揭开生命秘密的科学家们

更有说服力的是1952年赫尔希（Hershey）和蔡斯（Chase）利用病毒为实验材料完成的噬菌体侵染细菌的实验，从1944年到1952年，用了8年时间，全世界科学家才一致接受了艾弗里：生命的遗传物质是DNA。揭开生命秘密的科学家们1953年2月的一天，沃森（Watson）在伦敦的威尔金斯那里看到了弗兰克林（Franklin）拍摄的DNA照片。在弗兰克林（Franklin）拍摄的DNA照片的启发下，沃森与克里克（Crick）终于确立了DNA双螺旋结构理论，4月25日，在英国出版的国际权威杂志《自然》上，克里克和沃森把他们对DNA分子双螺旋结构的研究成果用文章的形式公诸于世。揭开生命秘密的科学家们DNA的结构和复制复习执教：王志国DNA结构复制1、概念2、时间3、场所4、过程5、方式6、结果7、条件8、意义基本单位结构特点计算公式DNA特性突变基因分裂染色体遗传定律建构知识网络:想一想鉴定DNA分子的结构和复制一、DNA的结构：元素基本单位化学结构结构特点1.基本单位－脱氧核苷酸A（腺嘌呤）G（鸟嘌呤）C（胞嘧啶）T（胸腺嘧啶）一、DNA分子的结构：磷酸脱氧核糖碱基AP脱氧核糖腺嘌呤脱氧核苷酸GP脱氧核糖鸟嘌呤脱氧核苷酸CP脱氧核糖胞嘧啶脱氧核苷酸TP脱氧核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸基本单位－脱氧核苷酸(4种)AP脱氧核糖GP脱氧核糖CP脱氧核糖TP脱氧核糖脱氧核糖APGPCPTP脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖2、结构特点：•1、两条链反向平行的双螺旋结构；•2、外侧：脱氧核糖和磷酸相连，基本骨架；内侧：碱基对相连为什么A与T配对C和G配对？TACG•3、碱基对靠氢键相连。3、碱基配对计算：A+C=T+G=A+G=T+CA＝T、C＝G；整个DNA分子中练一练：•某DNA分子有两条链，分别是a链和b链，•1、已知a链上（A＋T）/（C＋G）＝ｘ，则b链和整个DNA分子中（A＋T）/（C＋G）分别是多少？•2、已知a链上（A＋C）/（T＋G）＝ｘ，则b链和整个DNA分子中（A＋C）/（T＋G）分别是多少？答案：x、x答案：1/x、13.在一个DNA分子中，腺瞟呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基总数的42％，若其中一条链中的胞嘧啶占该链碱基总数的24％，胸腺嘧啶占30％，那么在其互补链上，胞嘧啶和胸腺嘧啶分别占（）A．12%、34%B.21%、24%C.34%、12%D.58%、30%C解析：方法一：假设（特殊值）设两条链共有碱基200个所以A+T=200×42%=84个所以G+C=116A=T=42G=C=58一条链中C=24T=30另一条链中C=34T=12练一练：4、DNA的特性：•1、多样性：碱基对的数目和排列顺序不同；•2、特异性：不同的DNA有特定的碱基对排列顺序3、稳定性：外侧链排列稳定不变;内侧链碱基对氢键相连资料问题：为何说为99.9999%的精确度呢？“没有任何一项法庭证据鉴别技术像DNA鉴定一样，能够以99.9999%的精度锁定或排除犯罪嫌疑人。在全国司法系统推广DNA证据鉴定技术，建立全国联网的犯罪现场DNA证据数据库以及重点监控人群DNA数据库，对于大幅提高破案率、缩短结案时间，震慑强奸、杀人等恶性犯罪分子，维护社会安定具有重要意义。”中科院北京基因组研究所司法物证鉴定中心主任邓亚军博士说。DNA证据1980年6月17日,著名科学家、中国科学院副院长彭加木，作为首位全面考察罗布泊的中国科学家,因为独身找水源而失踪。为了寻找他,中国人民解放军紧急动员,空军派出了飞机;陆军派出了地面部队，搜索，但还是没有找到,由此产生了种种猜测,留下种种谜团。时隔26年的2006年4月中旬，新疆罗布泊发现一具干尸疑似彭加木遗体的消息传遍了全国。问题：如何确定干尸是否是彭加木呢？资料中科院北京基因组研究所北京华大方瑞司法物证鉴定中心主任邓亚军博士向记者透露了DNA鉴定的最新进展:我们已完成对干尸的所有大体检验和股骨的各项指标检测，包括DNA检测。所有检测结果都无法排除他是彭加木的可能性。整个DNA鉴定工作只差关键一步。要判断是不是彭加木，就差其直系亲属的一滴血了。问题：为什么只要取彭加木的直系亲属一滴？资料康贝格实验实验：从大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工合成体系中，经保温孵育后测定DNA含量，发现并没有DNA生长；当加入了少量DNA做引子和ATP作为能源物质，再经保温孵育后，测定DNA含量，发现DNA含量增加了。