生物学基因是用

1、 有有1515N N标记的一个标记的一个DNADNA分子放在含有分子放在含有1414N N的培养基中复制三次，则含的培养基中复制三次，则含1515N N的的DNADNA分子占分子占全部全部DNADNA分子的比例和占全部分子的比例和占全部DNADNA分子单链分子单链的比例依次是的比例依次是 A. 1/4 A. 1/4 、1/8 B. 1/21/8 B. 1/2、1/4 1/4 C. 1/4 C. 1/4 、1/16 D. 1/81/16 D. 1/8、1/81/8 A. 1/4 、1/8学生思维训练学生思维训练复制规律 某某DNA分子共含有含氮碱基分子共含有含氮碱基1400个，其中一个，其中一条

2、链上条链上A+T/C+G= 2:5，问该，问该DNA分子连续复制分子连续复制2次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（ ）个。）个。600第四节第四节 基因是有遗基因是有遗传效应的传效应的DNADNA片段片段染色体染色体DNA基因基因主要由主要由DNA和蛋白质组成和蛋白质组成每个染色体含有一个每个染色体含有一个DNA分子分子1、 每条染色体上有每条染色体上有许多许多个基因；个基因；2 2、基因在染色体上呈、基因在染色体上呈线性线性 排列，染色体为基因的载体；排列，染色体为基因的载体； 例：例：人类的每条染色人类的每条染色体上大约有体上大约有1250个基

3、因个基因。 资料资料1 1、大肠杆菌细胞的拟核有大肠杆菌细胞的拟核有1 1个个DNADNA分子分子，长度约为长度约为47000004700000个碱基对，在个碱基对，在DNADNA分子上分布着大分子上分布着大约约44004400个基因个基因，每个基因的平均长度约为，每个基因的平均长度约为10001000个碱个碱基对。基对。证明基因与证明基因与DNADNA关系的实例关系的实例问题：生物体内的问题：生物体内的DNA分子数目分子数目=基因数目吗？基因数目吗？ 推理：推理：基因是基因是DNA的片段。的片段。转基因小鼠为何能转基因小鼠为何能发光发光？为何要设置第？为何要设置第3号小鼠？号小鼠？小鼠发光是

4、因为获得了海蜇的绿色荧光蛋白基因。小鼠发光是因为获得了海蜇的绿色荧光蛋白基因。 说明基因是特定的说明基因是特定的DNADNA片段，可拼接到其片段，可拼接到其他生物的他生物的DNADNA上去，有遗传效应上去，有遗传效应, ,可独立起作用可独立起作用 资料资料3 3、人类基因组计划测定的是、人类基因组计划测定的是2424条染色条染色体（体（2222条染色体条染色体+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的碱基序列。其中，的碱基序列。其中，每条染色体上有一个每条染色体上有一个DNADNA分子。分子。这这2424个个DNADNA分子分子大大约有约有31.631.6亿个碱基对，亿个碱基对，其中构成基因的

5、碱基数占其中构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过碱基总数的比例不超过2%2%。问题：生物体内所有基因的碱基总数问题：生物体内所有基因的碱基总数 =DNA=DNA的碱基总数？的碱基总数？推理：推理：明确基因是明确基因是DNA的片段，但一段的片段，但一段DNA不一定是基因。不一定是基因。吃得多就一定能长胖吗？吃得多就一定能长胖吗？进来科学研究发现进来科学研究发现, ,小鼠体内小鼠体内HMGICHMGIC基因与肥基因与肥胖直接相关胖直接相关, ,具有具有HMGICHMGIC基因缺陷基因缺陷的实验鼠与的实验鼠与作为作为对照的小鼠对照的小鼠, ,吃同样多的高脂肪食物吃同样多的高脂肪食物, ,一一段时间

6、后段时间后, ,对照组的小鼠变得十分肥胖对照组的小鼠变得十分肥胖, ,而实而实验鼠体重维持正常。验鼠体重维持正常。资料四HMGICHMGIC基因就能起到控制小鼠肥胖这一基因就能起到控制小鼠肥胖这一性状的作用。性状的作用。基因能控制生物的性状。基因能控制生物的性状。材料材料现象现象结论结论1 1大肠杆菌细胞的拟核有大肠杆菌细胞的拟核有1 1个个DNADNA分子分子, ,长度约长度约为为4700 0004700 000个碱基对个碱基对, , 大约大约44004400个基因个基因, ,每每个基因的平均长度约为个基因的平均长度约为10001000个碱基对个碱基对基因是基因是DNADNA片片段段2 2每

