三章节遗传分子基础Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望nDNA分子的结构和特点分子的结构和特点n遗传信息的传递遗传信息的传递DNA的复制的复制 n课堂练习课堂练习1DNA的化学组成的化学组成 2DNA的分子结构的分子结构 3DNA分子的特性分子的特性 1探究探究DNA复制的过程复制的过程2DNA复制的过程复制的过程3DNA复制的条件和精确复制的保证复制的条件和精确复制的保证4DNA复制的意义复制的意义DNA的化学组成的化学组成基本单位：基本单位：基本单位：基本单位： 脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸 腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤（A A）鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤（G G）胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶（C C）胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶（T T）腺嘌呤脱氧核苷腺嘌呤脱氧核苷腺嘌呤脱氧核苷腺嘌呤脱氧核苷酸（酸（酸（酸（dAMPdAMP） 鸟嘌呤脱氧核苷鸟嘌呤脱氧核苷鸟嘌呤脱氧核苷鸟嘌呤脱氧核苷酸（酸（酸（酸（dGMPdGMP） 胸腺嘧啶脱氧核胸腺嘧啶脱氧核胸腺嘧啶脱氧核胸腺嘧啶脱氧核苷酸（苷酸（苷酸（苷酸（dTMPdTMP） 胞嘧啶脱氧核苷胞嘧啶脱氧核苷胞嘧啶脱氧核苷胞嘧啶脱氧核苷酸（酸（酸（酸（dCMPdCMP） 脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸含含含含N N碱基碱基碱基碱基脱氧核苷脱氧核苷脱氧核苷脱氧核苷基本元素：基本元素：基本元素：基本元素： C C、H H、OO、N N、P P脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA分子的双螺旋结构分子的双螺旋结构19531953年，美国年，美国年，美国年，美国 沃森沃森沃森沃森和英国和英国和英国和英国 克里克克里克克里克克里克 n由脱氧核苷由脱氧核苷酸构成酸构成DNAnDNA的结构的结构归纳归纳脱氧核苷酸构成脱氧核苷酸构成DNAAGCT脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键氢键氢键氢键氢键DNA的结构特点的结构特点（1 1）DNADNA分子由分子由分子由分子由两条反向平行两条反向平行两条反向平行两条反向平行的的的的脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链绕一假想中轴盘绕而成，形成绕一假想中轴盘绕而成，形成绕一假想中轴盘绕而成，形成绕一假想中轴盘绕而成，形成双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋结构结构结构结构 （2 2）DNADNA分子中，分子中，分子中，分子中，脱氧核糖和磷酸交替连接脱氧核糖和磷酸交替连接脱氧核糖和磷酸交替连接脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本排列在外侧，构成基本排列在外侧，构成基本排列在外侧，构成基本支架支架支架支架。碱基排列在内侧。碱基排列在内侧。碱基排列在内侧。碱基排列在内侧 （3 3）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，连接，连接，连接，形成形成形成形成碱基对碱基对碱基对碱基对 ，碱基的配对符合，碱基的配对符合，碱基的配对符合，碱基的配对符合碱基互补配对原碱基互补配对原碱基互补配对原碱基互补配对原则则则则 AT AT；GCGC（4 4）卡伽夫法则：卡伽夫法则：卡伽夫法则：卡伽夫法则：双链中，双链中，双链中，双链中，A=TA=T，G=CG=C；A+G=T+CA+G=T+C；但；但；但；但A+TG+CA+TG+CATATGCGC碱基之间的这种碱基之间的这种碱基之间的这种碱基之间的这种一一对应一一对应一一对应一一对应的关系的关系的关系的关系，叫做碱基互补配，叫做碱基互补配，叫做碱基互补配，叫做碱基互补配对原则对原则对原则对原则 AACGTCATT TTGCAGTAA 碱基互补配对原则碱基互补配对原则n n一条链的碱基序列能够一条链的碱基序列能够一条链的碱基序列能够一条链的碱基序列能够决定另一条链碱基的序列决定另一条链碱基的序列决定另一条链碱基的序列决定另一条链碱基的序列DNA分子的特性分子的特性（1）多样性）多样性 （2）特异性）特异性 构成构成构成构成DNADNA分子的碱基数对目极多，排列顺分子的碱基数对目极多，排列顺分子的碱基数对目极多，排列顺分子的碱基数对目极多，排列顺序多样序多样序多样序多样 