3-4DNA复制与染色体复制的关系

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DNA复制与染色体复制的关系P 复制与染色体复制的关系 31P32 31 31
P P
32P
31
P
DNA复制 复制
亲代1个 亲代 个
子代2个 子代 个
பைடு நூலகம்
染色体复制 ——复制的两个子代 复制的两个子代DNA分别位于两个姐妹染色单体上 分别位于两个姐妹染色单体上 复制的两个子代
1条 条
姐妹染色单体
1条 条
染色体行为决定DNA和基因的行为 染色体行为决定DNA和基因的行为 DNA
4、从资料2、4中可以得出什么结论? 从资料2 中可以得出什么结论? 结论: 结论:基因具有遗传效应
一、基因的概念
基因是有遗传效应的DNA片段。 基因是有遗传效应的DNA片段。 是有遗传效应的DNA片段
遗传效应: 指具有复制、转录、翻译、重组、 遗传效应: 指具有复制、转录、翻译、重组、突变及
调控等功能。 调控等功能。
(基因不是连续分布在DNA上,相邻基因之间有非基因区段) 基因不是连续分布在 上 相邻基因之间有非基因区段)
资料2 资料2
生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光, 生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光, 这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5 170个 DNA分子上有一段长度为 这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5 170个 碱基对的片段---绿色荧光蛋白基因。 ---绿色荧光蛋白基因 碱基对的片段---绿色荧光蛋白基因。转基因实验 表明, 表明,转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因 在紫外线的照射下,也能象海蛰一样发光。 鼠,在紫外线的照射下,也能象海蛰一样发光。
生物体的DNA分子数目小于基因数目;生物体内所有 分子数目小于基因数目; 生物体的 分子数目小于基因数目 基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。 分子的碱基总数。 基因的碱基总数小于 分子的碱基总数 结论:基因是DNA的片段;基因不是连续分布在 的片段; 结论:基因是 的片段 DNA上,相邻基因之间有间隔区段。 上 相邻基因之间有间隔区段。
证明基因与DNA关系的实例 关系的实例 证明基因与
资料1 大肠杆菌细胞的拟核有1个 分子, 资料 、大肠杆菌细胞的拟核有 个DNA分子, 分子
长度约为4700000个碱基对,在DNA分子上分 个碱基对, 长度约为 个碱基对 分子上分 布着4400个基因,每个基因的平均长度约为 个基因, 布着 个基因 1000个碱基对。 个碱基对。 个碱基对
问题:计算所有基因的碱基对总数的比例。 基因的碱基对总数的比例 问题:计算所有基因的碱基对总数的比例。 推理: 全部基因的碱基对总数只是DNA碱基对总数 全部基因的碱基对总数只是DNA碱基对总数 DNA 的一部分,因此,基因是DNA的片段。 DNA的片段 的一部分,因此,基因是DNA的片段。
资料3 资料3
不少人认为,人和动物的胖瘦是由基因决定的。 不少人认为,人和动物的胖瘦是由基因决定的。近 来的科学研究发现,小鼠体内的HMGIC HMGIC基因与肥胖 来的科学研究发现,小鼠体内的HMGIC基因与肥胖 直接相关。具有HMGIC HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对 直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对 照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一段时间后, 照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一段时间后, 对照组的小鼠变得十分肥胖,而具有HMGIC HMGIC基因缺 对照组的小鼠变得十分肥胖,而具有HMGIC基因缺 陷的实验鼠体重仍然保持正常。 陷的实验鼠体重仍然保持正常。
小结
1、基因是有遗传效应的DNA片段 基因是有遗传效应的DNA片段 是有遗传效应的DNA 2、遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中;碱 遗传信息蕴藏在4 遗传信息蕴藏在 种碱基的排列顺序之中;
基排列顺序的千变万化,构成DNA分子多样性, 基排列顺序的千变万化,构成DNA分子多样性,而 DNA分子多样性 碱基的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA DNA分子 碱基的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子 特异性;DNA分子的多样性和特异性是 分子的多样性和特异性是生物体多 的特异性;DNA分子的多样性和特异性是生物体多 样性和特异性的物质基础 样性和特异性的物质基础 3、遗传信息:基因中的脱氧核苷酸排列顺序 、遗传信息: DNA的非基因区段不是遗传信息 的非基因区段不是遗传信息) 称为遗传信息(DNA的非基因区段不是遗传信息)
分析:全球人口总数约为60亿 分析:全球人口总数约为60亿。假设人类基因组中 60 号染色体的第1个基因是由17 17个碱基对随机排 第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排 列构成的,那么,17个碱基对的所有排列是否都有 列构成的,那么,17个碱基对的所有排列是否都有 机会出现? 不是 你与你的同桌相比,这个基因的脱 机会出现?————分子几乎不可能完全相同 不同个体的DNA DNA分子几乎不可能完全相同 不同个体的DNA 。你与你的同桌相比, 17 氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大? 4-17 氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大?—————— 原因:每一个DNA分子都有特定的碱基排列顺序 原因:每一个DNA分子都有特定的碱基排列顺序 DNA
姐妹染色单体
Y
Y
y
y R r R r
DNA M M
m
m
第4节
基因是有遗传效应的DNA片段 基因是有遗传效应的DNA片段 DNA
孟德尔提出性状由基因控制; 孟德尔提出性状由基因控制 摩尔根证明基因位于染色上; 摩尔根证明基因位于染色上; 许多实验证明染色体中的DNA DNA是 许多实验证明染色体中的DNA是 遗传物质。 遗传物质。 基因等同于DNA吗 基因等同于DNA吗?二者的关 DNA 系是什么? 系是什么?