7、条染色体上有一个每条染色体上有一个DNADNA分子分子. .这这2424个个DNADNA分分子大约与子大约与31.631.6亿个碱基对亿个碱基对, ,其中其中, ,构成基因构成基因的碱基对数占碱基总数的比例不超过的碱基对数占碱基总数的比例不超过2%2%3 3海蜇的绿色荧光蛋白基因在鼠内出现荧光海蜇的绿色荧光蛋白基因在鼠内出现荧光基因具有遗传基因具有遗传效应效应4 4有肥胖基因有肥胖基因表现肥胖表现肥胖没有肥胖基因没有肥胖基因不肥胖不肥胖基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNADNA片段片段基因的定义：是有遗传效应的基因的定义：是有遗传效应的DNA片段。片段。基因A基因B基因C含有含有3个

8、基因的个基因的DNA片段的模式图片段的模式图-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-基因基因基因基因非基因片段非基因片段基因基因肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈在染色体上呈线性排线性排列列DNA Mas Mas和和FaFa是豚鼠体细胞中的是豚鼠体细胞中的4 4号染色体上的两个号染色体上的两个基因。基因。MasMas基因与豚鼠的体重有关，基因与豚鼠的体重有关，FaFa基因与豚鼠基因与豚鼠的毛色相关。研究发现，的毛色相关

9、。研究发现，MasMas与与FaFa基因有着相同的基因有着相同的碱基组成和相等的碱基对数。但两者的功能（遗传碱基组成和相等的碱基对数。但两者的功能（遗传效应）有着天渊之别。你认为其中的原因是什么？效应）有着天渊之别。你认为其中的原因是什么？A-G-G-T-T-A-A-A-G-C-A T-C-C-A-A-T -T-T-C-G-TG-G-A-T-T-A-G-A-A- C-A C-C-T-A- A-T- C-T-T-G-TMas基因基因Fa基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸(碱基碱基)排列顺序不同排列顺序不同遗传信息不同遗传信息不同遗传效应互不相同遗传效应互不相同= =基因中的遗传信息基因中的遗传信息脱氧

10、核苷酸脱氧核苷酸( (碱基碱基) )的排列顺序的排列顺序二、二、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息4 4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息二、二、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息情境情境1 1：假如决定脸型的一个基因由假如决定脸型的一个基因由1717个碱个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？基对组成，那么这种排列有多少种可能？4 41717种（约为种（约为172172亿种）亿种）碱基的排列顺序千变万化，碱基的排列顺序千变万化，满足了遗传信息的满足了遗传信息的多样性。多样性。A TCA TTGATCGAAT这两个碱基对这两个碱基对 相同相同 吗？

11、吗？含有四种碱基的脱氧核苷酸：含有四种碱基的脱氧核苷酸：ATCGGGCCGG的的 蓝蓝 天天 是是如果选用上面的几个字拼成一句四个字的话，你会怎么写？（文字可以重复使用，也可以不用）天蓝蓝的天蓝蓝的天是蓝的天是蓝的蓝蓝的天蓝蓝的天是天的蓝是天的蓝天蓝天的天蓝天的蓝是的天蓝是的天的是的天的是的天蓝是是的蓝是是的 2004 2004年年1212月月2626日印度洋发生海啸，这次海啸遇难者达日印度洋发生海啸，这次海啸遇难者达2020万人，事万人，事后的尸体辨认就是借助于后的尸体辨认就是借助于DNADNA杂交技术。即从尸体细胞与死者家属提供的杂交技术。即从尸体细胞与死者家属提供的死者生前生活用品中分别

12、提取出死者生前生活用品中分别提取出DNADNA，然后借助于，然后借助于DNADNA杂交技术对尸体进行杂交技术对尸体进行辨认。下表所示从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体、辨认。下表所示从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体、同一区段同一区段DNADNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断，死者是哪个家属单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断，死者是哪个家属中的成员中的成员(2)(2)每个个体的每个个体的DNADNA具有特异性具有特异性- -A-C-T-G-A-C-G-G-T-T-A-C-T-G-A-C-G-G-T-T-T-G-A-C-T-G-C-C-A-A-T-G-A-C-