每一种生物的每一个特定的每一种生物的每一个特定的每一种生物的每一个特定的每一种生物的每一个特定的DNADNA分子，分子，分子，分子，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碱基排列顺序具有特定的碱基排列顺序 （3）分子结构相对稳定性）分子结构相对稳定性探究探究DNA复制的过程复制的过程大肠杆菌在含大肠杆菌在含15NH4Cl的的培养液中生长若干代培养液中生长若干代提取提取DNA，进，进行密度梯度离心行密度梯度离心密度梯度密度梯度低低高高15N15N DNA15N15N DNA移入含移入含14NH4Cl的培养液中培养的培养液中培养分裂一次分裂一次分裂两次分裂两次提取提取DNA，进，进行密度梯度离心行密度梯度离心提取提取DNA，进，进行密度梯度离心行密度梯度离心15N14N DNA15N14N DNA14N14N DNA大肠杆菌大肠杆菌15N15N DNA15N14N DNA15N-14N14N-14N14N-14N15N-14Nn半保留复制半保留复制DNA复制的过程复制的过程AGCT解旋解旋（边解旋边复制）（边解旋边复制）两条模板链两条模板链（片段）（片段）碱基互补配对碱基互补配对聚合聚合两条子链两条子链子链和母链螺旋子链和母链螺旋两个子代两个子代DNA分子分子螺螺旋旋螺螺旋旋复制前后复制前后复制前后复制前后DNADNA分子的比较分子的比较分子的比较分子的比较 复制动画复制动画复制动画复制动画复制实例复制实例AAAAC CGGT TC CAAT TT T T TT TGGC CAAGGT TAAAA AAAAC CGGT TC CAAT TT T T TT TGGC CAAGGT TAAAA T TT TGGC CAAGGT TAAAA AAAAC CGGT TC CAAT TT T 子代子代子代子代DNADNA与亲代与亲代与亲代与亲代DNADNA完全相同，且两个子代完全相同，且两个子代完全相同，且两个子代完全相同，且两个子代DNADNA分子也完全相同分子也完全相同分子也完全相同分子也完全相同 子代子代子代子代DNADNA是以亲代的是以亲代的是以亲代的是以亲代的DNADNA的母链为模板，按碱基的母链为模板，按碱基的母链为模板，按碱基的母链为模板，按碱基互补配对原则形成子链，母链和子链合成新的互补配对原则形成子链，母链和子链合成新的互补配对原则形成子链，母链和子链合成新的互补配对原则形成子链，母链和子链合成新的DNADNA，即：每个，即：每个，即：每个，即：每个DNADNA分子中，保留了亲代分子中，保留了亲代分子中，保留了亲代分子中，保留了亲代DNADNA的成分的成分的成分的成分“半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制” ” DNA复制过程动画复制过程动画DNA复制的条件和精确复制的保证复制的条件和精确复制的保证模板模板模板模板：DNADNA的两条母链的两条母链的两条母链的两条母链能量：能量：能量：能量：由由由由ATPATP提供提供提供提供 原料：原料：原料：原料：游离脱氧核苷酸游离脱氧核苷酸游离脱氧核苷酸游离脱氧核苷酸 酶：酶：酶：酶： 解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶等等等等n复制的条件复制的条件n精确复制的保证精确复制的保证DNADNA分子独特的分子独特的分子独特的分子独特的双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋结构为复制提结构为复制提结构为复制提结构为复制提 供了精确的模板供了精确的模板供了精确的模板供了精确的模板 其其其其碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对原则保证复制准确无误地原则保证复制准确无误地原则保证复制准确无误地原则保证复制准确无误地 进行进行进行进行 DNA复制的意义复制的意义特定特定特定特定DNADNA复制复制复制复制DNADNA子细胞子细胞子细胞子细胞有丝有丝有丝有丝分裂分裂分裂分裂生殖细胞生殖细胞生殖细胞生殖细胞减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂受精受精受精受精作用作用作用作用子代细胞子代细胞子代细胞子代细胞特定脱氧核苷酸（碱基）特定脱氧核苷酸（碱基）特定脱氧核苷酸（碱基）特定脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序的排列顺序的排列顺序的排列顺序传递传递传递传递DNADNA课堂练习课堂练习1 1DNADNA分子彻底水解后，得到的化学物质是分子彻底水解后，得到的化学物质是分子彻底水解后，得到的化学物质是分子彻底水解后，得到的化学物质是 A A脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸 B B核糖、碱基、磷酸核糖、碱基、磷酸核糖、碱基、磷酸核糖、碱基、磷酸 C C核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸 D