人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染 人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染 24条染色体 色体+X+Y 上的DNA的碱基序列。其中, +X+Y) DNA的碱基序列 色体+X+Y)上的DNA的碱基序列。其中,每条染 色体上有一个DNA分子。 24个DNA分子大约有 DNA分子 色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有 31.6亿个碱基对 其中,构成基因的碱基数 亿个碱基对, 基因的碱基数占碱 31.6亿个碱基对,其中,构成基因的碱基数占碱 基总数的比例不超过2%。 比例不超过2% 基总数的比例不超过2%。
说明基因是特定的DNA片段, 说明基因是特定的DNA片段,可拼接到其他生 DNA片段 物的DNA上去,有特定的遗传效应。 DNA上去 物的DNA上去,有特定的遗传效应。
美国密苏里大学培育出四只含有荧光水母基因的 小猪。左为荧光小猪,右为正常小猪。 小猪。左为荧光小猪,右为正常小猪。
资料4 资料4
染色质)、 四、基因与染色体(染色质 、DNA、 基因与染色体 染色质 、 性状、遗传信息的关系? 性状、遗传信息的关系?
从基因与染色体(染色质)上的关系看: ①从基因与染色体(染色质)上的关系看:基因在染色体上 具有一定的位置, 并且呈线性排列。 具有一定的位置 , 并且呈线性排列 。 基因与染色体的行 为具有一致性。 为具有一致性。 从基因与DNA的关系看:每个DNA分子上有许多基因, DNA的关系看 DNA分子上有许多基因 ② 从基因与 DNA 的关系看 : 每个 DNA 分子上有许多基因 , 基因是有遗传效应的DNA片段(DNA片段不一定是基因 DNA片段 片段不一定是基因) 基因是有遗传效应的DNA片段(DNA片段不一定是基因) 。 从基因与性状的关系看: ③从基因与性状的关系看:基因是控制生物性状的结构单 位和功能单位。 位和功能单位。 从基因与遗传信息的关系看: ④从基因与遗传信息的关系看:基因的脱氧核苷酸的排列 顺序代表着遗传信息。对于某个基因来说, 顺序” 顺序代表着遗传信息。对于某个基因来说,其“顺序”是 固定的,而不同的基因, 固定的, 而不同的基因,其脱氧核苷酸的顺序又是各不相 同的。 同的。
非基因片段
--ATGCATG--CATCCATGCT--CCACTAAGGA--CAG----TACGTAC--GTAGGTACGA--GGTGATTCCT--GTC--基因 基因
3、你从资料1和资料 能得出什么结论? 、你从资料 和资料 能得出什么结论? 和资料3能得出什么结论
生物体的DNA分子数目小于基因数目;生物体内所有 分子数目小于基因数目; 生物体的 分子数目小于基因数目 基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。 分子的碱基总数。 基因的碱基总数小于 分子的碱基总数 结论:基因是DNA的片段 结论:基因是 的片段
基因的碱基总数占DNA碱基总数的很少一部分(基因 基因的碱基总数占DNA碱基总数的很少一部分( DNA碱基总数的很少一部分 是一段DNA 但是一段DNA不一定是基因) ---进一步 DNA, DNA不一定是基因 是一段DNA,但是一段DNA不一定是基因) ---进一步 证明基因是DNA的片段 证明基因是DNA的片段 DNA
没有HMGIC基因,就没有肥胖的表现, HMGIC基因就有 没有HMGIC基因,就没有肥胖的表现,有HMGIC基因就有 HMGIC基因 肥胖表现。说明基因能控制生物的性状 功能单位) 基因能控制生物的性状( 肥胖表现。说明基因能控制生物的性状(功能单位)。
3、你从资料1和资料 能得出什么结论? 、你从资料 和资料 能得出什么结论? 和资料3能得出什么结论
分析材料1—4,回答问题: ,回答问题: 分析材料
1、生物体内的DNA分子数目与基因数 、生物体内的 分子数目与基因数 目相同吗? 目相同吗? 2、生物体内所有的基因的碱基总数与 、 DNA分子的碱基总数相同吗? 分子的碱基总数相同吗? 分子的碱基总数相同吗 3、你从资料1和资料 能得出什么结论? 、你从资料 和资料3能得出什么结论? 和资料 能得出什么结论 上是连续排列吗? 4、基因在DNA上是连续排列吗? 基因在 上是连续排列吗 5、从资料2、4中可以得出什么结论? 从资料2 中可以得出什么结论?
