遗传的分子基础课件
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遗传的分子基础PPT课件
13
2、核酸的种类 DNA和RNA
根据组成核苷酸的五碳糖的不同，核酸可以分为
两种:脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA是所有原核生物和真核生物的遗传物质，病
毒只含有RNA或DNA。RNA和DNA的主要区别:
（略）
1953年美国哈佛大学的
Waston和英国剑桥大学理论
物理学者Crick借助于伦敦皇
30
RNA二级结构 ： 单链RNA自行盘绕形成局部双螺旋的多“茎”多“环” 结构，螺旋部分称为“茎”或“臂”非螺旋部分称为“ 环”，在螺旋区，A与U配对，G与C配对。
31
tRNA的二级结构： 三叶草形状 RNA三叶草型的二级结构可分为：氨基酸接受区、反密码区 、二氢尿嘧啶区、TΨ C区和可变区。除氨基酸接受区外，其余 每个区都含有一个突环和一个臂。如图所示：
二、RNA合成的一般特点
1、所有的原料为核苷三磷酸；
2、只有一条DNA链被用作模板；
3、RNA链的合成不需要引物的引导； 4、RNA的合成也是从5，向3，端进行；
5、RNA的转录和合成由RNA聚合酶催化， 聚合酶首先在启动子处与DNA结合，形成 转录泡，并开始转录。
6、同样遵循碱基配对原则，只是U代替了
32
tRNA的 三级结构： 倒“L”形，所有的tRNA折叠后形成 大小相似及三 维构象相似的三级结构，这有利于携带 的氨基酸的tRNA进入核糖体的特定部位。 如图所示：
33
第三节 遗传信息的表达与调控
一、中心法则及其发展
遗传信息从DNA→mRNA→蛋白质的转录和翻译的 过程，以及遗传信息从DNA→DNA的复制过程，这 就是分子生物学的中心法则(central dogma)
2、核酸的种类 DNA和RNA
根据组成核苷酸的五碳糖的不同，核酸可以分为
两种:脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA是所有原核生物和真核生物的遗传物质，病
毒只含有RNA或DNA。RNA和DNA的主要区别:
（略）
1953年美国哈佛大学的
Waston和英国剑桥大学理论
物理学者Crick借助于伦敦皇
30
RNA二级结构 ： 单链RNA自行盘绕形成局部双螺旋的多“茎”多“环” 结构，螺旋部分称为“茎”或“臂”非螺旋部分称为“ 环”，在螺旋区，A与U配对，G与C配对。
31
tRNA的二级结构： 三叶草形状 RNA三叶草型的二级结构可分为：氨基酸接受区、反密码区 、二氢尿嘧啶区、TΨ C区和可变区。除氨基酸接受区外，其余 每个区都含有一个突环和一个臂。如图所示：
二、RNA合成的一般特点
1、所有的原料为核苷三磷酸；
2、只有一条DNA链被用作模板；
3、RNA链的合成不需要引物的引导； 4、RNA的合成也是从5，向3，端进行；
5、RNA的转录和合成由RNA聚合酶催化， 聚合酶首先在启动子处与DNA结合，形成 转录泡，并开始转录。
6、同样遵循碱基配对原则，只是U代替了
32
tRNA的 三级结构： 倒“L”形，所有的tRNA折叠后形成 大小相似及三 维构象相似的三级结构，这有利于携带 的氨基酸的tRNA进入核糖体的特定部位。 如图所示：
33
第三节 遗传信息的表达与调控
一、中心法则及其发展
遗传信息从DNA→mRNA→蛋白质的转录和翻译的 过程，以及遗传信息从DNA→DNA的复制过程，这 就是分子生物学的中心法则(central dogma)
遗传的分子基础PPT
碱基互）补配对： U－A、A－U
遗传信息流动： mRNA
蛋白质
第二十五页，共27页。
基因的表达
4.相关计算：
(1)基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系：
基因中编码蛋白质的碱基数量： 6m
mRNA上的碱基数量： 3m
mRNA上的密码子数量： m
m 合成的蛋白质中的氨基酸数量：
参与转运氨基酸的tRNA数量： m
种只起终止的作用
不决定为终止密码
子。
遗传密码的特性
通用性
简并性
UU A G A U A UC
mRNA
第二十三页，共27页。
基因的表达
新问题：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质
的“生产线----核糖体”上？
结合氨基 酸的部位
每种tRNA只能识别并转运 一种特定的氨基酸!
反密码子
一共有多少种tRNA?