D脱氧核糖、磷酸、碱基脱氧核糖、磷酸、碱基脱氧核糖、磷酸、碱基脱氧核糖、磷酸、碱基 2 2构成构成构成构成DNADNA分子基本骨架的物质是分子基本骨架的物质是分子基本骨架的物质是分子基本骨架的物质是 A A脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸 B B核糖和磷酸核糖和磷酸核糖和磷酸核糖和磷酸 C C磷酸和腺苷磷酸和腺苷磷酸和腺苷磷酸和腺苷 D D腺苷和碱基腺苷和碱基腺苷和碱基腺苷和碱基 3 3构成构成构成构成DNADNA分子的碱基种类和分子的碱基种类和分子的碱基种类和分子的碱基种类和DNADNA分子中碱基互补分子中碱基互补分子中碱基互补分子中碱基互补 配对方式分别是配对方式分别是配对方式分别是配对方式分别是 A A4 4种、种、种、种、4 4种种种种 B B2 2种、种、种、种、4 4种种种种 C C4 4种、种、种、种、2 2种种种种 D D2 2种、种、种、种、2 2种种种种【答案：【答案：【答案：【答案：D D】【答案：【答案：【答案：【答案：A A】【答案：【答案：【答案：【答案：C C】4 4在双链在双链在双链在双链DNADNA分子中四种碱基含量关系不能成立的表分子中四种碱基含量关系不能成立的表分子中四种碱基含量关系不能成立的表分子中四种碱基含量关系不能成立的表 达式是达式是达式是达式是 A AA+C=T+G BA+C=T+G BA+G=T+C A+G=T+C C CA+T=G+C DA+T=G+C DA=TA=T且且且且G=CG=C5. 5.某生物细胞某生物细胞某生物细胞某生物细胞DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占2222， 那么，胞嘧啶的分子数占那么，胞嘧啶的分子数占那么，胞嘧啶的分子数占那么，胞嘧啶的分子数占A A1111 B B2222 C C2828 D D44446 6某生物细胞的某生物细胞的某生物细胞的某生物细胞的DNADNA分子中，胸腺嘧啶占全部碱基的分子中，胸腺嘧啶占全部碱基的分子中，胸腺嘧啶占全部碱基的分子中，胸腺嘧啶占全部碱基的 23.8% 23.8%，则腺嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基的，则腺嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基的，则腺嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基的，则腺嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基的 A A50% B50% B76.2% 76.2% C C23.8% D23.8% D20.2%20.2%【答案：【答案：【答案：【答案：C C】【答案：【答案：【答案：【答案：C C】【答案：【答案：【答案：【答案：A A】8 8DNADNA分子的多样性和特异性分别决定于分子的多样性和特异性分别决定于分子的多样性和特异性分别决定于分子的多样性和特异性分别决定于 A A碱基对有不同的排列和特定的碱基排列顺序碱基对有不同的排列和特定的碱基排列顺序碱基对有不同的排列和特定的碱基排列顺序碱基对有不同的排列和特定的碱基排列顺序 B B细胞分裂的多样性和细胞分裂的多样性和细胞分裂的多样性和细胞分裂的多样性和DNADNA复制的稳定性复制的稳定性复制的稳定性复制的稳定性 C C碱基对有不同的排列顺序和碱基互补配对原则碱基对有不同的排列顺序和碱基互补配对原则碱基对有不同的排列顺序和碱基互补配对原则碱基对有不同的排列顺序和碱基互补配对原则 D DDNADNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性 9 9若双链若双链若双链若双链DNADNA分子一条链的分子一条链的分子一条链的分子一条链的A A T T G G C=1C=1 2 2 3 3 4 4， 则另一条链相应碱基比应为则另一条链相应碱基比应为则另一条链相应碱基比应为则另一条链相应碱基比应为 A A1 1 2 2 3 3 4 B4 B4 4 3 3 2 2 1 1 C C2 2 1 1 4 4 3 D3 D1 1 1 1 1 1 1 11010若若若若DNADNA分子中有腺嘌呤（分子中有腺嘌呤（分子中有腺嘌呤（分子中有腺嘌呤（A A）200200个，胞嘧啶（个，胞嘧啶（个，胞嘧啶（个，胞嘧啶（C C）300300 个，该个，该个，该个，该DNADNA分子共有碱基分子共有碱基分子共有碱基分子共有碱基 A A400400个个个个 B B10001000个个个个 C C600600个个个个 D D500500个个个个【答案：【答案：【答案：【答案：A A】【答案：【答案：【答案：【答案：C C】【答案：【答案：【答案：【答案：B B】1111在一段双链在一段双链在一段双链在一段双链DNADNA分子的一条链上，分子的一条链上，分子的一条链上，分子的一条链上，（A+TA+T）/ /（G+CG+C）=0.4=0.4，则互补链上的，则互补链上的，则互补链上的，则互补链上的（A+TA+T）/ /（G+CG+C）为）为）为）为 ，整个，整个，整个，整个DNADNA分子分子分子分子中的（中的（中的（中的（A+TA+T）/ /（G+CG+C）为）为）为）为 ； 若另一若另一若另一若另一段双链段双链段双链段双链DNADNA分子的一条链上的（分子的一条链上的（分子的一条链上的（分子的一条链上的（A+ GA+ G）/ /（T T +C+C）=0.4=0.4，则互补链上的（，则互补链上的（，则互补链上的（，则互补链上的（A+ GA+ G）/ /（T +CT +C）为）为）为）为 ，整个，整个，整个，整个DNADNA分子中的（分子中的（分子中的（分子中的（A+ GA+ G）/ /（T +CT +C）为）为）为）为 。 