資源簡介

(共37張PPT)
項 目 肺炎鏈球菌體外轉化實驗
噬菌體侵染細菌實驗
設計思路 設法將DNA與其他物質分開，單獨、直接地 研究它們各自不同的遺傳功能 處理方法 酶解法
同位素標記法
檢測方式 觀察菌落類型
檢測放射性存在位置
結論 DNA是遺傳物質
DNA是遺傳物質
歸納小結 比較肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗
生物類型 所含核酸 遺傳物質 舉例 細胞生 物 真核生物
原核生物
非細胞 生物 DNA病毒
RNA病毒
結論：因為絕大多數生物的遺傳物質是DNA, 所以說
DNA 是主要的遺傳物質
生物的遺傳物質
例.某研究人員模擬肺炎雙球菌轉化實驗，進行了以下4個實驗
①S型菌的DNA+DNA 酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA+DNA 酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌+DNA 酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌→注射入小鼠 ④S型菌+ DNA 酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌→注射入小鼠 以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是 ( D )
A. 存活、存活、存活、死亡 B. 存活、死亡、死亡、存活
C. 死亡、死亡、存活、存活 D. 存活、死亡、死亡、死亡
例.下列有關生物體遺傳物質的敘述，正確的是 ( B )
A. 豌豆的遺傳物質主要是DNA
B. 酵母菌的遺傳物質主要分布在染色體上 C.T2噬菌體的遺傳物質含有硫元素
D.HIV的遺傳物質水解產生4種脫氧核苷酸
第3章 基因的本質
第2節 DNA的結構
溫故知新 — —DNA 的基本單位和單鏈構建
1.DNA 的化學元素組成 C 、H 、0 、N 、P
2.DNA的基本單位 脫氧核糖核苷酸
3.脫氧核糖核苷酸由哪幾個部分構成 脫氧核糖、磷酸和含氮堿基
4.請畫出由圓形、五邊形和長方形組成的脫氧核糖核苷酸的
模型圖，并標注五碳糖上的碳原子編號。
磷酸
5' 4'
脫氧 含 N 堿基
核糖
3' 2'
脫氧核糖核苷酸一共有多少種 它們的種類取決哪一個結構
磷酸
脫氧 G 核糖
鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸
磷酸
磷酸
脫氧 A 核糖
腺嘌呤脫氧核糖核苷酸
5.構建一條脫氧核糖核苷酸單鏈
磷酸
脫氧 核糖
胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸
胞嘧啶脫氧核糖核苷酸
脫氧 核糖
C
T
DNA單鏈一端有一個游離磷 酸基團的一端稱為5'端，
另一端有一個羥基稱為3'端
兩個核苷酸之間的化學鍵：磷酸二酯鍵
5'
A
G
C
T
3'
磷酸 基團
堿基
,當時科學界已認識到： DNA 是以4種脫 氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷
A、T 、G 、C4 種堿基。
幫助理解晶體學原理
幫助理解生物學的內容
一 、DNA雙螺旋結構模型的構建
1951年
酸分別含有
P
P
P
P
A
T
C
G
克里克
沃森
英國威爾金斯和同事 富蘭克林應用X射線 衍射技術獲得高質量 的DNA 衍射圖譜
鉛屏
X射線管
DNA
晶體
沃森和克里克以該 照片的有關數據為 基礎，推算出DNA 呈螺旋結構
底片
沃森和克里克采用了構建模型的方法來分析DNA 分子的結構
資料1 研究發現，DNA 翻轉180度之后衍射圖譜不變。
思考：DNA兩條鏈應該是哪一種平行方式
結論：兩條鏈反向平行
正向平行 反向平行
資料2 嘌呤和嘧啶堿基具有疏水性，脫氧核糖和磷酸具有親水性。
而細胞內DNA所處的環境中富含水分，請結合細胞膜磷脂雙分子層
模型中，親水的磷酸頭部排列在外和疏水的尾部排列在內的特征，思考該模
型是否合理
結論：脫氧核糖和磷酸基團 排列在雙鏈DNA 分子的外側， 堿基排列在內側。
L
5
5
H
N N-H
A N N H-N
腺嘌呤 N= o
結論：嘌呤與嘧啶相連。 假說一：A與T配 對 ，G與C配對；
假說二：A與C配 對 ，G與T配對。
資料3 電子顯微鏡測出DNA 螺旋的直徑是固定的，均為2 nm。 嘌呤和嘧啶的分子結構如圖
CH
T
胸腺嘧啶
鳥嘌呤
G
胞嘧啶
C
來源 堿基的相對含量 腺嘌呤A 鳥嘌呤G 胞嘧啶C
