2019年《核酸》PPT课件.ppt

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1、核 酸,核 酸,1、组成元素：,C、H、O、N、P,2、基本单位：,核苷酸,8种,脱氧核苷酸,4种,腺嘌呤脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,核糖核苷酸,4种,腺嘌呤核糖核苷酸,尿嘧啶核糖核苷酸,鸟嘌呤核糖核苷酸,胞嘧啶核糖核苷酸,3、分类,比较项目,分类,比较项目,分类,鉴定,甲基绿绿色,吡罗红红色,结构,双螺旋结构,单链结构,存在部位,真核生物：主要在细胞核，少量在线粒体和叶绿体,原核生物：细胞质基质,主要在细胞质（细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体、细胞质基质）,功能,核酸是生物体内的遗传物质，能通过复制将遗传信息传递给子代，还能通过指导蛋白质合成而控制生物性

2、状。,DNA的双链形成,是谁发现了DNA的双螺旋结构呢？,威尔金斯和富兰克林发现DNA衍射图谱,沃森和克里克根据图谱，推算出DNA分子呈螺旋结构,查哥夫发现：A=T,G=C,沃森和克里克提出碱基配对原则，构建出DNA双螺旋结构模型,DNA的分子结构（空间结构）,规则的双螺旋结构：1953年，沃森和克里克共同提出,1、组成DNA的两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 2、DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。 3、DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。,1 _,3 _,4 _,5 _,6 _,7 _,8 _,9 _,2 _,10 _,胞嘧啶,腺嘌

3、呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶,脱氧核糖,磷酸,脱氧核糖核苷酸,碱基对,氢键,脱氧核苷酸链片段（DNA单链片段）,写出图中1-10的名称,DNA的结构特性,1、稳定性,2、多样性,脱氧核糖和磷酸交替连接稳定不变，两条链间碱基对连接稳定不变,脱氧核苷酸的排列顺序多种多样（4n：n为碱基对数）,3、特异性,每个DNA有其特定的脱氧核苷酸排列顺序（遗传信息）,碱基互补配对的计算,A=T G=C,1. 若A= m%，则T= m%，G=C=(1-2m%)/2,2.（A+G）=（A+C）=（T+G）=（T+C）=50%,3.（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=1,4.（A+T）/（G+C）=特定值 (D

4、NA特异性）,A=T T=A G=C C=G,5.(A+T)=(A+T )=1/2(A+T )双链 (G+C)=(G+C )=1/2(G+C )双链,6.(A+T/G+C)=(A+T/G+C) =(A+T/G+C)双链,8.若(A+C/G+T)=n，则 (A+C/G+T) =1/n,（1）双链DNA中,（2）设DNA的两条链为链和链，则,7.若(A+T)=m%，则 (A+T) =m%,解答：300个脱氧核糖=300个碱基,DNA分子中的某一区段上有300个脱氧核糖和60个胞嘧啶（C），那么该区段胸腺嘧啶(T)的数量是多少？,原理：在DNA 分子中，A=T，G=C,A+C T+G=( )总碱基数

5、 A+G T+C =( )总碱基数,=,=,T=300/2 60=90,90,在双链DNA中，已知其中一条链A+G/T+C=0.4，A+T/G+C=2.5，则在它的互补链中，A+G/T+C和A+T/G+C的值分别是_和_。,原理：在一条链中，（A+G /T +C ）1=m,2.5,2.5,A+T/G+C=n,（A +T /G +C）1 =n,（A +T /G +C）2 =n,则另一条链中，（A +G /T +C）2 =1/m,在DNA双链中， A+G/T+C=1，,一个DNA分子中，G和C 之和占全部碱基数的46%，又知该DNA分子的一条链中，A和C分别占碱基数的28%和22%，则该DNA分子

