2022-2023學(xué)年浙科版（2019）必修二 3.2 遺傳信息編碼在DNA分子上- 課件（25張）

生物（浙科版）高中生物必修二第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第2節(jié)遺傳信息編碼在DNA分子上科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究提示了染色體是遺傳物質(zhì)的載體，DNA是主要的遺傳物質(zhì)。作為主要遺傳物質(zhì)的DNA，在分子結(jié)構(gòu)和生物合成的方式上，滿足了遺傳物質(zhì)多樣化和基本恒定的雙重要求。DNA是如何存儲(chǔ)遺傳信息的呢？第二節(jié)遺傳信息編碼在DNA分子上DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)1卡伽夫法則2孟德?tīng)?發(fā)表遺傳定律相關(guān)論文薩頓假說(shuō)：遺傳因子在染色體上摩爾根:果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：基因在染色體上“生命的基本特征就是能夠儲(chǔ)存和傳遞信息，亦即遺傳密碼能夠代代相傳?；蚴腔罴?xì)胞的關(guān)鍵組成部分，要懂得什么是生命，就必須知道基因是如何發(fā)揮作用的?！薄Χㄖ@《生命是什么？》格里菲思:肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)艾弗里:肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1952年赫爾希和蔡斯：噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)1866年1903年1910年1928年1944年1869年米歇爾F·Miescher1844-1895（1）研究傷口膿細(xì)胞時(shí)從白細(xì)胞的細(xì)胞核中分離出一種他稱為“核素”（Nuclein，現(xiàn)稱核酸）的化學(xué)物質(zhì)。（2）生殖細(xì)胞富含核酸，核酸在各種細(xì)胞中廣泛存在。（3）細(xì)胞分裂前核酸含量會(huì)顯著增加。米歇爾：首先發(fā)現(xiàn)核酸1869年米歇爾：首先發(fā)現(xiàn)核酸科塞爾A·Kossel1853-19271901年（1）1885至1901年間：（2）Kossel和他的學(xué)生經(jīng)水解和化學(xué)分析確認(rèn)發(fā)現(xiàn)核酸含有戊糖、磷酸、嘌呤和嘧啶。（3）腺嘌呤：Adenine；鳥嘌呤：Guanine（3）胞嘧啶：Cytosine；胸腺嘧啶：Thymine；尿嘧啶：Uracil科塞爾：核酸含有嘌呤和嘧啶科塞爾：1910年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1869年米歇爾：首先發(fā)現(xiàn)核酸1901年科塞爾：核酸含有嘌呤和嘧啶萊文P.A.Levene1869-19401934年1920年：

萊文發(fā)現(xiàn)兩種不同的核酸，即：DNA和RNA。1934年：

萊文發(fā)現(xiàn)核酸可被分解成含有一個(gè)嘌呤/嘧啶、一個(gè)核糖或脫氧核糖和一個(gè)磷酸的片段,這樣的組合稱為“核苷酸”。萊文：核酸的基本構(gòu)成單位是核苷酸DNA由4種脫氧核糖核酸構(gòu)成腺嘌呤（A），鳥嘌呤（G），胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)含氮堿基磷酸AGCTDNA的基本單位－脫氧核苷酸腺嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶脫氧核糖DNA的基本單位一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸

胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸脫氧核苷酸的種類一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)5’端3’端脫氧核苷酸分子如何形成DNA分子單鏈？磷酸二酯鍵H2O一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA單鏈如何形成A:GT:CA:TG:C嘌呤：嘧啶牛1.291.431.041.001.1人1.561.751.001.001.0小麥1.221.181.000.970.99酵母1.671.921.031.201.0母雞1.451.291.060.910.99沙雷氏菌0.70.70.950.860.9鯡魚1.431.431.021.021.02不同生物DNA4種堿基比例關(guān)系DNA的堿基組成有什么規(guī)律？卡伽夫?qū)NA堿基構(gòu)成的研究一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)（1）不同生物DNA分子嘌呤與嘧啶的物質(zhì)的量大致相同。

即A+G=T+C（2）腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的物質(zhì)的量大致相同；

鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的物質(zhì)的量大致相同。同種生物不同組織堿基組成有何規(guī)律？卡伽夫?qū)NA堿基構(gòu)成的研究一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)（1）同種生物不同組織的DNA堿基組成基本相同。（2）同種生物不同組織的DNA嘌呤與嘧啶的物質(zhì)的量大致相同。即A+G：T+C=1:1查哥夫E.Chargaff1905—2002卡伽夫法則一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA分子中嘌呤和嘧啶的總分子數(shù)量相等。DNA分子中的堿基A與T、G與C可能是配對(duì)存在的。腺嘌呤A與胸腺嘧啶T數(shù)量相等，鳥嘌呤G與胞嘧啶C數(shù)量相等沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA

雙螺旋結(jié)構(gòu)示意圖沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)（1）DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，并且堿基配對(duì)具有一定的規(guī)律：A(腺嘌呤）一定與T(胸腺嘧啶）配對(duì)；G(鳥嘌呤）一定與C(胞嘧啶）配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫作堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA與染色體的關(guān)系一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)二、堿基排列順序編碼了遺傳信息1.多樣性

堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，從而能夠儲(chǔ)存了大量的遺傳信息。

每個(gè)DNA分子中的堿基對(duì)都有特定排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。3.穩(wěn)定性DNA分子中的脫氧核糖和磷酸基團(tuán)交替連接的方式不變，兩條鏈之間堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式不變。2.特異性人的基因組約含有30億個(gè)堿基對(duì)。人的DNA分子有多少種排列組合形式：43,000,000,000三、堿基數(shù)目及含量的相關(guān)計(jì)算設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。則在DNA雙鏈中：A=T，G=C可引申為：①嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)A+G=T+C即A+G/T+C=1②雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==例題1、某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？解析：因?yàn)镈NA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%三、堿基數(shù)目及含量的相關(guān)計(jì)算③雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)的兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/aA1+C1T1+G1T2+G2A2+C2=

例題2、在DNA的一個(gè)單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中分別是多少？2.51;A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈練習(xí)：1.若一個(gè)DNA分子鳥嘌呤占18%，那么這個(gè)DNA分子的腺嘌呤比例是

。2.若DNA分子中含有堿基1200個(gè)，其中腺嘌呤有280個(gè)，那么胞嘧啶的數(shù)量有

。32%320三、堿基數(shù)目及含量的相關(guān)計(jì)算④雙鏈DNA分子中，A+T占整個(gè)DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中A+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈A+T是整個(gè)DNA分子A+T的一半。A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1（A+T）12==A2

+T2A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈

例題3、某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。24%（G+C）12G