浙科版（2019）必修二 3.2 遗传信息编码在DNA分子上 课件（共44张）

(共44张PPT)
第二节 遗传信息编码在DNA分子上
第三章 遗传的分子基础
遗传物质至少应该具体的条件
①分子结构具有相对的稳定性，能世代相传
②能储存多种多样的遗传信息，具有多样性
③每种生物的遗传信息要与众不同，具有特异性
④能够指导蛋白质的合成 ，从而控制新陈代谢过程和生物的性状
含氮碱基
磷酸
A、G、C、T
1’
2’
3’
4’
5’
脱氧
核糖
脱氧核苷
主要元素：
脱氧（核糖）核苷酸
【模型建构1】基本单位：
C、H、O、N、P
脱氧（核糖）核苷酸
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
C
T
腺嘌呤脱氧核苷酸
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
脱氧核苷酸的种类
A
G
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
资料1 ：20世纪50年代，伦敦大学物理学家威尔金斯和化学家富兰克林得到了DNA的X射线晶体衍射图像,指出DNA为双螺旋结构，由 A、G、C、T 四种脱氧核苷酸组成。
威尔金斯
富兰克林和她的DNA衍射图谱
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
资料2：美国卡伽夫等人在研究DNA分子的组成时发现，A=T，G=C，但A+T不一定等于G+C，称为卡伽夫法则。
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
资料3：1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出了DNA的双螺旋结构模型。
沃森（左）和克里克（右）
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
1962 年沃森、克里克和威尔金斯三人共获诺贝尔奖，富兰克林因癌症去世，年仅37岁。
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
A
G
C
T
A
T
G
C
平面结构
磷酸二酯键
氢键
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
↓
空间结构
DNA分子的构成过程
元素：C、H、O、N、P
P
构成
构成
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
1. 胞嘧啶
2. 腺嘌呤
3. 鸟嘌呤
4. 胸腺嘧啶
5. 脱氧核糖
6. 磷酸基团
7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
8. 碱基对：G-C
9. 氢键
10. 一条脱氧核苷酸链的片段
1
2
3
4
5
6
7
8
10
9
G
T
C
A
右图是DNA的分子结构模式图，说出图中1－10的名称。
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。
脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧
（2）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
（3）卡伽夫法则：A=T,G=C,但A+T的量不一定等于G+C的量。
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。
脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧
（2）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
（3）卡伽夫法则：A=T,G=C,但A+T的量不一定等于G+C的量。
活动2：归纳DNA分子结构特点
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
思考：
1.一个DNA分子中，有几个游离的磷酸基团？
2.一条单链上，相邻碱基通过什么连接？
3.双链间，相对碱基通过什么连接？
4.一个DNA分子中，相邻核苷酸如何连接？
5.一个DNA分子中，一个磷酸连接几个脱氧核糖？
6.一个DNA分子中，一个脱氧核糖连接几个磷酸
7.DNA分子的稳定性与碱基之间有何关系？如果嘌呤互相配对，嘧啶互相配对，会如何？
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
强调：碱基的连接
特别注意：双链的碱基之间通过氢键连接，单链中相邻碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”相连接。
1.目的要求
制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。
2.材料用具
自选材料用具。
3.方法步骤
（1）制作不同形状、不同大小和不同颜色的物体，用来代替脱氧核糖、磷酸和不同碱基。