胸腺嘧啶T
人 30.9 19.9 19.8
29.4
牛 27.9 22.7 22.1
27.3
酵母菌 31.3 18.7 17.1
32.9
結核分枝桿菌 15.1 34.9 35.4
14.6
資料4 1952年，查哥夫對多種生物的DNA做了堿基定量分析。
結論：A與T配 對 ，G與C配對
堿基之間通過氫鍵連接
April 25,1953 NATURE 737
i raide each chain ewery 3 A.in thediree-
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rho ou id l rlo hi A th pho la e re on
Thestrueture i open onn,and ie water eateat
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hylrogon buindl t ingle bu fron the other alhain, thss thu twe lie side by aile with id nticl 00 -ortinate.One of the pair must be purino and the otlr pyrimidline f bonding to cccur.The loydrogon bonids are made a folous purine position 1toprinidine,pition 11purine position 6.to pyrimidime piti 6
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(purine)with thyinine (pyrimidine),aul guanine (purino)with eytoine (pywinidine).
In other wonds.it an adnine fum menbor of
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dhe other monber mut lm thymine:similariy for guanine and gytosinn Theqonne of ba on
ingle chain do not ppe beretrieted in any
way.Howover,if only poeifie pin of bas an t
forined, follo that ir the qu e of on
on chnin igiven,thon the mqenot on the other chain is outomstically doternined.
Te ha bsen found oxporimontally hm the ratio of the amounts of deniae to thymin,anud the rmtio of gunnine taeytosins,e lway wory close to unity for dooxyribo nuoleie aoidl.
pobably impoille to build shi utrusture
with a ribo iger n plaoe of the doaxyribo
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Tle pruyiously published Xray dat o dooxy
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comptible with the experimontal datn,but itmut
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of the dtaila of the reutte prehonted thore whn
dvid our strueture,which rsts mainly though not entiraly o pubtishod exporimentat data and stere- chorainnl angurneats.
I la ot capod our notioo that the spooile
nigblo pyi v eha ois at e t li aterinl.
