生物化學(xué)第十章核酸酶促降解

1、生物化學(xué)第十章核酸酶促降解（一）一）最早提出的最早提出的DNADNA復(fù)制模型有三種復(fù)制模型有三種1 1、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形、全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒(méi)有舊的部分。成，完全沒(méi)有舊的部分。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA一、對(duì)一、對(duì)DNADNA復(fù)制的推測(cè)復(fù)制的推測(cè)2 2、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，、半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的。一半是舊的。復(fù)制一次復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA 3 3、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：新復(fù)制的分、分散復(fù)制（彌散復(fù)制）：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的。子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的。復(fù)制一次

2、復(fù)制一次親代親代DNA子代子代DNA1.1.概念：概念：2.2.時(shí)間：時(shí)間：二、二、DNADNA分子復(fù)制的過(guò)程分子復(fù)制的過(guò)程是指以親代是指以親代DNADNA為模板合成子代為模板合成子代DNADNA的過(guò)的過(guò)程。程。細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期次分裂前的間期3.3.場(chǎng)所：場(chǎng)所： 細(xì)胞核細(xì)胞核( (主要場(chǎng)所主要場(chǎng)所) ) DNA的復(fù)制過(guò)程 解旋解旋合成子鏈（配對(duì)、聚合）合成子鏈（配對(duì)、聚合）形成子代形成子代DNADNA閱讀閱讀P54P54，思考：，思考：DNADNA的復(fù)制過(guò)程包括哪幾個(gè)的復(fù)制過(guò)程包括哪幾個(gè)主要環(huán)節(jié)？主要環(huán)節(jié)？ 解旋：解旋：堿基配對(duì)堿基配對(duì):

3、:( (復(fù)制復(fù)制) )螺旋化螺旋化: :DNADNA利用細(xì)胞提供的能量利用細(xì)胞提供的能量, ,在解旋酶的作用在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開(kāi)。下，把兩條螺旋的雙鏈解開(kāi)。以解開(kāi)的每一段母鏈為模板，在以解開(kāi)的每一段母鏈為模板，在DNADNA聚合聚合酶等酶的作用下酶等酶的作用下, ,利用細(xì)胞中利用細(xì)胞中游離的游離的4 4種脫種脫氧核苷酸為原料氧核苷酸為原料, ,按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。一個(gè)一個(gè)DNADNA分子形成兩個(gè)完全相同的子代分子形成兩個(gè)完全相同的子代DNADNA分子。分子。結(jié)果：結(jié)果：隨著模板鏈的解旋隨著模板鏈的解

4、旋, ,新合成的子鏈不斷延伸。新合成的子鏈不斷延伸。同時(shí)，每條新鏈與對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞形成雙同時(shí)，每條新鏈與對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋結(jié)構(gòu)。解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋酶催化（氫鍵斷裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）游離的脫氧核苷酸進(jìn)行）以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）形成兩個(gè)子代形成兩個(gè)子代DNA:DNA:同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行( (邊解旋邊復(fù)制）邊解旋邊復(fù)制）組成組成 模板：模板：（親代（親代DNADNA分子的）兩條母鏈。分子的）兩條母鏈。細(xì)胞中游離的細(xì)胞

5、中游離的4 4種種脫氧核苷酸。脫氧核苷酸。ATPATP。DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合聚合酶等。酶等。能量：能量：酶：酶：原料：原料：邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制5.5.特點(diǎn)：特點(diǎn)：7.7.意義：意義：將遺傳信息從親代傳給了子代，從將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。而保持了遺傳信息的連續(xù)性。DNADNA復(fù)制復(fù)制 時(shí)間時(shí)間場(chǎng)所場(chǎng)所條件條件原則原則特點(diǎn)特點(diǎn) 結(jié)果結(jié)果有絲分裂的間期有絲分裂的間期 減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前的間期主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核模板、酶、原料、能量等模板、酶、原料、能量等堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則半保留

6、復(fù)制半保留復(fù)制子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個(gè)新的子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成兩個(gè)新的DNADNA分子分子保持了遺傳信息的連續(xù)性保持了遺傳信息的連續(xù)性邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊復(fù)制親代親代DNA分子分子復(fù)制復(fù)制1次次復(fù)制復(fù)制2次次復(fù)制復(fù)制3次次482=21=22=23【分析分析】無(wú)論無(wú)論DNA復(fù)制多少次，含有原來(lái)母鏈的復(fù)制多少次，含有原來(lái)母鏈的DNA分子分子永遠(yuǎn)只有兩條永遠(yuǎn)只有兩條DNADNA復(fù)制中的有關(guān)計(jì)算復(fù)制中的有關(guān)計(jì)算思維拓展思維拓展) )復(fù)制復(fù)制n n次后次后DNADNA個(gè)數(shù)個(gè)數(shù): :2n（n=復(fù)制次數(shù)）復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量及比例數(shù)量及比例22)DNA)DNA個(gè)數(shù)個(gè)數(shù): :2

