第3節(jié)遺傳信息的攜帶者-核酸學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第第3節(jié)遺傳信息的攜帶者節(jié)遺傳信息的攜帶者-核酸核酸(h sun)第一頁，共39頁。第1頁/共38頁第二頁，共39頁。第2頁/共38頁第三頁，共39頁。2013.3.104 2004 2004年年9 9月月8 8日，英國科學(xué)家杰夫里日，英國科學(xué)家杰夫里斯在萊斯特大學(xué)舉辦新聞發(fā)布會(huì)，紀(jì)念斯在萊斯特大學(xué)舉辦新聞發(fā)布會(huì)，紀(jì)念(jnin)DNA(jnin)DNA指紋鑒別技術(shù)誕生指紋鑒別技術(shù)誕生2020周年周年。19841984年年9 9月月1111日，杰夫里斯和同事在日，杰夫里斯和同事在研究基因變異時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)基因中存在研究基因變異時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)基因中存在一些足以區(qū)分生物個(gè)體的微小結(jié)構(gòu)，并一些足

2、以區(qū)分生物個(gè)體的微小結(jié)構(gòu)，并于當(dāng)天繪制出了世界上第一幅于當(dāng)天繪制出了世界上第一幅“DNA“DNA指指紋紋”。由于。由于DNADNA指紋的高度特異性和穩(wěn)指紋的高度特異性和穩(wěn)定性，世界各國目前已經(jīng)在罪犯確認(rèn)、定性，世界各國目前已經(jīng)在罪犯確認(rèn)、血親鑒定、確定遇難者身份等方面廣泛血親鑒定、確定遇難者身份等方面廣泛使用這種技術(shù)。使用這種技術(shù)。第3頁/共38頁第四頁，共39頁。高度的特異性 研究表明，兩個(gè)隨機(jī)個(gè)體具有相同DNA圖形的概率僅31011；如果同時(shí)用兩種探針進(jìn)行比較，兩個(gè)個(gè)體完全相同的概率小于51019。全世界人口約60億，即6109。因此，除非是同卵雙生子女(zn)，否則幾乎不可能有兩個(gè)人的D

3、NA指紋的圖形完全相同。穩(wěn)定的遺傳性 DNA是人的遺傳物質(zhì)，其特征是由父母遺傳的。分析發(fā)現(xiàn)，DNA 指紋圖譜中幾乎每一條帶紋都能在其雙親之一的圖譜中找到，這種帶紋符合經(jīng)典的孟德爾遺傳規(guī)律，即雙方的特征平均傳遞50給子代。體細(xì)胞穩(wěn)定性 即同一個(gè)人的不同組織如血液、 肌肉、毛發(fā)、精液等產(chǎn)生的DNA指紋圖形完全一致。 思考： 世界上有60億不同的人，還有不同的牛、羊、魚及數(shù)量龐大(pngd)的植物、昆蟲，它們的DNA是否會(huì)各不相同？為什么？ DNA的分子結(jié)構(gòu)是否支持如此大的多樣性？第4頁/共38頁第五頁，共39頁。核酸核酸(h sun)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)和功能功能核酸的作用核酸的作用核酸的種類核酸的種類核酸

4、的組成元素核酸的組成元素(yun s)和和基本單位基本單位第5頁/共38頁第六頁，共39頁。一、核酸一、核酸(h sun)的分類的分類核酸核酸脫氧核糖脫氧核糖核酸核酸（DNA）核糖核糖核酸核酸（RNA） 是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有成中具有(jyu)極其重要的作用。極其重要的作用。第6頁/共38頁第七頁，共39頁。二、核酸在細(xì)胞二、核酸在細(xì)胞(xbo)中的分布中的分布P26“觀察觀察DNA和和RNA在細(xì)胞中的分布在細(xì)胞中的分布”實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)原原理理染色劑染色劑 染色顏色染色顏色