Full dotil of the atrueture,ineluding the on ditions unodl in building i,togothor with
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We aro much indobtol to De.Jerry Donshao for
aonstant adviou and critioimgspoilly on intee
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d
把這個用金屬材料制作的模型與拍 攝的X射線衍射照片比較
MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS
A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid
X7 E wish to t struotam for the h
Wof doosyriboae naoloie acid (D.N.A) Thi
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A atructure for a aid ls atroady len
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The noval ftire of tlae struoturs the marni in whieh thetwo chains ar hel togother by the pairine ant pprimidine bo.The planes of tho b
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Anothor thino chain struetur hin ae been.g
威爾金斯、克里克和沃森：
1962年諾貝爾生理學與醫學獎
瑞典斯德哥爾摩音樂廳，諾貝爾獎頒獎典禮上的合影。 左一：威爾金斯；左三：克里克；右二：沃森
富蘭克林于1958年 因卵巢癌去世，
無緣諾貝爾獎。
G
C
T
二 、DNA 的結構
請畫出DNA 的另一條單鏈平面圖，并標注方向。
A
C G T C A G
T
G C
A
G
C
二、DNA 的結構
1.雙鏈：方向： 反向平行
空間結構：雙螺旋結構
2.外 側： 脫氧核糖和磷酸交替連接，
構成基本骨架
核苷酸之間連接的化學鍵： 磷酸二酯鍵
3.內 側： 堿基互補配對形成氫鍵
A= T G= C
5
A
C
G
T
C
A
G
3'
G
C
A
G
T
3'
5
'
二、DNA的結構
3'
3'
5
T
G
C
A
G
C
A
C
G
T
C
A
G
①胞嘧啶
②腺嘌呤
③鳥嘌呤
④胸腺嘧啶
⑤脫氧核糖
⑥磷酸
⑦胸腺嘧啶脫氧核苷酸 ⑧堿基對
⑨氫鍵
⑩一條脫氧核苷酸鏈的片段
二、DNA的結構
教材P52-2. 如圖是DNA 的結構模式圖，據圖回答下列
⑧
①
②
⑨[ ③
④ ⑤
⑩
G
T
C
A
(1)說出圖中①~⑩的名稱。
(2)一個鏈狀DNA分子含有幾個游離的磷酸 基團
含有2個游離的磷酸基團。
(3)為什么G-C 堿基對含量越多DNA 越穩 定
因為A與T之間有兩個氫鍵，而G與C之間 有三個氫鍵，所以DNA中G與C堿基對所占 的比例越高，該DNA穩定性越強。
⑧
①
②
⑨[ ③
④ ⑤
⑥
二、DNA的結構
例 .如圖是DNA的結構模式圖，據圖回答下列問題：
⑩
G
C
A
T
拓展思考
結合計算機儲存數據最終都是轉換成二進制數字(0和1)進行儲存的， 思考DNA 只含有4種脫氧核苷酸，它如何存儲海量的遺傳信息的
類似計算機的不同數目的0和1的不同排列存儲著不同的信息，
DNA 上面的四種A,T,C,G 的不同數目的不同排列存儲著海量的遺傳信息。
大 書 P69
4. 從分子水平上對生物體具有多樣性或特異性的分析，錯誤的是(D )
A. 堿基對排列順序的千變萬化，構成了DNA 分子的多樣性
B. 堿基特定的排列順序，構成了每一個DNA分子的特異性
C. 一個含2000個堿基的DNA 分子，其堿基對可能的排列方式有41000種
D. 人體內控制β-珠蛋白合成的基因由1700個堿基對組成，其堿基對可能
的排列方式有41700種
解析：每種DNA(基因)都有特定的堿基排列順序，因此β-珠蛋白基因堿基對的排列順序
是一 定的。
基本原則：雙鏈DNA 中 ，A=T,G=C
DNA雙鏈中嘌呤數等于嘧啶數
思考：單鏈DNA嘌呤數一定等于嘧啶數嗎