7、n（n=復(fù)制次數(shù)）復(fù)制次數(shù)）2 2）含母鏈的）含母鏈的DNADNA數(shù)量及比例數(shù)量及比例22 22n23 3）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)）含母鏈的脫氧核苷酸鏈數(shù)占總鏈數(shù)比占總鏈數(shù)比4 4）復(fù)制）復(fù)制n n次消耗原料的量：次消耗原料的量： m（）5 5）復(fù)制第）復(fù)制第n n次消耗原料的量：次消耗原料的量：m思維拓展思維拓展第三章 基因的本質(zhì)第第4 4節(jié)節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段l預(yù)習(xí)提示：預(yù)習(xí)提示：1、P55-P56每則資料中，基因數(shù)目與每則資料中，基因數(shù)目與DNA分子數(shù)分子數(shù)目是否相同？生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與目是否相同？生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子堿

8、基總數(shù)是否相同？說(shuō)明什么問(wèn)題？分子堿基總數(shù)是否相同？說(shuō)明什么問(wèn)題？2、通過(guò)這幾則資料給基因下一個(gè)定義。、通過(guò)這幾則資料給基因下一個(gè)定義。3、p56-57DNA片段中的遺傳信息儲(chǔ)存在哪里？片段中的遺傳信息儲(chǔ)存在哪里？是外側(cè)的磷酸是外側(cè)的磷酸-脫氧核糖的基本骨架？還是內(nèi)脫氧核糖的基本骨架？還是內(nèi)側(cè)的堿基？堿基對(duì)？堿基對(duì)的排列順序？側(cè)的堿基？堿基對(duì)？堿基對(duì)的排列順序？4、DNA分子有哪些特性？分子有哪些特性？5、基因與、基因與DNA、染色體的關(guān)系是怎樣的？、染色體的關(guān)系是怎樣的？（1 1）豌豆有哪些性狀？）豌豆有哪些性狀？（2 2）孟德?tīng)栒J(rèn)為性狀是受什么控制的？）孟德?tīng)栒J(rèn)為性狀是受什么控制的？（3

9、3）艾弗里的研究認(rèn)為，肺炎雙球菌有）艾弗里的研究認(rèn)為，肺炎雙球菌有無(wú)莢膜的性狀是受什么控制的？無(wú)莢膜的性狀是受什么控制的？高莖、矮莖、圓粒、皺粒高莖、矮莖、圓粒、皺粒受遺傳因子即基因控制。受遺傳因子即基因控制。受受DNA DNA 控制?？刂啤Ｄ敲?，基因那么，基因=DNA=DNA嗎？嗎？復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧1.1.大腸桿菌細(xì)胞的擬核有大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1 1個(gè)個(gè)DNADNA分子，長(zhǎng)度約為分子，長(zhǎng)度約為4 700 0004 700 000個(gè)堿基對(duì)，在個(gè)堿基對(duì)，在DNADNA分子上分布著分子上分布著4 4004 400個(gè)基個(gè)基因，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為因，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為1 0001 000個(gè)堿

10、基對(duì)。個(gè)堿基對(duì)。資料分析：資料分析：結(jié)論：大腸桿菌一個(gè)結(jié)論：大腸桿菌一個(gè)DNADNA上含有多個(gè)基因。大腸桿上含有多個(gè)基因。大腸桿菌所有基因的堿基總數(shù)小于菌所有基因的堿基總數(shù)小于DNADNA分子的堿基總數(shù)，分子的堿基總數(shù)，基因是基因是DNADNA片段，基因不是連續(xù)分布在片段，基因不是連續(xù)分布在DNADNA上，而是上，而是由堿基序列將其分隔開(kāi)的。由堿基序列將其分隔開(kāi)的。基因是基因是DNADNA片段，但片段，但DNADNA片片段不一定是基因；基因是段不一定是基因；基因是DNADNA中的雙鏈片段，不是中的雙鏈片段，不是其中的某一條鏈。其中的某一條鏈。一、說(shuō)明基因與一、說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例關(guān)系的實(shí)

11、例3.3.人類基因組計(jì)劃測(cè)定的是人類基因組計(jì)劃測(cè)定的是2424條染色體（條染色體（2222條常染色條常染色體體+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的堿基序列。其中，每條染色體上有的堿基序列。其中，每條染色體上有一個(gè)一個(gè)DNADNA分子。這分子。這2424個(gè)個(gè)DNADNA分子大約有分子大約有31.631.6億個(gè)堿基對(duì)，億個(gè)堿基對(duì)，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)2%2%。 分析：人體中構(gòu)成基因的堿基對(duì)組成比較少，占分析：人體中構(gòu)成基因的堿基對(duì)組成比較少，占全部堿基總數(shù)不超過(guò)全部堿基總數(shù)不超過(guò)2%2%。這說(shuō)明并不是隨便一段。這說(shuō)明并不是隨

