第第6 6章章 遗传信息的传递和表达遗传信息的传递和表达第第1 1节节 遗传信息遗传信息1、“DNA是遗传物质是遗传物质”的发现历程的发现历程肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验（1）早期研究）早期研究发现发现“核质核质”（18691869，米歇尔米歇尔）【P39 P39 广角镜广角镜】孚尔根染色法孚尔根染色法发现发现DNADNA的分布（的分布（19241924，孚尔根），孚尔根） 主要分布在细胞核中的主要分布在细胞核中的染色质染色质上上（2）探明探明DNADNA是遗传物质的著名实验是遗传物质的著名实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 （19521952年，赫尔希、蔡斯）年，赫尔希、蔡斯） 体外转化体外转化 （19441944年，埃弗里）年，埃弗里）体内转化（体内转化（19281928年，格里菲思）年，格里菲思）（3 3）核酸是生物的遗传物质）核酸是生物的遗传物质 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 某些病毒的遗传物质是某些病毒的遗传物质是RNARNA想一想：遗传物质想一想：遗传物质应具备哪些特点？应具备哪些特点？结论结论:DNA是遗传物质是遗传物质结论结论:DNA是遗传物质是遗传物质 5种：种：C H O N P（1）DNA分子的结构层次分子的结构层次2、DNA分子的双螺旋结构分子的双螺旋结构化学元素化学元素基本组成物质基本组成物质基本组成单位基本组成单位平面结构平面结构立体结构立体结构3种：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基种：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 4种：脱氧核苷酸种：脱氧核苷酸2条：多核苷酸链条：多核苷酸链【反向、平行反向、平行】向右螺旋向右螺旋:“双螺旋结构双螺旋结构”（2）碱基配对原则的解题应用：）碱基配对原则的解题应用：DNA分子的碱基计算分子的碱基计算 即：脱氧核苷酸序列即：脱氧核苷酸序列（1）DNA分子的多样性分子的多样性3、蕴藏在、蕴藏在DNA分子中的分子中的遗传信息遗传信息4种种脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的比例比例（3）“基因基因-DNA-DNA-染色体染色体”的关系的关系 脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的数目数目 ：n对对脱氧核苷酸的脱氧核苷酸的排序排序：4n原因：原因：意义：意义：在在分子水平上分子水平上决定生物多样性和个体之间的差异决定生物多样性和个体之间的差异（2）基因）基因概念：概念：功能：功能：携带携带遗传信息遗传信息，并具有，并具有遗传效应遗传效应的的DNA片段片段携带遗传信息；携带遗传信息； 通过通过控制蛋白质合成决定生物性状控制蛋白质合成决定生物性状End作为遗传物质要具备的特性作为遗传物质要具备的特性1 1、能、能储存大量存大量遗传信息信息具有具有多多样性性2 2、能精确地自我复制、能精确地自我复制具有具有连续性性3 3、分子、分子结构、化学性构、化学性质相相对稳定定具有具有稳定性定性4 4、若、若结构构发生改生改变，则能通能通过复制把复制把这种改种改变传给后代后代能能产生生可可遗传的的变异异据以上推测，认为较之蛋白质，据以上推测，认为较之蛋白质，DNADNA更有可能是遗传物质。更有可能是遗传物质。DNA空间结构模型空间结构模型蛋白质空间结构模型蛋白质空间结构模型肺炎双球菌转化实验（肺炎双球菌转化实验（1928，格里菲思），格里菲思）结论：结论： S型菌中的某种物质使型菌中的某种物质使R型菌发生了转化。型菌发生了转化。究竟是什么物质呢？接下来如何进一步探索？究竟是什么物质呢？接下来如何进一步探索？将型菌所有成分分开单独研究将型菌所有成分分开单独研究S型菌株型菌株杀死灭活杀死灭活 分离提取分离提取多糖多糖脂类脂类蛋白质蛋白质RNARNADNADNA活的活的R型菌株中型菌株中R菌落菌落R菌落菌落R菌落菌落R菌落菌落R菌落菌落S菌落菌落肺炎双球菌转化实验（肺炎双球菌转化实验（1944，埃弗里），埃弗里）据图分析：据图分析： 描述该实验的结果。