可能是嘌呤=嘧啶；也可能是嘌呤≠嘧啶，
規律一：不互補堿基之和為堿基總數的一半。
A+G=T+C=1/2 堿基總數
A1 T1 G1 C1
T2
A2
C2
G2
三、DNA結構的相關計算——優化方案P67
DNA有200個堿基， 其中A有30個，G
DNA雙鏈
三、DNA結構的相關計算
DNA雙 鏈
規律二：互補堿基之和的比值在兩條鏈中相等。
A1 T2
T1 A2 G1 C2
G2
C1
規律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為 倒數。
三、DNA結構的相關計算
DNA雙鏈
A1
T1
G1
C1
T2
A2
C2
G2
規律四：一條鏈中互補堿基之和所占比例等于整個 DNA中互補堿基之和所占比例。
三、DNA結構的相關計算
DNA雙 鏈
DNA有200個堿基，
一條鏈中的A+T占
20%
1鏈堿基數 2鏈堿基數 雙鏈堿基數
T2
A2
C2
G2
A1
T1
G1
C1
A +T
T +A T+A
二
三、DNA結構的相關計算
大書 P67
1. 某雙鏈DNA分子含有400個堿基，其中一條鏈上A:T:G:C=
1:2:3:4 。 下列敘述正確的是(B)
A.該DNA 分子的另一條鏈上A:T:G:C=1:2:3:4
B. 該DNA 分子共有腺嘌呤60個
C. 該DNA 分子共有鳥嘌呤160個
D. 其中一條鏈中(A+G)/(T+C)=4/6, 則雙鏈中(A+G)/(T+C)=6/4
2. 若一個雙鏈DNA 的 G 占 整 個DNA 堿基的27%,并測得DNA 一條鏈上的A
占 這 個 鏈 堿 基 的 1 8 % , 則 另 一 條 鏈 上 的A 的 比 例 是( )
A.9% B.27%
C.28% D.46%
解 析 ：G 占 整 個DNA 堿 基 的 2 7 % , 據 堿 基 互 補 配 對 原 則 可 知 ，G=C=27%,G+C
= 5 4 % , 那 么A+T=1-54%= 46%, 又 因 為 它 的 任 何 一 條 鏈 中A+T=46%, 其 中 一 條
鏈 中 的A=18%, 則 此 鏈 中T=46%-18%=28%, 另 一 條 鏈 中A=28%,C 符 合 題 意 。
3. 從某生物組織中提取一個DNA 進行分析，其中G+C 占全部堿基的46%,
又知該DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是A,24% 是C, 則與H鏈相對 應的另一條鏈中，A、C 分別占該鏈全部堿基的(A)
A.26% 、22% B.24% 、28%
C.14% 、11% D.11% 、14%
解 析 ： 由DNA 中 G+C 占 全 部 堿 基 的 4 6 % 可 知 ，DNA 中 A+T 占 全 部 堿 基 的 5 4 % , 則
在 DNA 雙 鏈 中A=T=27%,G=C= 23%,H 鏈 中A 占 2 8 % ,C 占 2 4 % , 則 與H 鏈 相 對 應
的 另 一 條 鏈 中 ，A 占 該 鏈 全 部 堿 基 的 比 例 為 2 × 2 7 % - 2 8 % = 2 6 % ,C 占 該 鏈 全 部 堿 基 的 比 例 為 2 × 2 3 % — 2 4 % = 2 2 % 。
4. (2023 · 陜西西安高一檢測)在雙鏈DNA 中 ，A 和 T 之和占全部堿基數的
比例為 m%, 其中一條鏈(α鏈)中 C 占該鏈堿基數的比例為 n%, 則另一條 鏈(β鏈)中C 占該鏈堿基總數的比例是(C)
A .n% B.
C.1-(m%+n%) D.
5. 在一個雙鏈DNA 中，堿基總數為m, 腺嘌呤數為n, 則下列有關敘述不
正確的是(
A. 脫氧核苷酸數=磷酸數=堿基總數=m
B. 堿基之間的氫鍵數為(3m-2n)/2
C. 一條鏈中A+T 的數量為n
D. G的數量為m-n
> ①穩定性：
外部穩定的基本骨架—磷酸和脫氧核糖交替連接形成；
內部堿基對穩定—通過氫鍵連接，嚴格遵循堿基互補配對原則；
空間結構穩定—規則的雙螺旋結構；
DNA的結構特點
i m
> ② 多樣 性 ：堿基對的數量不同、排列順序的千變萬化。
在生物體內， 一個最短DNA 分子也大約有4000個堿基對，
堿基對有：A—T、T—A、G—C、C—G。
計算DNA 分子有多少種 44000
>③ 特 異 性 ：堿基對的特定排列順序。
人體內控制β珠蛋白的基因由1700個堿基對組成，其堿基對
可能的排列方式有多少種 1
DNA的結構特點
課 后 作業：
> 完成優化方案

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