5、主要存在部位主要存在部位 DNA RNA吡羅紅吡羅紅甲基綠甲基綠紅色紅色(hngs)綠色綠色主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核，線粒，線粒體、葉綠體含少量體、葉綠體含少量主要在細(xì)胞質(zhì)主要在細(xì)胞質(zhì)原核細(xì)胞的原核細(xì)胞的DNA位于細(xì)胞內(nèi)的什么部位位于細(xì)胞內(nèi)的什么部位第7頁/共38頁第八頁，共39頁。一、取口腔上皮細(xì)胞制片一、取口腔上皮細(xì)胞制片二、水解二、水解三、沖洗涂片三、沖洗涂片四、染色四、染色(rns)五、觀察五、觀察（8%HCl8%HCl，能改變細(xì)胞膜的通透性，同時(shí)，能改變細(xì)胞膜的通透性，同時(shí)(tngsh)(tngsh)使染色體中的使染色體中的DNADNA與蛋白質(zhì)分離）與蛋白質(zhì)分離）人口腔上皮細(xì)胞人口腔

6、上皮細(xì)胞DNADNA、RNARNA分布分布洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞胞DNADNA、RNARNA分布分布（蒸餾水）（蒸餾水）（0.9%的的NaClNaCl，維持，維持細(xì)胞正常的形態(tài)）細(xì)胞正常的形態(tài)）第8頁/共38頁第九頁，共39頁。細(xì)胞質(zhì)染成紅色細(xì)胞質(zhì)染成紅色(hngs)，細(xì)胞核染成綠色，細(xì)胞核染成綠色現(xiàn)象現(xiàn)象(xinxing)：人口腔人口腔(kuqing)(kuqing)上上皮細(xì)胞皮細(xì)胞DNADNA、RNARNA分布分布洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞細(xì)胞DNADNA、RNARNA分布分布第9頁/共38頁第十頁，共39頁。線粒體線粒體葉綠體葉綠體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)RNA主要主要(z

7、hyo)存在于存在于 中。中。 細(xì)胞核細(xì)胞核 原核細(xì)胞的原核細(xì)胞的DNA位于細(xì)胞內(nèi)的什么位于細(xì)胞內(nèi)的什么(shn me)部位？部位？擬核擬核第10頁/共38頁第十一頁，共39頁。2 2、基本組成、基本組成(z chn)(z chn)元元素有哪些？素有哪些？C、H、O、N、P1 1、基本、基本(jbn)(jbn)組成單位是什么？由那些分組成單位是什么？由那些分子組成？子組成？核苷酸核苷酸三、核酸的結(jié)構(gòu)三、核酸的結(jié)構(gòu)(jigu) 核酸是由核苷酸連接而成的長核酸是由核苷酸連接而成的長鏈鏈五碳五碳糖糖磷酸磷酸含含N堿基堿基3 3、DNA與與RNA的區(qū)別？的區(qū)別？（化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)）（化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)）第1

8、1頁/共38頁第十二頁，共39頁。核苷酸的種類核苷酸的種類(zhngli)(zhngli) 五碳糖不五碳糖不同同脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸第12頁/共38頁第十三頁，共39頁。核酸核酸(h sun)的基本組成單位的基本組成單位核苷酸圖表核苷酸圖表第13頁/共38頁第十四頁，共39頁。DNADNA的基本的基本(jbn)(jbn)組成單位：脫氧核糖核苷酸組成單位：脫氧核糖核苷酸, ,組成組成脫氧核糖核苷酸的堿基有脫氧核糖核苷酸的堿基有4 4種種腺嘌呤（腺嘌呤（A A） 鳥嘌呤（鳥嘌呤（G G）胞嘧啶（胞嘧啶（C C） 胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）腺嘌呤脫氧核糖核苷酸腺嘌呤脫氧核糖核苷

9、酸鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸胞嘧啶脫氧核糖核苷酸胞嘧啶脫氧核糖核苷酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶(m dn)脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸脫氧脫氧核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤( (A A) )磷酸磷酸脫氧脫氧核糖核糖鳥嘌呤鳥嘌呤( (G G) )磷酸磷酸脫氧脫氧核糖核糖胞嘧啶胞嘧啶( (C C) )磷酸磷酸脫氧脫氧核糖核糖胸腺嘧啶胸腺嘧啶( (T T) )磷酸磷酸第14頁/共38頁第十五頁，共39頁。RNARNA的基本的基本(jbn)(jbn)組成單位：核糖核苷酸組成單位：核糖核苷酸, ,組成組成核糖核苷酸的堿基有核糖核苷酸的堿基有4 4種種腺嘌呤（腺嘌呤（A A） 鳥嘌呤（鳥嘌呤（G G）胞嘧啶（胞