（2）选取作为支架和连接的材料，将代表不同化合物的物体连接、组装在一起。
（3）展示并作简单的介绍和说明。
活动：制作DNA双螺旋结构模型
Step1：制作脱氧核苷酸
A
T
G
C
活动：制作DNA双螺旋结构模型
Step2：制作脱氧核苷酸单链
活动：制作DNA双螺旋结构模型
Step3：制作DNA分子平面结构
活动：制作DNA双螺旋结构模型
Step4：制作DNA分子空间结构
DNA具有规则的双螺旋结构。
活动：制作DNA双螺旋结构模型
现有磷酸基团80个、A40个、T15个、C30个、G20个以及脱氧核糖、其他“连接物”若干。利用上述材料构建制作一个最长DNA分子模型。
（1）该DNA共有多少碱基对？A:T:C:G的比例是多少？
（2）制作该模型一共需要消耗多少个“连接物”？
连接物1=脱氧核苷酸数×2
连接物2=（单链脱氧核苷酸数-1）×2
连接物3=“A-T”对数×2+“C-G”对数×3
活动：制作DNA双螺旋结构模型
35对，
A:T:C:G=15：15：20：20
构建的最长DNA有多少种可能？
活动2：理解遗传信息
计算：
①某DNA片段含有2个碱基对，可能的排列方式有多少种？
①某DNA片段含有3个碱基对，可能的排列方式有多少种？
①某DNA片段含有n个碱基对，可能的排列方式有多少种？
4n
DNA分子的多样性是由哪些因素决定的？
核苷酸的数量
碱基的排列顺序
核苷酸序列
（碱基序列）
遗传信息
DNA中碱基的不同排列顺序可以储存不同的遗传信息
思考：遗传信息储如何储存在DNA中？
42
43
二、碱基排列顺序编码了遗传信息
根据DNA分子结构特点，说说DNA分子为什么适合做遗传物质？
①稳定性：DNA分子中脱氧核糖和磷酸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多样性：DNA分子中碱基对的排列顺序千变万化。
③特异性：每个特定的DNA分子中具有特定的碱基序列。不同生物的DNA中A+T/G+C比值不同。
二、碱基排列顺序编码了遗传信息
活动3：遗传信息的应用
DNA分子具有多样性和特异性，你知道在生活中有哪些应用吗？
进化：判断各种生物的亲缘关系。
医学：血缘关系鉴定。
刑侦学：案件中人物的身份鉴定。
亲子鉴定
利用探针基因测序
进化研究
二、碱基排列顺序编码了遗传信息
三、碱基互补配对原则应用
碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对
三、碱基互补配对原则应用
碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对
规律一：DNA双链中的两条互补链的碱基数相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的50%，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。
结论：DNA中非互补碱基之和总相等。（嘌呤=嘧啶）
三、碱基互补配对原则应用
碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对
结论：在双链DNA中，DNA两条单链间非互补碱基之和的比值互为倒数。
三、碱基互补配对原则应用
碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对
规律三：DNA一条链中，A1＋T1＝n %，
则 A2＋T2＝n %，整个DNA分子中 A＋T＝n %。
结论：在双链DNA中，两个互补碱基之和的比值在两条单链及整个DNA中都相等。
三、碱基互补配对原则应用
碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对
规律四：DNA一条链中A1占的比例为a1，另一条链中A2占的比例为a2，则整个DNA分子中A占的比例为 。
结论：某碱基占双链DNA碱基总数的百分比等于相应碱基占相应单链比值和的一半。
三、碱基互补配对原则应用
碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对
规律五：DNA分子中共有4种类型的碱基对，若不同种类的碱基数目不限，构建一个具有n个碱基对的DNA分子，则该DNA分子最多可有4n种碱基对排列方式。
三、碱基互补配对原则应用
例题1：某双链DNA分子中，G占23%，求A占 。
例题2：某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶占 。
27%
20%
例题3：在DNA的一条单链中，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 。
2.5；1
例题4：若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是 。
0.4；0.4
例题5：DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G占 。
29%
例题6：在DNA分子的一条链上，鸟嘌呤和腺嘌呤的数量之比为3：5，且两者之和占该条链的48%，则在其互补链上的胸腺嘧啶占DNA的（ ）　
