遗传的物质基础PPT课件
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DNA是唯一的遗传物质吗？
三、RNA是遗传物质 烟草花叶病毒侵染实验
Heinaz Fraenki-Conrat (1957)
四、DNA作为主要遗传物质的旁证
生物细胞内的核酸量维持稳定，RNA及蛋白质则 随不同组织、年纪、生理状况而变化。 配子里DNA的含量一般是体细胞里DNA含量的一半， 即DNA含量与染色体倍数是一致的。 紫外线诱变作用在波长260nm附近效果最好。这 个波段是DNA的吸收峰而不是蛋白质的吸收峰。
3.DNA的高级结构
DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲 盘旋所形成的特定空间结构。超螺旋结构 是DNA高级结构的主要形式，超螺旋又可分 为负超螺旋和正超螺旋两种。
DNA的高级结构
正超螺旋，与右手螺旋方向一致，使双螺旋结 构更加紧密；
负超螺旋，作用相反。共价闭合环状DNA （cccDNA）,如质粒DNA。共价闭合环状DNA若 被一条单链，或在双链上交错切割，便会形成 开环状DNA；
和3′Poly(A)尾结构； 占细胞RNA的5-10%，易被RNA酶降解。
RNA的结构
2.核糖体RNA（rRNA）
核糖体是蛋白质合成与装配的场所，rRNA是装配蛋 白质的核糖体的主要成分之一；
（2）核外DNA，存在于细胞核外的细胞 器中（线粒体），呈现母系遗传，是研 究进化及遗传多样性的最佳材料。
三、RNA的结构
通常为小分子单链，由A、C、G、U构成。
RNA的结构
1.信使RNA（mRNA）
结构基因转录形成的单链RNA，是合成蛋白质的模板； 原核生物为多顺反子mRNA； 真核生物为一条RNA聚合链，有5′帽子（7-甲基鸟苷）
第二节 核酸的结构
Nucleic acids 核酸
脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
一、核酸的化学组成
1.核酸：由许多个单核苷酸聚合而成的多核 苷酸。每个单核苷酸由碱基、戊糖和磷酸 三部分构成。
核酸的化学组成
2.DNA和RNA所含戊糖的种类不同。 DNA中戊糖为D-2-脱氧核糖；RNA所含的戊糖为
•碱基面向骨架内侧
DNA
5’
序 列
3’
DNA的结构
2.DNA的二级结构 两条核苷酸链反向平行盘绕形成的双螺旋结构。
单核苷酸 多聚核苷酸
双链配对
DNA双螺旋结构模型要点：
⑴DNA分子是由两条同轴反向互相缠绕的多核 甘酸链组成的双螺旋结构，A与T，G与C配对；
⑵糖和磷酸排在外面构成骨架,两链相应的核 甘酸的碱基互相配对由氢键连接排列在内侧；
⑶双螺旋直径为20A，螺距为34A,包含10对碱 基。
AT间有两个氢键相连 CG间有两个氢键相连
[A]=[T]、[G]=[C]，A+G=C+T，嘌呤和嘧 啶的总含量相等，这一规律称为 Chargaff当量规律。
两条核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结 构。已知的7种DNA双螺旋构象分两类：右手螺 旋（A、B、C、D、E、T型）；局部左手（Z型）。 ①B—DNA：右旋，下的正常生理状态常见形式， 活性最高。②A－DNA：右旋，脱水状态下的常 见形式。③Z—DNA：左旋，这种结构可能与真 核生物中基因表达调控有关。
拓扑异构酶作用下可以相互转变； 同等分子量电泳，超螺旋DNA>线>开环状。
4.DNA分子的特性：
多样性：碱基对的排列顺序千变万化
特异性：每个DNA分子有其特定的
碱基对排列顺序
稳定性：
两条多核苷酸链的主干是稳定不变 的，两条链上的碱基之间通过氢键互补 配对，相互制约。
5.DNA的来源：
（1）核DNA，主要来源，存在于核内物 质染色体上，通常所说的基因组DNA。
实验过程及结果：
亲代
寄主来自百度文库
子代
噬菌体 细胞内 噬菌体
实验 结论
第一组 35 S标记 无35S标 外壳蛋白 DNA分 实验 蛋白质 记蛋白质 质无35S 子具有 连续性，
第二组 32 P标记 无32P标 DNA有 是遗传 实验 DNA 记DNA 32P标记 物质
噬菌体侵染细菌实验的结论：
DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质 不是遗传物质。DNA是一种连续性的物 质。