0.40.40.40.42.52.51 11212下下下下列列列列四四四四项项项项中中中中，除除除除哪哪哪哪项项项项外外外外，都都都都是是是是实实实实验验验验室室室室内内内内合合合合成成成成DNADNA所所所所必需的条件必需的条件必需的条件必需的条件 A A四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸 B B四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸 C CDNADNA分子分子分子分子 D D三磷酸腺苷和有关的酶三磷酸腺苷和有关的酶三磷酸腺苷和有关的酶三磷酸腺苷和有关的酶1313某某某某双双双双链链链链DNADNA分分分分子子子子的的的的碱碱碱碱基基基基中中中中，A A占占占占15%15%，该该该该DNADNA分分分分子子子子复制后，得到的一个复制后，得到的一个复制后，得到的一个复制后，得到的一个DNADNA分子的碱基之中分子的碱基之中分子的碱基之中分子的碱基之中GG占占占占 A A15% B15% B30% 30% C C35% D35% D50%50%【答案：【答案：【答案：【答案：B B】【答案：【答案：【答案：【答案：C C】1414某双链某双链某双链某双链DNADNA分子的一条链中有分子的一条链中有分子的一条链中有分子的一条链中有100100个胞嘧啶脱氧核个胞嘧啶脱氧核个胞嘧啶脱氧核个胞嘧啶脱氧核苷酸和苷酸和苷酸和苷酸和200200个鸟嘌呤脱氧核苷酸，此个鸟嘌呤脱氧核苷酸，此个鸟嘌呤脱氧核苷酸，此个鸟嘌呤脱氧核苷酸，此DNADNA复制二代需要复制二代需要复制二代需要复制二代需要多少个胞嘧啶脱氧核苷酸参与复制多少个胞嘧啶脱氧核苷酸参与复制多少个胞嘧啶脱氧核苷酸参与复制多少个胞嘧啶脱氧核苷酸参与复制 A A300 B300 B600 600 C C900 D900 D1200 1200 1515将将将将DNADNA分分分分子子子子中中中中含含含含有有有有3 3H H的的的的大大大大肠肠肠肠杆杆杆杆菌菌菌菌转转转转移移移移到到到到普普普普通通通通培培培培养养养养基基基基中中中中培培培培养养养养，待待待待繁繁繁繁殖殖殖殖三三三三代代代代后后后后所所所所得得得得的的的的所所所所有有有有大大大大肠肠肠肠杆杆杆杆菌菌菌菌中中中中，DNADNA分子含分子含分子含分子含3 3H H的大肠杆菌占的大肠杆菌占的大肠杆菌占的大肠杆菌占 A A1/2 B1/2 B1/4 1/4 C C1/8 D1/8 D1/161/16【答案：【答案：【答案：【答案：C C】【答案：【答案：【答案：【答案：B B】 （1 1）图中）图中）图中）图中1 1表示表示表示表示DNADNA分子的分子的分子的分子的 过程。过程。过程。过程。 （2 2） 图图图图 中中中中2 2表表表表 示示示示 以以以以 母母母母 链链链链 为为为为 ，合合合合成成成成出出出出与与与与母母母母链链链链互互互互补补补补的的的的子子子子链链链链。若若若若此此此此过过过过程程程程发发发发生生生生差差差差错错错错，使使使使碱碱碱碱基基基基的的的的排排排排列列列列顺顺顺顺序序序序发发发发 生生生生 局局局局 部部部部 改改改改 变变变变 ， 从从从从 而而而而 改改改改 变变变变 了了了了 ，最终将导致生物后代，最终将导致生物后代，最终将导致生物后代，最终将导致生物后代 的改变。的改变。的改变。的改变。 （3 3）一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下，DNADNA复复复复制制制制能能能能准准准准确确确确无无无无误误误误地地地地完完完完成成成成，主主主主要要要要有有有有两两两两个个个个原原原原因因因因：一一一一是是是是DNADNA分分分分子子子子独独独独特特特特的的的的 结结结结构构构构；二是它具有二是它具有二是它具有二是它具有 的能力。的能力。的能力。的能力。1616下图是下图是下图是下图是DNADNA分子复制的图解，请据图回答下列问题分子复制的图解，请据图回答下列问题分子复制的图解，请据图回答下列问题分子复制的图解，请据图回答下列问题解旋解旋解旋解旋模板模板模板模板遗传信息遗传信息遗传信息遗传信息遗传性状遗传性状遗传性状遗传性状双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对