6、的另一条链中，A和C分别占碱基数的_和_。,H链中，A +T =m%，G +C =1-m%,26%,24%,则H链中，A +T =m%，G +C =1-m%,DNA分子中， A+T=m%，G+C=1-m%,DNA分子的复制,细胞核、线粒体、叶绿体,有丝分裂间期和减间期,使遗传信息从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性,以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程,DNA双链,4种游离的脱氧核苷酸,解旋酶、DNA聚合酶等,ATP,解旋合成子链合成DNA,边解旋边复制，半保留复制,解旋酶作用于何结构？ 为什么说DNA的复制是半保留复制？ 新合成的两条子链有何关系？ 为什么复制能准确无误地进行？,氢键,新的

7、DNA的两条链中一条是母链，一条是新合成的子链,互补,DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板； 碱基互补配对保证复制准确地进行。,用含15N的培养液培养大肠杆菌，使其DNA被15N标记，即亲代为15N/15NDNA,将大肠杆菌转移到含14N的培养液中培养,子一代细菌全部都含15N/14NDNA,子二代细菌中有一半含15N/14NDNA，一半含14N/14NDNA。,15N,15N,离心,15N,14N,14N,15N,离心,离心,规律：,一个DNA分子(15N/15NDNA）连续复制n次，将形成2n个DNA分子，共2n+1条链。其中母链（含15N）有2条，子链（含14N）有2n+1

8、 - 2条。含母链（15N）的DNA分子有2个，占总数的2/2n。含子链（14N）的DNA分子有2n个，占总数的100%。,用32P标记的噬菌体去侵染细菌，子一代噬菌体中含32P的个体有几个？子二代中含32P的个体和不含32P的个体占总数的多少？含32P的脱氧核苷酸链占总链数的多少？,1、细胞分裂1次，DNA复制_次。,2、噬菌体进行复制繁殖，复制一次，产生子一代。,3、由于是半保留复制，所以，F1含32P的个体有_个， F2有_个, Fn有_个,4、复制n代后，子代共有_个，其中含32P的有_个，不含32P的有_ 个，含32P的脱氧核苷酸链占总链数的_。,2,2,2n,2,（ 2n -2）,

9、1,2,1/ 2n,世代,亲代,31P 31P轻带,32P 31P中带,32P 32P重带,全重,全中,1/2中,1/2轻,1/4中,3/4轻,1/8中,7/8轻,1/2n-1中,1-1/2n-1轻,将32P标记的噬菌体去侵染细菌，每隔繁殖一代的时间取样一次，测定其不同世代噬菌体DNA的密度，DNA复制的密度梯度离心试验结果如下图所示,某DNA分子含有2000个脱氧核苷酸，若该分子复制3次，则需要游离的脱氧核苷酸的数量是多少,1、1个脱氧核苷酸=_个脱氧核糖 =_个含氮碱基=_个磷酸,14000,3、若每个DNA分子中的脱氧核苷酸数为M，则复制n次所需的游离的脱氧核苷酸数_。,2、DNA复制n

10、次，形成的DNA数为_ ，因为DNA是半保留复制，故有_个是亲代DNA，新合成的DNA数为_个，,2n,（2n 1）,M=M(2n-1）,1,1,1,1,某DNA分子含有2000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T: C = 1:2 : 3: 4，若该分子复制一次，则需要A的数量是多少,400,若每个DNA分子中的某碱基数为a，则复制n次所需的该碱基数为_。,a=a(2n-1）,变式训练,1如将精原细胞(复制前)的一对同源染色体的DNA 用32P标记，放在不含32P的培养基中培养，则此 精原细胞产生的精子中含有32P所占的比例是- - A100% B75% C50% D25%,A,2

11、用32P标记了二倍体水稻体细胞(含24条染色体) 的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培 养基中培养，在第二次细胞分裂的中期一个细胞 内被32P标记的染色体条数是- A0 B12 C24 D48,C,基因指导蛋白质的合成,蛋白质是生命活动的_者和_者,性状的形成离不开_(特别是酶)的作用,_控制生物体的性状,基因_蛋白质_来_性状！,体现,承担,蛋白质,基因,通过指导,合成,控制,基因,蛋白质的合成,指导,_指导蛋白质的合成,基因是有_的_片段； DNA 主要存在于_中，而蛋白质的合成是在_中进行的。,细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质的合成,基因,遗传效应,DNA,细胞核,细

