2021-2022学年高一生物浙科版（2019）必修2 第三章第二节遗传信息编码在DNA分子上（课件）（25张ppt）

(共25张PPT)
生物（浙科版）
高中生物 必修二
第三章
遗传的分子基础
第2节
遗传信息编码在DNA分子上
科学家的实验研究提示了染色体是遗传物质的载体，DNA是主要的遗传物质。作为主要遗传物质的DNA，在分子结构和生物合成的方式上，满足了遗传物质多样化和基本恒定的双重要求。DNA是如何存储遗传信息的呢？
第二节 遗传信息编码在DNA分子上
DNA双螺旋结构
1
卡伽夫法则
2
孟德尔:
发表遗传定律相关论文
萨顿假说：
遗传因子在染色体上
摩尔根:
果蝇杂交实验：
基因在染色体上
“生命的基本特征就是能够储存和传递信息，亦即遗传密码能够代代相传。基因是活细胞的关键组成部分，要懂得什么是生命，就必须知道基因是如何发挥作用的。” ——薛定谔《生命是什么？》
格里菲思:
肺炎双球菌转化实验
艾弗里:
肺炎双球菌体外转化实验
1952年
赫尔希和蔡斯：噬菌体侵染实验
1866年
1903年
1910年
1928年
1944年
1869年
米歇尔
F · Miescher 1844-1895
（1）研究伤口脓细胞时从白细胞的细胞核中
分离出一种他称为“核素”（Nuclein，现
称核酸）的化学物质。
（2）生殖细胞富含核酸，核酸在各种细胞中广泛存在。
（3）细胞分裂前核酸含量会显著增加。
米歇尔：
首先发现核酸
1869年
米歇尔：
首先发现核酸
科塞尔
A · Kossel 1853-1927
1901年
（1）1885至1901年间：
（2）Kossel和他的学生经水解和化学分析确认发现
核酸含有戊糖、磷酸、嘌呤和嘧啶 。
（3）腺嘌呤：Adenine；鸟嘌呤：Guanine
（3）胞嘧啶：Cytosine；胸腺嘧啶：Thymine；尿嘧啶：Uracil
科塞尔：
核酸含有嘌呤
和嘧啶
科塞尔：
1910年诺贝尔
生理学与医学奖
1869年
米歇尔：
首先发现核酸
1901年
科塞尔：
核酸含有嘌呤
和嘧啶
莱文
P.A.Levene
1869-1940
1934年
1920年： 莱文发现两种不同的核酸，即：DNA和RNA。
1934年： 莱文发现核酸可被分解成含有一个嘌呤/嘧啶、一个核糖或脱氧核糖和一个磷酸的片段,这样的组合称为“核苷酸”。
莱文：
核酸的基本构成单位是核苷酸
DNA由4种脱氧核糖核酸构成
腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
含氮碱基
磷酸
A
G
C
T
DNA的基本单位－脱氧核苷酸
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
脱氧
核糖
DNA的基本单位
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
脱氧核苷酸的种类
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
5’端
3’端
脱氧核苷酸分子如何形成DNA分子单链？
磷酸二酯键
H2O
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
DNA单链如何形成
A:G T:C A:T G:C 嘌呤：嘧啶
牛 1.29 1.43 1.04 1.00 1.1
人 1.56 1.75 1.00 1.00 1.0
小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99
酵母 1.67 1.92 1.03 1.20 1.0
母鸡 1.45 1.29 1.06 0.91 0.99
沙雷氏菌 0.7 0.7 0.95 0.86 0.9
鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02
不同生物DNA 4种碱基比例关系
DNA 的碱基组成有什么规律？
卡伽夫对DNA碱基构成的研究
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
（1）不同生物DNA分子嘌呤与嘧啶的物质的量大致相同。 即A+G=T+C
（2）腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的物质的量大致相同； 鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的物质的量大致相同。
同种生物不同组织碱基组成有何规律？
卡伽夫对DNA碱基构成的研究
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
（1）同种生物不同组织的DNA碱基组成基本相同。
（2）同种生物不同组织的DNA嘌呤与嘧啶的物质的量大致相同。
即A+G：T+C=1:1
查哥夫
E. Chargaff
1905—2002
卡伽夫法则
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
DNA分子中嘌呤和嘧啶的总分子数量相等。
DNA分子中的碱基A 与T、G与C可能是配对存在的。
腺嘌呤A与胸腺嘧啶T数量相等，鸟嘌呤G与胞嘧啶C数量相等
沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
DNA 双螺旋结构示意图
沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
（2）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A(腺嘌呤）一定与T(胸腺嘧啶）配对；G(鸟嘌呤）一定与C(胞嘧啶）配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。
DNA与染色体的关系
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
二、碱基排列顺序编码了遗传信息
1.多样性
碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，从而能够储存了大量的遗传信息。
每个DNA分子中的碱基对都有特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。
3.稳定性
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，两条链之间碱基互补配对的方式不变。
2.特异性
人的基因组约含有30亿个碱基对。
人的DNA分子有多少种排列组合形式：43,000,000,000
三、碱基数目及含量的相关计算
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则
可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2 =C1。
则在DNA双链中： A = T ， G = C
可引申为：
①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数
A+G=T+C 即A+G/T+C=1
②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
A+T
G+C
A1+T1
G1+C1
A2 +T2
G2 +C2
=
=
例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？
解析：
因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，
A=50%–23%=27%
三、碱基数目及含量的相关计算
③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。
A1+G1
T1+C1
=a
T2+C2
A2+G2
=1/a
A1+C1
T1+G1
T2+G2
A2+C2
=
例题2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？
2.5 1 ;
A1
T2
T1
A2
G1
C2
C1
G2
DNA双链
练习：
1.若一个DNA分子鸟嘌呤占18%，那么这个DNA分子的腺嘌呤比例是 。
2. 若DNA分子中含有碱基1200个，其中腺嘌呤有280个，那么胞嘧啶的数量有 。
32%
320
三、碱基数目及含量的相关计算
④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。
A+T
A+T+G+C
A1 +T1 +G1 +C1
A1 +T1
=
=
A2 +T2 +G2 +C2
A2 +T2
=
A1 +T1
（A+T）
1
2
=
=
A2 +T2
A 1
T 2
T 1
A2
G 1
C 2
C 1
G 2
DNA双链
例题3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。
24%
（G+C）
1
2
G1 +C1
G2 +C2
=
=
A＋T=54% G+C=46%
练习：
3.在一个双链DNA分子中，含有20%的胸腺嘧啶。已知一条链中的胞嘧啶占该链的20%，则另一条链中的胞嘧啶占该链的多少？
4. 如果一个DNA分子的一条链中C的含量为22%，G的含量为16%，那么整个DNA分子中A占多少？
40%
31%
三、碱基数目及含量的相关计算