13、T-G-C-C-A-A-尸体尸体-A-C-T-G-A-C-G-G-T-T-A-C-T-G-A-C-G-G-T-T-T-G-A-C-T-G-C-C-A-A-T-G-A-C-T-G-C-C-A-A-家属家属A A提供的样本提供的样本DNADNA分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？有科学依据吗？有科学依据吗？每个人的每个人的DNADNA几乎不可能完全相同，因此，几乎不可能完全相同，因此，DNADNA可以可以像指纹一样用来鉴别身份。像指纹一样用来鉴别身份。刑侦领域的应用刑侦领域的应用DNADNA指纹技术指纹技术1 1高度的特异性；高度的特异性；2 2体细胞稳定性：即同一个人

14、的不同组织如血液、体细胞稳定性：即同一个人的不同组织如血液、 肌肌肉、毛发、精液等产生的肉、毛发、精液等产生的DNADNA指纹图形完全一致指纹图形完全一致尝试对以下概念的联系进行描述尝试对以下概念的联系进行描述:染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基概念图1染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段构成构成+脱氧核糖脱氧核糖+磷酸磷酸（A、T、C、G四种）四种）+蛋白质蛋白质形成双链形成双链基因、基因、DNADNA、染色体和脱氧核苷酸之间的关系、染色体和脱氧核苷酸之间的关系基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体染色体DNA是主要的（

15、是主要的（ ）染色体是染色体是DNADNA的的（ ）每个染色体上有每个染色体上有 个个DNADNA分子分子基因是（基因是（ ）每个每个DNADNA分子含有（分子含有（ ）个）个基因基因是遗传物质的功能结构单位是遗传物质的功能结构单位基因中（基因中（ ）代表着）代表着遗传信息遗传信息每个基因中含有（每个基因中含有（ ）个脱）个脱氧核苷酸氧核苷酸有遗传效应的有遗传效应的DNADNA片段片段许多许多许多许多脱氧核苷酸排脱氧核苷酸排列顺序列顺序遗传物质遗传物质1 1个或个或2 2主要载体主要载体染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因DNADNA染色体是染色体是DNADNA的载体的载体每个染色体上有每

16、个染色体上有1 1个或个或2 2个个DNADNA基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段每个每个DNADNA分子上含有多个基因分子上含有多个基因是遗传物质的结是遗传物质的结构功能单位构功能单位是主要的遗传物质是主要的遗传物质每个基因含有多个脱氧核苷酸每个基因含有多个脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸的排列基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息顺序代表遗传信息本节小结本节小结1 1DNADNA分子结构多样性的原因是分子结构多样性的原因是 A A 碱基配对方式的多样性碱基配对方式的多样性 B B 磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性 C C 螺旋方向的多样性螺旋方向

17、的多样性 D D 碱基对排列次序的多样性碱基对排列次序的多样性2 2DNADNA指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，这是因为这是因为 A A 每个人的指纹大多相同每个人的指纹大多相同 B B 每个人的指纹是不同的每个人的指纹是不同的 C C 不同的个体的相同的组织中的不同的个体的相同的组织中的DNADNA指纹是相同的指纹是相同的 D DNAD DNA技术是检测技术是检测DNADNA上碱基种类上碱基种类DB下列关于下列关于DNADNA、基因、染色体的叙述错误的是基因、染色体的叙述错误的是A A、基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段B B、D

18、NADNA是遗传信息的主要载体是遗传信息的主要载体C C、DNADNA分子在染色体上成念珠状排列分子在染色体上成念珠状排列D D、DNADNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性的相对稳定性决定染色体的相对稳定性下列有关下列有关DNADNA与基因的关系的叙述，正确的是与基因的关系的叙述，正确的是A A、基因是碱基对随即排列而成的基因是碱基对随即排列而成的DNADNA片段片段B B、一个一个DNADNA分子上有多个基因分子上有多个基因C C、DNADNA的碱基排列顺序就代表基因的碱基排列顺序就代表基因D D、组成不同的基因的碱基数量一定不同组成不同的基因的碱基数量一定不同有关有关DNADNA的结构

19、的叙述中，不正确的是的结构的叙述中，不正确的是A A、每个每个DNADNA分子都含有分子都含有4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸B B、每个每个DNADNA分子中核糖上连接一个磷酸和一个碱基分子中核糖上连接一个磷酸和一个碱基C C、DNADNA分子两条链中的碱基通过氢键连接，形成碱基对分子两条链中的碱基通过氢键连接，形成碱基对D D、双链双链DNADNA分子中，某一段链上若含有分子中，某一段链上若含有3030个胞嘧啶，就个胞嘧啶，就一定会同时有一定会同时有3030个鸟嘌呤个鸟嘌呤核基因核基因细胞质基因细胞质基因性状性状决定决定脱氧核苷脱氧核苷酸序列酸序列基因基因DNA染色体染色体线粒体、叶绿体线粒