描述该实验的结果。 实验结果说明了什么？实验结果说明了什么？S S型菌的型菌的DNADNA是促使是促使R R型菌转化的转化因子型菌转化的转化因子 ：C C、H H、O O、N N、P P：C C、H H、O O、N N、S S DNA噬菌体结构噬菌体结构蛋白质蛋白质据图分析：据图分析：为把为把DNADNA和蛋白质区分开，赫尔希和蔡斯使用了和蛋白质区分开，赫尔希和蔡斯使用了 哪项先进技术？哪项先进技术？可选择可选择哪种元素哪种元素的同位素分别标记蛋白质和的同位素分别标记蛋白质和DNADNA， 从而起到从而起到区分蛋白质和区分蛋白质和DNADNA的目的？的目的？3235同位素标记的方法同位素标记的方法用用32P标记标记DNA，35S标记蛋白质标记蛋白质同位素实验证明同位素实验证明:噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质是DNA子代子代噬菌体噬菌体 继续继续培养培养子代子代噬菌体噬菌体 继续继续培养培养噬菌体蛋白质噬菌体蛋白质未进入未进入细菌细菌噬菌体噬菌体DNA进入进入细菌细菌无无放射性放射性有有放射性放射性蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质DNA是遗传物质是遗传物质搅拌搅拌噬菌体侵染细菌的过程噬菌体侵染细菌的过程12345某科学家用噬菌体侵染大肠杆菌，并用同位素某科学家用噬菌体侵染大肠杆菌，并用同位素32P和和35S作如下标记：作如下标记：（1）子代噬菌体的）子代噬菌体的DNA分子中将会分子中将会 含有上述含有上述 元素。元素。（2）子代噬菌体的衣壳上将会含有）子代噬菌体的衣壳上将会含有 上述上述 元素。元素。细菌的脱氧核苷酸细菌的脱氧核苷酸子代噬菌体子代噬菌体DNADNA细菌的氨基酸细菌的氨基酸子代噬菌体蛋白质子代噬菌体蛋白质32P 、31P 35s亲代噬菌体亲代噬菌体DNADNA注入注入 磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基DNA基本组成物质和基本组成单位基本组成物质和基本组成单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶AGTC4腺嘌呤腺嘌呤 脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤 脱氧核苷酸脱氧核苷酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶 脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞嘧啶胞嘧啶 脱氧核苷酸脱氧核苷酸A G T CDNA平面结构平面结构TAGCTGCA参考课本参考课本P41P41图图6-56-5完成完成DNADNA平面结构建构：平面结构建构：用黑色笔将磷酸、脱氧用黑色笔将磷酸、脱氧 核糖、含氮碱基连接成核糖、含氮碱基连接成 脱氧核苷酸；脱氧核苷酸；用用蓝色笔蓝色笔将脱氧核苷酸将脱氧核苷酸 连接成脱氧核苷酸链；连接成脱氧核苷酸链；根据碱基配对原则，根据碱基配对原则， 用用红色笔红色笔连接两条脱氧连接两条脱氧 核苷酸链。核苷酸链。碱基配对原则：碱基配对原则： 配对，配对， 配对。配对。A与与TC与与G红色线条表示？红色线条表示？请注意每对碱基请注意每对碱基之间线条的数量之间线条的数量DNA平面结构平面结构ATGCDNADNA的平面结构是否很像的平面结构是否很像“梯子梯子”？请尝试说说这架？请尝试说说这架梯子两边梯子两边“扶手扶手”、中间中间“踏板踏板”的构成。的构成。碱基对碱基对排列在内侧排列在内侧脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧交替排列在外侧TAGCTGCADNA的立体结构的立体结构双螺旋结构双螺旋结构0.34nm3.4nm360碱基配对原则的解题应用：碱基配对原则的解题应用：DNA分子的碱基计算分子的碱基计算（1）互补链：）互补链：一条链的脱氧核苷酸序列一条链的脱氧核苷酸序列 决定（碱基互补）决定（碱基互补） 另一条链的脱氧核苷酸序列另一条链的脱氧核苷酸序列（2）计算）计算DNA分子中四种碱基之间的数量关系分子中四种碱基之间的数量关系 已知已知DNADNA分子中一条链上的碱基数量关系，求另一条链分子中一条链上的碱基数量关系，求另一条链 的碱基数量关系。