12、胞质,以_为媒介,RNA,为什么RNA适合做DNA的信使呢？,RNA一般是_链，而且比 DNA 短，因此能够通过_，从_转移到_中。,单,核孔,细胞核,细胞质,RNA,mRNA：,信使RNA，携带遗传密码，作为翻译的模板，指导合成蛋白质,tRNA：,转运RNA，通过反密码子去识别氨基酸，并将氨基酸搬运到核糖体内。,rRNA：,核糖体RNA，参与构成核糖体，其形成与核仁有关。,这三种RNA均由DNA转录得到，均为单链结构。,转录：,在_内，以DNA的_为_， 按照_的原则合成_的过程。,DNA的碱基序列,RNA的碱基序列,发生时间：,整个生命过程,（包括在细胞分裂过程中）,所需条件：,模板：,原

13、料：,DNA分子的一条链,游离的核糖核苷酸,酶:,能量：,ATP,（主要由线粒体提供）,细胞核,一条链,模板,碱基互补配对,RNA,RNA聚合酶,（1）DNA的两条链都能转录吗？ （2）DNA链完全解开吗？ （3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？,AU、TA、 GC、 CG,ATTCAGATG TAAGTCTAC,DNA,a链 b链,AUUCAGAUG,假设以b链为模板，则转录出的RNA碱基排列为,实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子,信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,密码子:,决定氨基酸的密码子共有多少种？

14、,氨基酸有多少种?,密码子,密码子,密码子,思考：,信使RNA的碱基：,4种碱基如何决定蛋白质的20种氨基酸呢？,20种,4种,如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定_种，即,如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定_种，即,如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定_种，即,4,16,64,组成蛋白质的氨基酸：,20种氨基酸的密码子,翻译：,游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,mRNA的碱基序列,蛋白质的氨基酸序列,发生时间：,整个生命过程,（包括在细胞分裂过程中）,所需条件：,模板：,原料：,mRNA,（由DNA转录得到）,氨基酸,酶,能量：,ATP,（主要

15、由线粒体提供）,翻译工具：,tRNA,密码子与反密码子,亮氨酸,天冬氨酸,异亮氨酸,1、DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终 翻译的氨基酸如下表,则右图所示的tRNA所携带的氨基酸是,A赖氨酸 B丙氨酸 C半胱氨酸 D苏氨酸,2、(04高考江苏)下列对转运RNA的描述，正确的是 A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 B.每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它 C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子 D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内,特点：,1、遵循碱基互补配对原则,tRNA通过反密码子识别、转运相应的氨基酸，并通过反密码子与mRNA上的密码子互补配对，从而将氨基酸搬运到相应位置

16、。,2、氨基酸密码的简并性,一种氨基酸一般具有多个密码子,一个（种）tRNA能只能转运一个（种）氨基酸,一种氨基酸可以被多个（种）tRNA转运,mRNA上的碱基发生改变，不一定导致氨基酸序列发生改变,意义：,a、增强了密码的容错性，当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。,b、当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。,3、几乎所有生物共用一套密码子表,4、终止密码不编码氨基酸,能编码氨基酸的密码子只有61个,5、一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条、同种肽链的合成,说

17、明生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的,DNA(基因),转录,翻译,基因指导蛋白质合成的过程,蛋白质种氨基酸数目与mRNA、DNA中碱基数目的关系,如果某蛋白质中有n个氨基酸，则指导该蛋白质合成的mRNA的碱基数目为 ，控制该蛋白质合成的DNA（基因）中的碱基数目为 。,3n,6n,比例是_,136,3、某信使RNA中有碱基40个，其中C+U为15个，那么转录 此RNA的DNA中G+A为 A15 B25 C30 D40 4、某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制 合成的多肽链中，最多有氨基酸（ ）种 A800 B400 C200 D20 5、已