20、体、叶绿体遗传信息遗传信息蕴涵蕴涵 性状：生物形态结构和生理特征，由性状：生物形态结构和生理特征，由蛋白质体现。蛋白质体现。5 5、分析下面的概念图，回答有关问题：分析下面的概念图，回答有关问题： A A染色体染色体B B + + C CDNADNA D D基因基因 E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸构成构成 H磷酸磷酸+ + +FG（1 1）图中）图中B B是是 ，F F是是 ，G G是是 。（2 2）1 1个个A A与与C C有两种比例关系：有两种比例关系： 和和 。（3 3）每个）每个C C含有含有 个个D D，每个，每个D D中可以由中可以由 个个E E组成。组成。蛋白质蛋白质含含N N碱基碱

21、基脱氧核糖脱氧核糖1 1：1 11 1：2 2很多很多成百上千成百上千（4 4）D D和和A A的位置关系：的位置关系： 。（5 5）从分子水平看）从分子水平看D D和和C C的关系是的关系是 。（6 6）C C的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的 。（7 7）在）在E E构成的链中，与一分子构成的链中，与一分子G G相连接的有相连接的有 分子分子F F和和 分子分子H H。（8 8）遗传信息是）遗传信息是D D中中 的排列顺序。的排列顺序。 D D位于位于A A上上基因（基因（D D）是有遗传效应的）是有遗传效应的DNADNA（C C）片断）片断E E1 12 2E E（脱氧核苷酸）

22、（脱氧核苷酸） A A染色体染色体B B + + C CDNADNA D D基因基因 E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸构成构成 H磷酸磷酸+ + +FG(1)图中图中A是是_C是是_G是是_(2)B有有_种，分别是种，分别是_(3)图中图中D和和F的关系是的关系是_(4)图中图中D和和E的关系是的关系是_(5)图中图中E和和F的关系是的关系是_(6)图中图中F和和H的关系是的关系是_ 有关人类基因组计划有关人类基因组计划 1990年年10月，月， 国际人类基因组计划启动国际人类基因组计划启动（公共研究（公共研究机构），机构），投资投资30亿亿美元，预计美元，预计2005年完成。目的是年完成。目的是找

23、出所有人类基因并搞清其在找出所有人类基因并搞清其在DNA分子上的位置，分子上的位置，绘制出完整的人类基因组图谱，破译出人类全部遗传绘制出完整的人类基因组图谱，破译出人类全部遗传信息。信息。 1998年，一批科学家在美国组建塞莱拉遗传公司，年，一批科学家在美国组建塞莱拉遗传公司，与国际人类基因组计划展开竞争（私人机构）。与国际人类基因组计划展开竞争（私人机构）。 1999年年9月月 中国获准加入人类基因组计划，负责测定中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类第人类第3号染色体短臂上的约号染色体短臂上的约3000万个碱基对，占全万个碱基对，占全部序列的，投入部序列的，投入500万万美元。美元。 塞

24、莱拉公司的核心分析方法被称为塞莱拉公司的核心分析方法被称为“霰弹法霰弹法”，人类人类基因组工程则采用了基因组工程则采用了“克隆法克隆法”。“霰弹法霰弹法”在后期在后期需要大量的计算，而需要大量的计算，而“克隆法克隆法”在早期集中了较多的在早期集中了较多的时间和精力在克隆和绘制草图上。时间和精力在克隆和绘制草图上。 由于塞莱拉公司的由于塞莱拉公司的竞争使得人类基因组计划提前完成。竞争使得人类基因组计划提前完成。 2001年年6月月，国际人类基因组计划和美国塞莱拉公司，国际人类基因组计划和美国塞莱拉公司联合公布联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。人类基因组图谱及初步分析结果。 一、一、基因数量少

25、得惊人。基因数量少得惊人。人类人类DNA分子大约有分子大约有30亿个碱基亿个碱基对对，研究人员曾经预测人类约有研究人员曾经预测人类约有14万个基因，最终确定出万个基因，最终确定出的基因数在的基因数在3万个左右万个左右。人类拥有的基因虽然只是蠕虫或飞人类拥有的基因虽然只是蠕虫或飞虫的两倍，但证明了人类拥有的基因的功能比其他物种复虫的两倍，但证明了人类拥有的基因的功能比其他物种复杂得多。杂得多。塞莱拉公司的科学家测出的序列准确地覆盖了国塞莱拉公司的科学家测出的序列准确地覆盖了国际人类基因组的际人类基因组的95%。 二、二、人类基因组中存在人类基因组中存在“热点热点”和大片和大片“荒漠荒漠”。人类基