10、嘧啶（C C） 尿嘧啶（尿嘧啶（U U）腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸鳥嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤( (A A) )磷酸磷酸核糖核糖鳥嘌呤鳥嘌呤( (G G) )磷酸磷酸核糖核糖胞嘧啶胞嘧啶( (C C) )磷酸磷酸核糖核糖尿嘧啶尿嘧啶( (U U) )磷酸磷酸第15頁/共38頁第十六頁，共39頁。 脫氧核糖核苷酸與核糖核苷酸的區(qū)別脫氧核糖核苷酸與核糖核苷酸的區(qū)別(qbi)五碳糖不同五碳糖不同(b tn)五碳糖五碳糖HOH脫氧核糖脫氧核糖（核糖核苷酸）核糖（核糖核苷酸）核糖含氮堿基不同含氮堿基不同(b t

11、n)含氮堿基含氮堿基腺嘌呤腺嘌呤(A)鳥嘌呤鳥嘌呤(G)胞嘧啶胞嘧啶(C)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)腺嘌呤腺嘌呤 (A)鳥嘌呤鳥嘌呤 (G)胞嘧啶胞嘧啶 (C)尿嘧啶尿嘧啶 (U)五碳糖五碳糖第16頁/共38頁第十七頁，共39頁。腺嘌呤腺嘌呤脫氧脫氧核苷酸核苷酸鳥嘌呤鳥嘌呤脫氧脫氧核苷酸核苷酸胞嘧啶胞嘧啶脫氧脫氧核苷酸核苷酸脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)(jigu)：PA脫氧核糖脫氧核糖PPPGCT脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖AGCUPPPP胸腺嘧啶胸腺嘧啶(m dn)脫氧核脫氧核苷酸苷酸尿嘧啶尿嘧啶核糖核糖核苷酸核苷酸核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖胞嘧啶胞嘧啶核糖核糖核苷

12、酸核苷酸鳥嘌呤鳥嘌呤核糖核糖核苷酸核苷酸腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖核苷酸核苷酸核糖核苷酸的結(jié)構(gòu)核糖核苷酸的結(jié)構(gòu)(jigu)：第17頁/共38頁第十八頁，共39頁。核苷酸核苷酸（8 8種）種）磷酸磷酸(ln sun)(ln sun)（1 1種）種）五碳糖（五碳糖（2 2種）種）堿基堿基(5(5種種) )組成組成(z chn)DNA(z chn)DNA的核苷酸是脫氧核糖核苷酸、組的核苷酸是脫氧核糖核苷酸、組成成(z chn)RNA(z chn)RNA的核苷酸是核糖核苷酸；核苷酸之的核苷酸是核糖核苷酸；核苷酸之間是通過磷酸與五碳糖交替連接而成的間是通過磷酸與五碳糖交替連接而成的核苷酸模式圖核苷酸模式圖五碳

13、糖五碳糖 含氮堿基含氮堿基 磷酸磷酸第18頁/共38頁第十九頁，共39頁。核酸核酸(h sun)脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸核糖核酸(h tn (h tn h sun)h sun)（RNARNA）脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸（簡稱（簡稱(jinchng)脫氧脫氧核苷酸）核苷酸）核糖核苷酸核糖核苷酸雙鏈雙鏈單鏈單鏈脫氧核糖脫氧核糖、磷酸、磷酸含氮堿基（含氮堿基（AGCT) ) 核糖核糖、磷酸、磷酸含氮堿基（含氮堿基（AGCU) ) 第19頁/共38頁第二十頁，共39頁。為什么為什么DNA（或（或RNA）分子）分子(fnz)具有多樣具有多樣性？性？提示提示(tsh)：從蛋白質(zhì)的多樣性