讨论: DNA指纹能用来鉴定身份吗 有科学依据吗? 讨论: DNA指纹能用来鉴定身份吗?有科学依据吗? 指纹能用来鉴定身份吗?
资料:目前国际上通用的 检测,主要有细胞核 资料:目前国际上通用的DNA检测 主要有细胞核 检测 主要有细胞核STR分型检测和 分型检测和 线粒体DNA测序。 测序。 线粒体 测序 STR(short tandem repeat,短片段重复序列)广泛存在于人类及 短片段重复序列) ( 短片段重复序列 哺乳动物的基因组中,对于同一个体, 哺乳动物的基因组中,对于同一个体,重复序列的重复次数是固 定的,而对于不同的个体,重复次数则不同,通过对STR检测, 检测, 定的,而对于不同的个体,重复次数则不同,通过对 检测 就可以明确区分个体与个体的不同,确定父母子的亲缘关系。 就可以明确区分个体与个体的不同,确定父母子的亲缘关系。 线粒体DNA检测 线粒体位于细胞核外, 线粒体DNA检测 :线粒体位于细胞核外,一个细胞中可以含有 成百上千个线粒体DNA,因此,对于年代久远的骨骼组织,甚至 成百上千个线粒体 ,因此,对于年代久远的骨骼组织, 是上千年的古尸,都可以采用线粒体的方法进行家族、 是上千年的古尸,都可以采用线粒体的方法进行家族、家系的鉴 线粒体还可以鉴定来自于同一母系的人群。通过线粒体检测, 定。线粒体还可以鉴定来自于同一母系的人群。通过线粒体检测, 科学家们已经可以确定人类起源于非洲, 科学家们已经可以确定人类起源于非洲,都是来自于同一个非洲 母亲。 母亲。
三、DNA片段中遗传信息有何特点: DNA片段中遗传信息有何特点: 片段中遗传信息有何特点 1、DNA分子具有多样性 、 分子具有多样性
原因:碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA 原因:碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA 分子的多样性。( 分子的多样性。( 4n 种)
2、DNA分子具有特异性 、 分子具有特异性
基因的化学组成? 基因的化学组成?
片段如何蕴藏遗传信息? 二:DNA片段如何蕴藏遗传信息 片段如何蕴藏遗传信息
1、分析DNA结构: 分析DNA结构: DNA结构 外侧: 外侧:脱氧核糖与磷酸交替连接 → 信息一致 内侧:碱基的排列循序 → 信息可变 内侧: 2、推测:遗传信息与4种碱基的排列顺序有关. 推测:遗传信息与4种碱基的排列顺序有关. 假设长度为17个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个 假设长度为 由此可见:4种碱基排列而成的脱氧 由此可见:个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个 基因(仅仅是假设),那么,17个碱基对可以排列 基因(仅仅是假设),那么,17个碱基对可以排列 ),那么 核苷酸序列, 核苷酸序列, ___种序列 种序列? 出___种序列? 完全可以储存足够量的 417种。大约为 大约为172亿种。 亿种。 亿种 遗传信息。 遗传信息。 3、结论:遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 、结论 遗传信息蕴藏在 遗传信息蕴藏在4
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