26、人类基因组序列中所谓的因组序列中所谓的“荒漠荒漠”就是包含极少或根本不包含基就是包含极少或根本不包含基因的部分，基因组上大约因的部分，基因组上大约14的区域是长长的、没有基因的区域是长长的、没有基因的片段的片段。基因密度在第基因密度在第17、第、第19和第和第22号染色体上最高，号染色体上最高，在在X染色体、第染色体、第4、第、第18号和号和Y染色体上相对贫瘠。染色体上相对贫瘠。人类基因组研究成果人类基因组研究成果 三、三、35.3%的基因组包含重复的序列的基因组包含重复的序列。这意味着这意味着所有这些所有这些重复序列重复序列，即原来被认为的，即原来被认为的“垃圾垃圾DNA”应该被进一步研究应

27、该被进一步研究。事实上，第。事实上，第19号染色体号染色体57%是重复的。是重复的。 四、四、地球上人与人之间地球上人与人之间99.99%的基因密码是相的基因密码是相同的。同的。研究发现，来自研究发现，来自不同人种的人比来自同一不同人种的人比来自同一人种的人在基因上更为相似人种的人在基因上更为相似。在整个基因组序列。在整个基因组序列中，人与人之间的变化仅为中，人与人之间的变化仅为0.01%。2基因、染色体、蛋白质、性状的关系基因、染色体、蛋白质、性状的关系染色体、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系：、基因、脱氧核苷酸的关系：染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸大肠杆菌提取的大肠杆

28、菌提取的DNA聚合酶聚合酶4种种脱氧核苷酸脱氧核苷酸+Mg2+ATP和少量和少量DNA引子引子DNA含量增加含量增加测定（测定（A+T）：（）：（C+G）结果：比值与结果：比值与DNA引子相同引子相同子代子代DNA是以引物是以引物DNA分子为模板进行复制的分子为模板进行复制的康贝格实验康贝格实验1、为何加入、为何加入DNA聚合酶和聚合酶和4种脱种脱氧核苷酸？氧核苷酸？2、加入、加入ATP有什么作用有什么作用?3、加入了少量、加入了少量DNA分子才能使分子才能使DNA的含量增加，说明什么？的含量增加，说明什么？3、根据康贝格实验可知，、根据康贝格实验可知，DNA复制需要哪些必需的条件复制需要哪些

29、必需的条件?大肠杆菌提取的大肠杆菌提取的DNA聚合酶聚合酶4种种脱氧核苷酸脱氧核苷酸+Mg2+ATP和少量和少量DNA引子引子DNA含量增加含量增加测定（测定（A+T）：（）：（C+G）结果：比值与结果：比值与DNA引子相同引子相同子代子代DNA是以引物是以引物DNA分子为模板进行复制的分子为模板进行复制的康贝格实验康贝格实验1、为何加入、为何加入DNA聚合酶和聚合酶和4种脱种脱氧核苷酸？氧核苷酸？2、加入、加入ATP有什么作用有什么作用?3、加入了少量、加入了少量DNA分子才能使分子才能使DNA的含量增加，说明什么？的含量增加，说明什么？3、根据康贝格实验可知，、根据康贝格实验可知，DNA复

30、制需要哪些必需的条件复制需要哪些必需的条件?二、二、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息4 4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息DNADNA分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？有科学依据吗？有科学依据吗？每个人的每个人的DNADNA几乎不可能完全相同，因此，几乎不可能完全相同，因此，DNADNA可以可以像指纹一样用来鉴别身份。像指纹一样用来鉴别身份。刑侦领域的应用刑侦领域的应用基因、基因、DNADNA、染色体和脱氧核苷酸之间的关系、染色体和脱氧核苷酸之间的关系基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体染色体DNA是主要的（是主要的（ ）染色体是染色体是DNADNA的的（ ）每个染色体上有每个染色体上有 个个DNADNA分子分子基因是（基因是（ ）每个每个DNADNA分子含有（分子含有（ ）个）个基因基因是遗传物质的功能结构单位是遗传物质的功能结构单位基因中（基因中（ ）代表着）代表着遗传信息遗传信息每个基因中含有（每个基因中