14、得到啟：從蛋白質(zhì)的多樣性得到啟發(fā)發(fā)脫氧核苷脫氧核苷酸：酸：4種種DNA：無數(shù)種無數(shù)種遺傳信息蘊(yùn)藏遺傳信息蘊(yùn)藏(yncng)在核苷酸的排列順在核苷酸的排列順序中。序中。 脫氧核苷酸數(shù)量大，其脫氧核苷酸數(shù)量大，其排列順序排列順序極極其多樣化，儲存的信息量非常大。其多樣化，儲存的信息量非常大。第20頁/共38頁第二十一頁，共39頁?？臻g結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu) TTACGTAC- - - - -第21頁/共38頁第二十二頁，共39頁。AP脫脫氧氧核核糖糖GP脫氧脫氧核糖核糖CP脫脫氧氧核核糖糖PT脫脫氧氧核核糖糖A TG C堿基互補(bǔ)堿基互補(bǔ)配對配對(pi du)原則原則脫氧核苷酸構(gòu)成脫氧核苷酸構(gòu)成(guchng

15、)DNACP脫脫氧氧核核糖糖脫氧脫氧核糖核糖TPCP脫氧脫氧核糖核糖GP脫氧脫氧核糖核糖AP脫氧脫氧核糖核糖GP脫氧脫氧核糖核糖第22頁/共38頁第二十三頁，共39頁。脫氧核苷酸鏈脫氧核苷酸鏈ATTCGGAC第23頁/共38頁第二十四頁，共39頁。核糖核苷酸鏈核糖核苷酸鏈第24頁/共38頁第二十五頁，共39頁。脫氧核苷酸的連接脫氧核苷酸的連接(linji)：PA脫氧核糖脫氧核糖GCT脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖脫氧核糖AGCU核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖核苷酸的連接核糖核苷酸的連接(linji)：PPPPPPP磷酸二酯鍵第25頁/共38頁第二十六頁，共39頁。（1 1）DN

16、ADNA分子分子(fnz)(fnz)是由兩條反向是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的。（2 2）DNADNA分子分子(fnz)(fnz)中的脫氧核中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。，構(gòu)成基本骨架；堿基在內(nèi)側(cè)。（3 3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循連結(jié)起來，形成堿基對，且遵循(zn xn)(zn xn)堿基互補(bǔ)配對原則。堿基互補(bǔ)配對原則。四、四、DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)的主要特點(diǎn)第26頁/共38頁第二十七頁，共39頁。你注意你注意(zh

17、 y)到了嗎？到了嗎？兩條長鏈上的脫氧核兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的糖與磷酸交替排列的順序是順序是穩(wěn)定穩(wěn)定不變的。不變的。長鏈中的堿基對的排長鏈中的堿基對的排列列(pili)順序是千變順序是千變?nèi)f化的。萬化的。第27頁/共38頁第二十八頁，共39頁。你注意(zh y)到了嗎？兩條長鏈上的脫氧核糖兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替與磷酸交替(jiot)(jiot)排排列的順序是穩(wěn)定不變的列的順序是穩(wěn)定不變的。長鏈中的堿基對的排列順長鏈中的堿基對的排列順序序(shnx)(shnx)是千變?nèi)f化的是千變?nèi)f化的。DNA分子的分子的特異性特異性就體現(xiàn)在特定的就體現(xiàn)在特定的堿基（對）排列堿基（對）排列順

18、順序序中。中。第28頁/共38頁第二十九頁，共39頁。五、五、DNA分子分子(fnz)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性特性1）多樣性）多樣性在生物體內(nèi)，一個(gè)最短在生物體內(nèi)，一個(gè)最短DNADNA分子也大約有分子也大約有40004000個(gè)堿基對，請同學(xué)們計(jì)算個(gè)堿基對，請同學(xué)們計(jì)算(j sun)DNA(j sun)DNA分子有多分子有多少種？少種？4 種種40002）特異性：堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成）特異性：堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成(guchng)了每一了每一 個(gè)個(gè)DNA分子的特異性分子的特異性.堿基對的排列順序就代表了堿基對的排列順序就代表了遺傳信息遺傳信息第29頁/共38頁第三十頁，共39頁。DNADN

