA2DNA1DNA2DNA。第第3 3节节 DNADNA的复制的复制“图解法图解法”分析分析DNADNA复制过程中的相关计算复制过程中的相关计算子代子代DNADNA分子共分子共有有2 2n n个个1 1将将1 1个含有个含有1515N N的的DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N的的培养基上培养，复制培养基上培养，复制n n次，则：次，则：含含1515N N的的DNADNA分子：分子：2 2个个只含只含1515N N的的DNADNA分子：分子：0 0个个含含1414N N的的DNADNA分子：分子：2 2n n个个只含只含1
19、414N N的的DNADNA分子：（分子：（2 2n n-2 2）个）个2 2DNADNA复制过程中消耗某种脱氧核苷酸数的计算复制过程中消耗某种脱氧核苷酸数的计算（1 1）若一亲代）若一亲代DNADNA分子含有分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸m m个，经过个，经过n n次复制，需要次复制，需要消耗消耗游离的游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数腺嘌呤脱氧核苷酸数为为：m m（2 2n n-1-1）。（2 2）第第n n次复制次复制所所需腺嘌呤脱氧核苷酸数目需腺嘌呤脱氧核苷酸数目为：为：m m22n n-1-1（四）（四）DNADNA复制的过程的复制的过程的相关计算相关计算例题例题：在一个密闭的容器里
20、，用含有同位素在一个密闭的容器里，用含有同位素1313C C的脱氧核苷酸合成一个的脱氧核苷酸合成一个DNADNA分子，分子，然后再加入普通的含然后再加入普通的含1212C C的脱氧核苷酸，经的脱氧核苷酸，经n n次复制后，所得次复制后，所得DNADNA分子中含分子中含1212C C的脱氧核苷酸链数与含的脱氧核苷酸链数与含1313C C的脱氧核苷酸链数之比是的脱氧核苷酸链数之比是 （）（）A.12A.12n nB.B.1 1(2(2n n-2)-2)C.C.2 2(2 2n n-2)-2)D.D.1 1(2 2n n-1)-1)Dn次复制后共得到次复制后共得到DNA分子分子2 2n n个个共有脱
21、氧核苷酸链共有脱氧核苷酸链2 2n n2(条条)子代子代DNA分子中含分子中含12C的脱氧核苷酸链一共有（的脱氧核苷酸链一共有（2 2n n2-2）条）条子代子代DNA分子中含分子中含13C的脱氧核苷酸链一共有的脱氧核苷酸链一共有2条条2 2（2 2n n2-22-2）例题：例题：一个被一个被1515N N 标记的标记的DNADNA分子具有分子具有100100个碱基对，其中含腺嘌呤个碱基对，其中含腺嘌呤4040个，将其个，将其置于含置于含1414N N的环境中复制，连续复制三代，则在复制过程中共消耗鸟嘌呤的环境中复制，连续复制三代，则在复制过程中共消耗鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸（脱氧核糖核苷酸（）个
22、，子代）个，子代DNADNA分子中含有分子中含有1414N N的的DNADNA分子占总分子占总DNADNA数的比例为（）数的比例为（）A A、480 480、?1/31/3B B、420 420、?1/4 1/4C C、360 360、?1/2 1/2D D、420 420、1 1该该DNADNA分子中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸为分子中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸为（200-40 x2200-40 x2）2=602=60（个），（个），200200个碱基个碱基该该DNA分子连续复制分子连续复制3代共得到代共得到DNA分子分子2 23 3（个）（个）D共消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的个数为：共消耗鸟嘌呤脱氧核苷酸的个
23、数为：60（2 23 3-1）=420（个），（个），位置上：位置上：基因在染色体上基因在染色体上呈线性排列呈线性排列，基因与染色体的行为具有一致性。，基因与染色体的行为具有一致性。本质上：本质上：基因通常是基因通常是有遗传效应有遗传效应的的DNADNA片段，片段，由由非基因的碱基序列非基因的碱基序列将其分隔将其分隔开开,并不是随便一段并不是随便一段DNADNA就称为基因就称为基因。(注意：对于注意：对于RNARNA病毒病毒（HIVHIV，流感病毒，流感病毒、烟草花叶病毒等）而言，基因就是有遗传效应的、烟草花叶病毒等）而言，基因就是有遗传效应的RNARNA片段）片段）功能上：功能上：基因是控制
24、生物性状的基因是控制生物性状的结构和功能单位结构和功能单位。结构上：结构上：遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4 4种碱基的排列顺序之中种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万碱基排列顺序的千变万化，构成化，构成DNADNA分子的分子的多样性多样性；而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNADNA分子的分子的特异性。特异性。第第4 4节节 基因通常是有遗传效应的基因通常是有遗传效应的DNADNA片段片段例题例题：下列物质的层次关系由大到小的是（）下列物质的层次关系由大到小的是（）A A、染色体、染色体DNADNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因B B、染色体、染色体DNADNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸C C、染色体、染色体蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸多肽多肽D D、基因、基因染色体染色体DNADNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸B脱氧核苷酸脱氧核苷酸作业：作业：完成课后练习完成课后练习