的碱基数量关系。 （3）常见题型：）常见题型：已知已知DNADNA分子中某碱基的含量，求另外三种碱基的含量。分子中某碱基的含量，求另外三种碱基的含量。碱基配对原则应用：碱基配对原则应用：DNA分子的碱基计算分子的碱基计算双链双链DNADNA分子中分子中互补碱基互补碱基的数量关系？的数量关系？双链双链DNADNA分子中分子中嘌呤数和嘧啶数嘌呤数和嘧啶数的关系？的关系？双链双链DNADNA分子中分子中两互补碱基之和两互补碱基之和的数量关系？的数量关系？ 双链双链DNADNA分子中分子中一条链的一条链的“A A：T T：C C：G G”比值比值与与另一条链的另一条链的“A A：T T：C C：G G”比值比值的关系？的关系？双链双链DNADNA分子中分子中一条链的一条链的“(A+G)/(T+C)(A+G)/(T+C)”比值比值与与另一条链的另一条链的“(A+G)/(T+C)(A+G)/(T+C)”比值比值的关系？的关系？相等相等 A=TA=T；G=CG=C不等不等 A+TG+CA+TG+C相等相等 A+G=T+CA+G=T+C1:2:3:42:1:4:31:2:3:42:1:4:3a a 1/a 1/aDNA分子中四种碱基之间的数量关系分子中四种碱基之间的数量关系碱基配对原则应用：碱基配对原则应用：DNA分子的碱基计算分子的碱基计算1 1、某双链、某双链DNADNA分子中分子中,A ,A 占占35% , 35% , 求其他求其他3 3种碱基的比例种碱基的比例? ?解法解法1 1：已知：已知A =35%A =35% 根据根据A =TA =T，得出，得出T=A=35%T=A=35% 全部碱基总数为全部碱基总数为100%100%（即（即1 1） 所以所以G = C = (1G = C = (1A+T)A+T)1/21/2=15% =15% 解法解法2 2：已知：已知A =35%A =35% 根据根据A+G = T+C = 50%A+G = T+C = 50%（即在双链（即在双链DNADNA中嘌呤数中嘌呤数= =嘧啶数）嘧啶数） 得出得出G = C = 50% - AG = C = 50% - A=15%=15%2 2、某个、某个DNADNA分子中，分子中，G G占整个分子碱基的占整个分子碱基的22%22%，那么胸腺，那么胸腺 嘧啶占整个分子碱基的（嘧啶占整个分子碱基的（ ） A 22% B 28% C 44% D 56% A 22% B 28% C 44% D 56%B B3 3、已知某、已知某DNADNA片段中，有腺嘌呤片段中，有腺嘌呤300300个，占全部碱基的个，占全部碱基的 30% 30%，求这个片段中，有鸟嘌呤多少个？，求这个片段中，有鸟嘌呤多少个？2002004 4、DNADNA的的1 1个个单链中中(A+G)/(T+C)=0.4(A+G)/(T+C)=0.4，上述比例在其互，上述比例在其互补链 和整个和整个DNADNA分子中分分子中分别是（是（ ） A. 0.4 A. 0.4 和和 0.6 B. 2.5 0.6 B. 2.5 和和 1.01.0 C. 0.4 C. 0.4 和和 0.4 D. 0.6 0.4 D. 0.6 和和 1.01.0图解假设法：图解假设法：B B碱基配对原则应用：碱基配对原则应用：DNA分子的碱基计算分子的碱基计算2626 5 5、对某生物组织中提取的、对某生物组织中提取的DNADNA进行分析，得知其分子中进行分析，得知其分子中4 4种碱基种碱基 数的比例是：数的比例是：G G与与C C数目之和占全部碱基数的数目之和占全部碱基数的46%46%；其中；其中1 1条链条链 （称（称H H链）的碱基中链）的碱基中28%28%是腺嘌呤。则与是腺嘌呤。则与H H链对应的链对应的L L链中，腺链中，腺 嘌呤占全部碱基数的（嘌呤占全部碱基数的（ ） A.22% B.24% C.26% D.28%A.22% B.24% C.26% D.28%碱基配对原则应用：碱基配对原则应用：DNA分子的碱基计算分子的碱基计算C C染色体、染色体、DNA与基因的关系与基因的关系基因基因DNADNA染色体染色体说说说说DNADNA、蛋白质和染色体的关系；基因与、蛋白质和染色体的关系；基因与DNADNA的关系的关系若用右上方图示表示基因、若用右上方图示表示基因、DNADNA和染色体的关系。和染色体的关系。 各圆圈中应分别填写什么？各圆圈中应分别填写什么？蛋白质蛋白质