19、A分子分子(fnz)(fnz)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)小結(jié)小結(jié)化學(xué)化學(xué)(huxu)(huxu)組成組成：基本組成基本組成(z chn)(z chn)單位：四種脫單位：四種脫氧核苷酸氧核苷酸一分子含氮堿基一分子含氮堿基一分子脫氧核糖一分子脫氧核糖一分子磷酸一分子磷酸空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)兩條脫氧核苷酸長鏈兩條脫氧核苷酸長鏈堿基對堿基對氫鍵氫鍵堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則分子結(jié)構(gòu)的多樣性、特異性和穩(wěn)定性分子結(jié)構(gòu)的多樣性、特異性和穩(wěn)定性第30頁/共38頁第三十一頁，共39頁。所有所有(suyu)生物的遺傳物質(zhì)都是生物的遺傳物質(zhì)都是DNA嗎嗎？細(xì)胞細(xì)胞(xbo)(xbo)生生物物非細(xì)

20、胞非細(xì)胞(xbo)(xbo)生生物物真核生物真核生物原核生物原核生物DNADNA病毒病毒RNARNA病毒病毒遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是DNA遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是RNA，如，如HIV、SARS病毒、病毒、禽流感病毒禽流感病毒除除RNA病毒外，其它生物的遺傳物質(zhì)都是病毒外，其它生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。（含兩種核酸）（含兩種核酸）（只含一種核酸）（只含一種核酸）除病毒外，其它生物細(xì)胞內(nèi)都含有兩種核酸除病毒外，其它生物細(xì)胞內(nèi)都含有兩種核酸（同（同時(shí)含有時(shí)含有DNA與與RNA）。）。第31頁/共38頁第三十二頁，共39頁。核酸核酸(h sun)的功能：的功能： 核酸核酸(h sun)是一切生物的遺傳物質(zhì)是一

21、切生物的遺傳物質(zhì)。對于生物體的遺傳變異和蛋白質(zhì)的生物。對于生物體的遺傳變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極重要的作用。合成有極重要的作用。核酸核酸(h sun)上貯存有上貯存有遺傳信息遺傳信息 所有具所有具 細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物細(xì)胞中同時(shí)具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物細(xì)胞中同時(shí)具有DNA和和RNA，但，但遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是DNA 。 病毒只具有病毒只具有DNA或或RNA其中一種。如其中一種。如SARS、HIV等等病毒只具有病毒只具有RNA。 具具DNA的病毒的病毒遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)是DNA，具具RNA的病毒的病毒遺傳遺傳物質(zhì)是物質(zhì)是RNA。第32頁/共38頁第三十三頁，共39頁。脫氧核苷酸和核糖核苷酸的堿基各有脫氧核苷

22、酸和核糖核苷酸的堿基各有 種種脫氧核苷酸和核糖核苷酸的種類各有脫氧核苷酸和核糖核苷酸的種類各有 種種核苷酸的種類有核苷酸的種類有 種種4 44 48 8小結(jié)小結(jié)(xi(xiojoji)i)核酸核酸(h sun)(h sun)的堿基的種類有的堿基的種類有 種種5 5核酸核酸(h sun)分為分為 種種2 2第33頁/共38頁第三十四頁，共39頁。 DNA RNA中文全稱中文全稱基本單位基本單位五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)主要存在部位主要存在部位顯色反應(yīng)顯色反應(yīng)DNA、RNA的主要的主要(zhyo)區(qū)別區(qū)別脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖A、C、G、T雙雙螺旋螺旋單單鏈鏈 細(xì)胞細(xì)胞核核（線粒體、葉綠體）（線粒體、葉綠體）細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)質(zhì)A、C、G、U遇甲基綠呈綠色遇甲基綠呈綠色(l s)(l s)遇吡羅紅呈紅色遇吡羅紅呈紅色(hngs)(hngs)脫氧核糖脫氧核糖核酸核酸核糖核糖核酸核酸第34頁/共38頁第三十五頁，共39頁。1 1、脫氧核糖核酸的基本、脫氧核糖核酸的基本(jbn)(jbn)單位是單位是_，它可分為，它可分為_種。種。 核糖核酸的基本單位核糖核酸的基本單位(dnwi)(dnwi)是是_，它可分為，它可分為_種。種。 核酸有核酸有_種，核酸的基本種，核酸的基本(