12、便一段DNADNA就稱為基因。基因是一段就稱為基因。基因是一段DNADNA，但是一段，但是一段DNADNA不一定是不一定是基因?；?。結(jié)論：基因是結(jié)論：基因是DNADNA的片段（明確基因的堿基數(shù)占的片段（明確基因的堿基數(shù)占DNADNA堿堿基數(shù)很小的一部分）。基數(shù)很小的一部分）。比較兩則資料，你還能得出什么結(jié)論？比較兩則資料，你還能得出什么結(jié)論？ 大腸桿菌的大腸桿菌的DNADNA分子，其中，構(gòu)成基因的分子，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例為：堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例為： 4 400 4 4001000/4 700 000=94%1000/4 700 000=94%。 人類人類DNADNA中，

13、構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)數(shù)的比例不超過(guò)2%2%。生物越高等生物越高等DNADNA中存在的中存在的非基因片段的比例越高非基因片段的比例越高。什么樣的什么樣的DNADNA片段就是基因？片段就是基因？2、生長(zhǎng)在太平洋西北部的一種海蟄能發(fā)、生長(zhǎng)在太平洋西北部的一種海蟄能發(fā)出綠色熒光，這是因?yàn)楹ＯU的出綠色熒光，這是因?yàn)楹ＯU的DNA分子分子上有一段長(zhǎng)度為上有一段長(zhǎng)度為5170個(gè)堿基對(duì)的片段個(gè)堿基對(duì)的片段綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明，綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明，轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，也能

14、象海蟄因鼠，在紫外線的照射下，也能象海蟄一樣發(fā)光。一樣發(fā)光。資料資料2 2說(shuō)明了什么？說(shuō)明了什么？把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)出現(xiàn)了以前沒(méi)有的熒光。說(shuō)明基因能控制生物出現(xiàn)了以前沒(méi)有的熒光。說(shuō)明基因能控制生物性狀，基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨(dú)立起作用。性狀，基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨(dú)立起作用。4.4.近年來(lái)的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)近年來(lái)的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)HMGICHMGIC基因與基因與肥胖直接相關(guān)。小鼠沒(méi)有肥胖直接相關(guān)。小鼠沒(méi)有HMGICHMGIC基因，就沒(méi)有肥胖基因，就沒(méi)有肥胖的表現(xiàn)，有的表現(xiàn)，有HMGICHMGIC基因就有肥胖表現(xiàn)?；蚓陀?/p>

15、肥胖表現(xiàn)。結(jié)論：沒(méi)有結(jié)論：沒(méi)有HMGICHMGIC基因，就沒(méi)有肥胖的表現(xiàn)，有基因，就沒(méi)有肥胖的表現(xiàn)，有HMGICHMGIC基基因就有肥胖表現(xiàn)。說(shuō)明基因能控制生物的性狀。人和動(dòng)因就有肥胖表現(xiàn)。說(shuō)明基因能控制生物的性狀。人和動(dòng)物的胖瘦是受基因控制的。物的胖瘦是受基因控制的。結(jié)合上述資料，從結(jié)合上述資料，從DNADNA水平上給基因下一個(gè)完整的水平上給基因下一個(gè)完整的定義定義。基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段。基因是生物體遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位?；蚴巧矬w遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位。 基因是基因是DNADNA片段，不是連續(xù)分布在片段，不是連續(xù)分布在DNADNA上，而上，而是由

16、堿基序列將其分隔開(kāi)；它能控制性狀，具有是由堿基序列將其分隔開(kāi)；它能控制性狀，具有特定的遺傳效應(yīng)。特定的遺傳效應(yīng)。 遺傳信息是指構(gòu)成遺傳信息是指構(gòu)成DNADNA分子的脫氧核苷酸的排列分子的脫氧核苷酸的排列順序順序( (也可說(shuō)也可說(shuō)DNADNA分子中堿基對(duì)的排列順序分子中堿基對(duì)的排列順序) )，DNADNA分分子能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息。子能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息。1 1遺傳信息的概念遺傳信息的概念2 2遺傳信息的多樣性遺傳信息的多樣性 構(gòu)成構(gòu)成DNADNA分子的堿基只有分子的堿基只有4 4種，配對(duì)方式只有種，配對(duì)方式只有2 2種，種，但是堿基對(duì)的數(shù)目卻可以成千上萬(wàn)，形成的堿基對(duì)的但是堿基對(duì)的數(shù)目卻可以成千上萬(wàn)，形成的堿基對(duì)的排列順序也可以千變?nèi)f化排列順序也可以千變?nèi)f化(4(4n n種，種，n n表示堿基對(duì)數(shù)表示堿基對(duì)數(shù)) )，從而構(gòu)成了從而構(gòu)成了DNADNA分子的多樣性，也決定了遺傳信息的分子的多樣性，也決定了遺傳信息的多樣性。多樣性。3 3遺傳信息的特異性遺傳信息的特異性 每個(gè)特定的每個(gè)特定的DNADNA分子中都具有特定的堿基對(duì)排分子中都具有特定的堿基對(duì)排列順序，而特定的堿基對(duì)排列順序中有遺傳效應(yīng)列順序，而特定的堿基對(duì)排列順序中有遺傳效應(yīng)的片段代表遺傳信息，所以每個(gè)特定的的片段代表遺傳信息，所以每個(gè)特定的DNADNA分子中分子中都儲(chǔ)存著特定的遺傳信息，