一、肺炎双球菌的转化
肺炎双球菌 R型（粗糙型）：无荚膜，无毒性，个体 小，分RI, RII, RIII ； S型（光滑型）：多糖组成荚膜，有毒性， 个体大，分SI, SII, SIII 。
实验结论： DNA是使R型细菌产生稳定遗传变
化的物质，DNA是转化因子。
以上转化实验表明：
DNA 是 遗 传 物 质 。
D-核糖。
核酸的化学组成
3.碱基：包括嘌呤碱和嘧碇碱。 DNA含：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧
啶（T） ；RNA含：A、C、G、和尿嘧啶（U）。
二、DNA的结构
DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，每 个脱氧核苷酸含有一个碱基，一个脱氧 核糖和一个磷酸基。
DNA的结构
脱氧核苷酸的种类
二、噬菌体的侵染
Hershey and Chase (1952)
研究方法：同位素标记法
蛋白质的组成元素： C、H、O、N、S （标记35S ） DNA的组成元素： C、H、O、N 、P（标记32P）
蛋白质有硫而 没有磷
DNA有磷而 没有硫
-35S -32P
①标记噬菌体方法：
❖在分别含有放射性同位素32P和35S 的培养基中培养细菌 ❖分别用上述细菌培养T2噬菌体，制 备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体
遗传的物质基础
第一节 遗传物质——核酸
生命为什么能够代代延续? 遗传物质的主要载体—— 染色体
？DNA ？RNA ？蛋白质
遗传物质需具备的基本条件
精确复制，确保世代传递 时间、空间的稳定性 强大的储存信息的能力 能够变异
遗传物质——核酸
一、肺炎双球菌的转化 二、噬菌体的侵染 三、烟草花叶病毒的重建 四、DNA是遗传物质的旁证
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
1.DNA一级结构特点
DNA的一级结构指DNA分子中A、T、C、G4种 核苷酸的链接方式和排列顺序（4n）；线形 互补双链。
OH OH OH
OH
•单核苷酸通过3’5’磷酸二酯键按线 性顺序连接
•磷酸基团和戊糖在 双螺旋骨架的外侧
三、RNA是遗传物质 烟草花叶病毒侵染实验
Heinaz Fraenki-Conrat (1957)
四、DNA作为主要遗传物质的旁证
生物细胞内的核酸量维持稳定，RNA及蛋白质则 随不同组织、年纪、生理状况而变化。 配子里DNA的含量一般是体细胞里DNA含量的一半， 即DNA含量与染色体倍数是一致的。 紫外线诱变作用在波长260nm附近效果最好。这 个波段是DNA的吸收峰而不是蛋白质的吸收峰。
3.DNA的高级结构
DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲 盘旋所形成的特定空间结构。超螺旋结构 是DNA高级结构的主要形式，超螺旋又可分 为负超螺旋和正超螺旋两种。
DNA的高级结构
正超螺旋，与右手螺旋方向一致，使双螺旋结 构更加紧密；
负超螺旋，作用相反。共价闭合环状DNA （cccDNA）,如质粒DNA。共价闭合环状DNA若 被一条单链，或在双链上交错切割，便会形成 开环状DNA；
和3′Poly(A)尾结构； 占细胞RNA的5-10%，易被RNA酶降解。
RNA的结构
2.核糖体RNA（rRNA）
核糖体是蛋白质合成与装配的场所，rRNA是装配蛋 白质的核糖体的主要成分之一；
（2）核外DNA，存在于细胞核外的细胞 器中（线粒体），呈现母系遗传，是研 究进化及遗传多样性的最佳材料。
三、RNA的结构
通常为小分子单链，由A、C、G、U构成。
RNA的结构
1.信使RNA（mRNA）
结构基因转录形成的单链RNA，是合成蛋白质的模板； 原核生物为多顺反子mRNA； 真核生物为一条RNA聚合链，有5′帽子（7-甲基鸟苷）
第二节 核酸的结构
Nucleic acids 核酸
脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
一、核酸的化学组成
1.核酸：由许多个单核苷酸聚合而成的多核 苷酸。每个单核苷酸由碱基、戊糖和磷酸 三部分构成。
核酸的化学组成
2.DNA和RNA所含戊糖的种类不同。 DNA中戊糖为D-2-脱氧核糖；RNA所含的戊糖为