18、知tRNA一端的三个碱基是CUA，则此tRNA运载的氨 基酸是 A亮氨酸 B天冬氨酸 C丙氨酸 D缬氨酸 6、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是 AmRNA BtRNA CDNA D核糖体,7、设控制某含a条肽链的蛋白质合成的基因含X个碱基 对，氨基酸的平均分子量为Y，则该蛋白质的分子量 约为 A. B. C. D.,8、一种人工合成的信使RNA只含有两种核苷酸U和A，其 中U的含量是A的5倍，这种人工合成的信使RNA理论上最 多有多少种可能的密码子 A.4种 B.6种 C.8种 D.无法确定,9、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是 A.所有体细胞，所有体细胞 B.胰腺细胞，

19、胰腺细胞 C.所有体细胞，胰岛B细胞 D.胰腺细胞，胰岛A细胞,10、(04高考上海)组成人体蛋白质的20种氨基酸所对应 的密码子共有 A、4个 B、20个 C、61个 D、64个,在遗传学上，把遗传信息的流动方向叫做信息流。信息流的方向可以用科学家克里克提出的“中心法则”来表示。,中心法则,从“中心法则”可以看出，遗传信息的一般流动方向（图中红线所示）是：遗传信息可以从DNA流向DNA，即完成DNA的自我复制过程，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程。在某些病毒中，RNA也可以自我复制，并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下合

20、成DNA。因此，在某些病毒中，遗传信息可以沿图中的蓝线方向流动。,二、中心法则及其发展的归纳小结,思考： 是不是所有生物的遗传信息传递途径都具有这五个过程呢 ?,翻译,请根据中心法则写出人类、SARS病毒（不含逆转录酶的RNA病毒）、HIV病毒（含逆转录酶的RNA病毒）的遗传信息传递途径。,不同生物的遗传信息传递途径,1、 代表生物： 2、 代表生物： 3、 代表生物：,不含逆转录酶的RNA病毒，如SARS病毒,具有细胞结构的生物、DNA病毒,含逆转录酶的RNA病毒，如HIV病毒,翻译,HIV病毒侵染T淋巴细胞示意图,RNA病毒,逆转录,DNA复制,转录,翻译,例题:艾滋病(AIDS)是目前威

21、胁人类生命的重 要疾病之一。能导致艾滋病的HIV病毒是RNA 病毒。它感染人的T淋巴细胞，导致人的免 疫力下降，使患者死于广泛感染。请回答： 该病毒进入细胞后，能以 为模板，在 酶的作用下合成 ，并整合 于人的基因组中。 整合后它按照 原则进行复 制，又能以 为模板合成 ，并进而 通过 过程合成病毒蛋白。 如果将病毒置于细胞外，该病毒不能繁殖， 原因是 。,RNA,DNA,逆转录,碱基互补配对,DNA,mRNA,翻译,病毒本身缺乏繁殖所需的原料、能量和酶,基因对性状的控制是通过 过程来实现的。可以分为 ： 即通过控制 ； ：即通过控制 。,DNA控制蛋白质的合成,直接控制作用,蛋白质分子的结构

22、来直接影响性状,酶、激素等功能 蛋白的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的,间接控制作用,基因对性状的控制,囊性纤维病,镰刀型贫血症,基因通过控制蛋白质分子的结构来直接控制生物的性状。,控制酶形成的基因异常。,白化病：,基因通过控制酶的结构来控制代谢过程，从而控制生物性状。,例题:下图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径 示意图。从图中可得出- ,AB,A精氨酸的合成是由多种基因共同控制的 B基因可通过控制酶的合成来控制精氨酸的合成 C若基因突变，则基因和也就不能表达 D精氨酸依赖型菌体中，基因都发生了 突变,基因型和表现型的关系,表现型=基因型,+环境条件,遗传学家曾经做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养环境温度为25，将孵化后47d的长翅果蝇幼虫放在3537的环境中处理624h后，得到了一些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常温度下繁殖的后代仍然是长翅果蝇。,问：请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。（环境如何影响基因的对性状的控制的）,环境(如温度和pH值)通过影响酶的活性，来影响基因对性状的控制。,细胞质基因（细胞质遗传）,细胞质基因：指存在于细胞质结构中的遗传物质。与核基因一样具有稳定性、连续性和变异性。,功能：控制一些蛋白质的合成，线粒体DNA缺陷会引起遗传病。,特点： 1、DNA分子半自主性复制； 2、母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。,再见,