遗传的生物基础

(共29张PPT)
遗传信息的携带者——核酸
DNA是主要的遗传物质
DNA分子的结构
DNA的复制
染色体、DNA和基因之间的关系
基因的表达和中心法则
一切生物的遗传物质——核酸
核酸
脱氧核糖核酸
（DNA）
核糖核酸
（RNA）
基本组成单位
主要在细胞核的染色体上，少数在线粒体和叶绿体
主要在细胞质中
基本组成单位
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖：脱氧核糖
碱基：
磷酸
A、 G、C 、 T
脱氧
核糖
碱基
磷酸
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
脱氧核糖核苷酸
C
胞嘧啶
T
胸腺嘧啶
五碳糖：核糖
碱基：
磷酸
A、 G、C 、 U
核糖
碱基
磷酸
A
腺嘌呤
G
鸟嘌呤
核糖核苷酸
C
胞嘧啶
T
尿嘧啶
核酸主要有DNA和RNA两大类
核酸有5种碱基（A、G、C、T、U），8种核苷酸。
证明DNA是主要的遗传物质的实验
1928年格里菲思的肺炎双球菌转化实验
1944年艾弗里的DNA转化实验
1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
肺炎双球菌转化实验
实验材料：肺炎双球菌：S型（有毒性）
R型（无毒性）
小鼠
实验方法：分组对照
思路：采用不同类型的肺炎双球菌感染小鼠以及用
不同的处理方法让球菌感染小鼠，观察小鼠
的存活情况。
结论：S型球菌必然含有“转化因子”，促使R型球
菌转化为S型球菌
艾弗里的DNA转化实验
实验材料：肺炎双球菌：S型（有毒性）
R型（无毒性）
培养基
实验方法：成分分离
思路：用S型球菌的不同成分与R型球菌一起培
养，观察转化效果。
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的
物质
缺陷：未能将DNA与蛋白质完全分离
噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌的实验
实验材料：T2噬菌体（细菌病毒）
放射性同位素35S和32P
实验方法：放射性同位素标记法
分组对照
思路：DNA含大量的P，而S仅存在于蛋白质，通
过标记P与S，可以追踪其去向。
结论：32P出现在细菌和新形成的噬菌体中，含35S
标记的噬菌体外壳不出现在新形成的噬菌体
中。
（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。
DNA分子的结构特点
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
DNA分子的结构特点
（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。
（3）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。
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（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。
DNA分子的结构特点
两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。
长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。
长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。
DNA分子的特异性：
①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。
一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。
②特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。
不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。
③遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了
遗传信息。
1、碱基比例关系
（1）A=T C=G
（2）（A+ C ）/ （T+G ）= 1
或A+G / T+C = 1
（3）如果（A1+C1 ） / （ T1+G1 ）=b
那么（T2+G2 ） / （ A2+C2 ）=1/b
（4）（A1+ T1 ） / （ C1 +G1 ）
= （ A2 + T2 ） / （ C2+G2 ）
= a
已知DNA分子中腺嘌呤占碱基总数的30％。那么，该DNA分子中鸟嘌呤所占碱基总数的比例应为：
20％
30％
40％
60％
2、判断核酸种类
（1）如有U无T，
则此核酸为RNA；
（2）如有T且A=T C=G，
则为双链DNA；
（3）如有T且A≠ T C≠ G，
则为单链DNA ；
（4）U和T都有，
则处于转录阶段。
一段多核苷酸链中的碱基组成为30%的A、30%的C、20%的G、20%的T,它是一段：
双链DNA
单链DNA
双链RNA
单链RNA
DNA分子的复制过程
时期：
条件：
场所：
特点：
意义：
细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂间期，随染色体的复制而完成的。
亲代DNA、四种脱氧核苷酸、能量、DNA解旋酶和DNA合成酶等多种酶、
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
碱基互补配对原则，边解旋边复制，半保留复制（子代DNA拥有一条母链和子链）。
将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
DNA分子的复制过程
解旋酶：解开DNA双链
合成酶+游离的四种脱氧核苷酸：以母链为模板，严格遵循碱基互补配对原则，合成子链
形成双螺旋结构，产物为2个双链DNA
与DNA复制有关的碱基计算
一个DNA连续复制n次后，则：
共有多少个DNA？
共有多少条脱氧核苷酸链？
其中母链有几条？
子链又有几条？
2n
2n+1
2
2n+1－2
具有100个碱基对的DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个？
60个
80个
120个
180个
基因A
基因B
基因区间
染色体是DNA的载体
基因是具有遗传效应的DNA片断，是决定生物性状的结构和功能的单位
基因不同的实质：脱氧核苷酸的排列顺序不同
转录
翻译
场所：核糖体
场所：细胞核
DNA（基因） 信使RNA 蛋白质（性状）
转 录
核糖核苷酸
翻 译
氨基酸
转运RNA
遗传信息 遗传密码 氨基酸排列顺序
6a个碱基 3a个碱基 a个氨基酸
生理过程 模板 原料 场所
DNA复制
转录
翻译
DNA两条链
DNA一条链
信使RNA
游离的脱氧核苷酸
游离的核糖核苷酸
氨基酸
细胞核
细胞核
核糖体
（细胞质）
复制
中心法则
DNA
RNA
蛋白质
复制
复制
转录
逆转录
翻译
反映了遗传信息的传递方向
揭示生物体内遗传信息传递一般规律
基因、蛋白质与性状的关系
→ 酶或激素 → 细胞代谢 → 生物性状
基因
→ 结构蛋白 → 细胞结构 → 生物性状