•碱基面向骨架内侧
DNA
5’
序 列
3’
DNA的结构
2.DNA的二级结构 两条核苷酸链反向平行盘绕形成的双螺旋结构。
单核苷酸 多聚核苷酸
双链配对
DNA双螺旋结构模型要点：
⑴DNA分子是由两条同轴反向互相缠绕的多核 甘酸链组成的双螺旋结构，A与T，G与C配对；
⑵糖和磷酸排在外面构成骨架,两链相应的核 甘酸的碱基互相配对由氢键连接排列在内侧；
⑶双螺旋直径为20A，螺距为34A,包含10对碱 基。
AT间有两个氢键相连 CG间有两个氢键相连
[A]=[T]、[G]=[C]，A+G=C+T，嘌呤和嘧 啶的总含量相等，这一规律称为 Chargaff当量规律。
两条核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结 构。已知的7种DNA双螺旋构象分两类：右手螺 旋（A、B、C、D、E、T型）；局部左手（Z型）。 ①B—DNA：右旋，下的正常生理状态常见形式， 活性最高。②A－DNA：右旋，脱水状态下的常 见形式。③Z—DNA：左旋，这种结构可能与真 核生物中基因表达调控有关。
拓扑异构酶作用下可以相互转变； 同等分子量电泳，超螺旋DNA>线>开环状。
4.DNA分子的特性：
多样性：碱基对的排列顺序千变万化
特异性：每个DNA分子有其特定的
碱基对排列顺序
稳定性：
两条多核苷酸链的主干是稳定不变 的，两条链上的碱基之间通过氢键互补 配对，相互制约。
5.DNA的来源：
（1）核DNA，主要来源，存在于核内物 质染色体上，通常所说的基因组DNA。
实验过程及结果：
亲代
寄主来自百度文库
子代
噬菌体 细胞内 噬菌体
实验 结论
第一组 35 S标记 无35S标 外壳蛋白 DNA分 实验 蛋白质 记蛋白质 质无35S 子具有 连续性，
第二组 32 P标记 无32P标 DNA有 是遗传 实验 DNA 记DNA 32P标记 物质
噬菌体侵染细菌实验的结论：
DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质 不是遗传物质。DNA是一种连续性的物 质。
一、肺炎双球菌的转化
肺炎双球菌 R型（粗糙型）：无荚膜，无毒性，个体 小，分RI, RII, RIII ； S型（光滑型）：多糖组成荚膜，有毒性， 个体大，分SI, SII, SIII 。
实验结论： DNA是使R型细菌产生稳定遗传变
化的物质，DNA是转化因子。
以上转化实验表明：
DNA 是 遗 传 物 质 。
D-核糖。
核酸的化学组成
3.碱基：包括嘌呤碱和嘧碇碱。 DNA含：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧
啶（T） ；RNA含：A、C、G、和尿嘧啶（U）。
二、DNA的结构
DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，每 个脱氧核苷酸含有一个碱基，一个脱氧 核糖和一个磷酸基。
DNA的结构
脱氧核苷酸的种类
二、噬菌体的侵染
Hershey and Chase (1952)
研究方法：同位素标记法
蛋白质的组成元素： C、H、O、N、S （标记35S ） DNA的组成元素： C、H、O、N 、P（标记32P）
蛋白质有硫而 没有磷
DNA有磷而 没有硫
-35S -32P
①标记噬菌体方法：
❖在分别含有放射性同位素32P和35S 的培养基中培养细菌 ❖分别用上述细菌培养T2噬菌体，制 备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体
遗传的物质基础
第一节 遗传物质——核酸
生命为什么能够代代延续? 遗传物质的主要载体—— 染色体
？DNA ？RNA ？蛋白质
遗传物质需具备的基本条件
精确复制，确保世代传递 时间、空间的稳定性 强大的储存信息的能力 能够变异
遗传物质——核酸
一、肺炎双球菌的转化 二、噬菌体的侵染 三、烟草花叶病毒的重建 四、DNA是遗传物质的旁证
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
1.DNA一级结构特点
DNA的一级结构指DNA分子中A、T、C、G4种 核苷酸的链接方式和排列顺序（4n）；线形 互补双链。
OH OH OH
OH
•单核苷酸通过3’5’磷酸二酯键按线 性顺序连接
•磷酸基团和戊糖在 双螺旋骨架的外侧