且发现增加DNA的（A＋T）：（C＋G）的比值与所加入的单链DNA引子相同。①事先放入四种脱氧核苷酸起何作用？②加入DNA聚合酶起何作用？③加入ATP的作用是什么？④为什么要加入DNA作引子？(催化)(能量)(模板)(原料)二、DNA复制1、对照组：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N－DNA；2、实验组：在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N－DNA（亲代）3、将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（I和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。请分析：梅赛尔一斯特尔实验15N链14N链重氮环境轻氮环境亲代第1代第2代复制过程1．DNA分子复制发生在什么时间?2．DNA分子复制的过程是怎样进行的?3．DNA分子复制过程需要哪些条件?4.DNA分子复制过程有何特点?5．DNA分子复制的结果是?6．DNA分子复制有何生物学意义?7.DNA分子复制是主要在细胞的何处进行的?二、DNA的复制：三、DNA变异（基因突变）---复制出错4N2NDNA含量1、增添或缺失2、替换四、DNA诊断小皓出生23个月就出现皮疹、便血等病状，在各地医院治疗后都没有明显好转。昆明儿童医院给小皓做过免疫功能检查后，怀疑他患上了罕见疾病——原发性免疫缺陷病，医生告诉他们：“孩子活不过三岁，这种病顶多也就能活到十岁。”此后，一家人就一直生活在阴影中。问题：DNA探针如何制备？做探针的DNA可来自哪里？异常基因作探针正常人患者DNADNA点杂交正常基因作探针正常人患者DNADNA点杂交1、制作基因探针2、将待测基因加热成单链3、两者混合杂交4、通过荧光观察孩子的DNA被儿童医院的杨锡强教授送往香港大学医学院的刘宇隆教授处。经香港大学香港大学玛丽医院作DNA序列分析，证实了小皓的WAS蛋白(WASP)基因的1388位核苷酸由G突变为T，使编码谷氨酸(WASP的第452位氨基酸)的密码GAG突变为终止密码TAG，原本由502个氨基酸组成的WAS蛋白突变为只有451个氨基酸的无功能的WAS蛋白，导致患儿血小板减少，淋巴细胞形态和功能异常。最后的诊断结果为：Wiskott-Aldrich综合征(简称WAS，即伴血小板减少、湿疹的免疫缺陷病)，他们的希望破灭了。DNA结构复制1、概念2、时间3、场所4、过程5、方式6、结果7、条件8、意义基本单位结构特点计算公式DNA特性突变基因分裂染色体遗传定律建构知识网络鉴定模板DNA解旋加热至94℃DNA单链降温至55℃引物DNA单链与模板通过碱基互补配对结合复制降温至55℃游离脱氧核2个完整的苷酸连接到双链DNADNA单链上分子资料显示，近10年来，PCR技术(DNA聚合酶链反应技术)成为分子生物实验的一种常规手段，其原理是利用DNA半保留复制的特性，在试管中进行DNA的人工复制(如图20—1),在很短的时间内，将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使分子生物实验所需的遗传物质不再受限于活的生物体。请据图回答：(1)加热至94℃的目的是使DNA样品的键断裂，这一过程在生物体细胞内是通过的作用来完成的。通过生化分析得出新合成的DNA分子中，A=T、G=C这个事实说明DNA分子的合成遵循。(2)新合成的DNA分子与模板DNA完全相同的原因是、。模板DNA解旋加热至94℃DNA单链降温至55℃引物DNA单链与模板通过碱基互补配对结合复制降温至55℃游离脱氧核2个完整的苷酸连接到双链DNADNA单链上分子氢键解旋酶碱基配对原则双螺旋结构严格的碱基配对(3)通过PCR技术使DNA分子大量复制时，若将一个用15N标记的模板DNA分子(第一代)放入试管中，以14N标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15标记的DNA分子单链数占全部DNA总单链数的比例为。(4)PCR技术不仅为遗传病的诊断带来了便利，而且改进了检测细菌和病毒的方法。若要检测一个人是否感染了艾滋病病毒，你认为可用PCR技术扩增他血液中的（）A．白细胞DNAB．病毒蛋白质C．血浆抗体D．病毒核酸模板DNA解旋加热至94℃DNA单链降温至55℃引物DNA单链与模板通过碱基互补配对结合复制降温至55℃游离脱氧核2个完整的苷酸连接到双链DNADNA单链上分子1/16D