A.15%　　　 B.30%　　　 C.36%　　　 D.60%
A
例题7：双链DNA分子中，G占碱基总数的38％，其中一条链中的T占碱基总数的5％，那么另一条链中的T占碱基总数的 。
7%
例题1：某双链DNA分子中，G占23%，求A占 。
例题2：某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶占 。
27%
20%
A1
A2
1
2
T1
T2
C1
G1
G2
C2
规律1：在双链DNA中，A=T，G=C，且A+G=T+C，A+C=T+G
（非互补碱基之和相等）。
三、碱基互补配对原则应用
例题3：在DNA的一条单链中，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 。
2.5；1
A1
A2
1
2
T1
T2
C1
G1
G2
C2
规律2：在双链DNA中，两个非互补碱基之和的比值在两条单链中互为倒数。
三、碱基互补配对原则应用
例题4：若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是 。
0.4；0.4
A1
A2
1
2
T1
T2
C1
G1
G2
C2
规律3：在双链DNA中，两个互补碱基之和的比值在两条单链及整个DNA中都相等。
三、碱基互补配对原则应用
例题5：DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G占 。
29%
A1
A2
1
2
T1
T2
C1
G1
G2
C2
规律4：在双链DNA中，两个互补碱基之和在两条单链及整个DNA中所占的比例都相等。
三、碱基互补配对原则应用
例题6：在DNA分子的一条链上，鸟嘌呤和腺嘌呤的数量之比为3：5，且两者之和占该条链的48%，则在其互补链上的胸腺嘧啶占DNA的（ ）　
A.15%　　　 B.30%　　　
C.36%　　　 D.60%
A
例题7：双链DNA分子中，G占碱基总数的38％，其中一条链中的T占碱基总数的5％，那么另一条链中的T占碱基总数的 。
7%
三、碱基互补配对原则应用
DNA 中：G +T =50%
DNA和RNA的化学成分比较
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
脱氧核糖核苷酸
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
尿嘧啶（U）
核糖核苷酸
磷酸
核糖
含氮碱基
①
②
③
⑤
④
四、RNA的结构
腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)
ATP（腺苷三磷酸）
高能磷酸键
腺苷
A
磷酸
核糖
腺嘌呤
A
核糖
腺嘌呤
磷酸
ADP→AMP+Pi
酶
ATP→ADP+Pi
酶
四、RNA的结构
T
C
A
T
G
A
T
T
A
A
G
T
A
C
T
A
A
T
DNA的分子结构:
U
C
A
U
G
A
U
U
A
RNA的分子结构:
规则的双螺旋结构
通常呈单链结构
双链DNA中：A=T、C=G
四、RNA的结构
DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸）
基本单位
五碳糖
含氮碱基
结构
分布
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A、G、C、T
A、G、C、U
双链
一般单链
细胞核（主要）
线粒体和叶绿体
细胞质（主要）
DNA和RNA的区别
四、RNA的结构
思考：下列生物中各有几种碱基、几种核苷酸？其遗传物质各有几种碱基、几种核苷酸？
人体细胞 细菌 噬菌体 烟草花叶病毒
核酸种类
碱基种类
核苷酸种类
遗传物质碱基种类
遗传物质核苷酸种类
DNA、RNA
DNA、RNA
DNA
5种：A、G、C、T、U
5种：A、G、C、T、U
4种：A、G、C、T
8种
8种
4种
4种
4种
4种
4种
4种
4种
RNA
4种：A、G、C、U
4种
4种
4种
例题：某生物遗传物质的碱基的组成成份是嘌呤碱基占42%，嘧啶碱基占58%，此生物可能是（ ）
A.烟草　　　　　 　B.小麦
C.烟草花叶病毒 D.噬菌体
C
例题：某生物的全部核酸中碱基组成成份是嘌呤碱基占42%，
嘧啶碱基占58%，此生物不可能是（ ）
A.烟草　　　　　 　 B.小麦
C.烟草花叶病毒 D.噬菌体
Ｄ
例题：下图是四位同学自制的DNA结构模型，你认为其中正确的是（ ）
B
例题：如图为DNA分子结构示意图，下列有关该图的描述，正确的是（ ）
A. ②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B. ④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C. DNA一条链中相邻的碱基通过⑨相连
D. DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
Ｄ
例题：某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ）
C