烟
感染
病 毒 TMV的RNA+RNA酶
感染
草
TMV
烟草未感染 烟草被感染 烟草未感染
第十页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
真核生物
（核 物两有酸的种核细是遗酸胞同一 传生时存物切 物在）生 质物 是原的D核N生遗A，物传所物以质D遗，N传A绝是物大主质多要是D数的NA生遗
传物质。
非细胞生物
（只有一种核酸）
a×2n－1。
第十七页，共27页。
DNA分子的复制
3.与DNA复制相关的计算：
(3)如果DNA分子解旋时，一条链上的碱基发生差错，经n次
复制后，发生差错的DNA分子占 。1/2
第十八页，共27页。
例：如果将1个含有1对同源染色体的精原细胞的ＤＮＡ分
遗传信息流动： mRNA
蛋白质
第二十五页，共27页。
基因的表达
4.相关计算：
(1)基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系：
基因中编码蛋白质的碱基数量： 6m
mRNA上的碱基数量： 3m
mRNA上的密码子数量： m
m 合成的蛋白质中的氨基酸数量：
参与转运氨基酸的tRNA数量： m
种只起终止的作用
不决定为终止密码
子。
遗传密码的特性
通用性
简并性
UU A G A U A UC
mRNA
第二十三页，共27页。
基因的表达
新问题：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质
的“生产线----核糖体”上？
结合氨基 酸的部位
每种tRNA只能识别并转运 一种特定的氨基酸!
反密码子
一共有多少种tRNA?
烟
感染
病 毒 TMV的RNA+RNA酶
感染
草
TMV
烟草未感染 烟草被感染 烟草未感染
第十页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
真核生物
（核 物两有酸的种核细是遗酸胞同一 传生时存物切 物在）生 质物 是原的D核N生遗A，物传所物以质D遗，N传A绝是物大主质多要是D数的NA生遗
传物质。
非细胞生物
（只有一种核酸）
a×2n－1。
第十七页，共27页。
DNA分子的复制
3.与DNA复制相关的计算：
(3)如果DNA分子解旋时，一条链上的碱基发生差错，经n次
复制后，发生差错的DNA分子占 。1/2
第十八页，共27页。
例：如果将1个含有1对同源染色体的精原细胞的ＤＮＡ分
普通遗传学第五章遗传的分子基础课件
生物多样性
不同物种间基因突变的积累和 遗传变异，形成了生物多样性。
遗传性疾病
突变可以导致遗传性疾病的发 生，如囊性纤维化、镰状细胞 贫血等。
进化与适应性
自然选择下，突变的有益变异 可被固定并传递给后代，促进 物种的进化与适应性。
生物进化
种群中基因突变的积累和自然 选择作用，推动生物种群的进 化与适应环境变化的能力。
DNA复制的过程
DNA复制过程中，DNA 聚合酶以起始点为起点， 沿着DNA链的5'到3'方向 合成新的DNA链，同时需 要引物、脱氧核糖核苷酸 等基本原料。
DNA复制的调控
DNA复制受到多种因素的 调控，包括细胞周期、环 境因素等，以确保DNA复 制的准确性和完整性。
基因表达与调控
基因表达的概念
02 基因突变与DNA修复
基因突变的类型和机制
点突变
DNA分子中一个或几个碱基对的替换、缺失 或插入，导致基因结构的改变。
染色体变异
染色体数量或结构的改变，包括染色体易位、 倒位、重复和缺失。
基因扩增
特定基因在染色体上的重复复制，可能导致基因 表达的增加。
转座子插入
DNA片段在基因组中的移动插入，可引起基因表达 的改变或基因结构的破坏。
基因重组
DNA分子的断裂和重新连接，导致基因顺序的改 变。
基因突变机制
DNA复制过程中的错误、化学物质或辐射诱导的损伤、 碱基类似物的掺入等。
DNA损伤修复
直接修复
直接修复DNA碱基 上的损伤，如嘧啶二 聚体的切除修复。
切除修复
识别并切除DNA损 伤部位，然后由 DNA聚合酶填补空 隙，最后由DNA连 接酶封闭缺口。
03 基因重组与转座
遗传的分子基础-PPT课件.ppt
(1)稀有性 (2)重演性 (3)可逆性 (4)多向性 (5)有害性和有利性 (6)突变的时期
稀有性
突变率(mutation rate)：指在特定的条件下一
个细胞的某一基因在一个世代中发生突变的概
率。
表3-1人类中某些遗传病的基因突变频率
遗传病
突变频率
白化病 苯丙酮尿症
血友病 色盲 鱼鳞病 肌肉退化症 小眼球症
三、基因突变的类型和遗传效应
(一)碱基替换
➢ 碱基替换发生在编码区可出现的效应： 同义突变(same sense mutation) 错义突变(missense mutation) 无义突变(nonsense mutation)
例：DNA ——ATG → ATT m RNA——UAC → UAA (酪氨酸)(终止信号)
➢ 短分散序列 ➢ 长分散序列
短分散序列
DNA序列长度300-500bp，拷贝数可达105 以上，但无编码作用，散在分布于人类 基因组中，平均间隔距离约2.2kb。
如：Alu家族(Alu family)
Alu家族
长达300bp，在一个基因组中重复30万~50万次。
长分散序列 DNA序列长5-7kb，拷贝数在102-104之间。 如：KpnⅠ家族(KpnⅠ family)
“基因”概念的发展
19世纪60年代初，孟德尔提出“遗传因子”(genetic factor) 1909年，Johansen提出了“基因”(gene) 1910年，摩尔根等证明基因位于染色体上，并呈直线排列。基 因既是一个结构单位，又是一个功能单位(重组单位和突变单 位)——遗传的染色体理论 1941年，Beadle和Tatum提出了“一个基因一个酶”的学说 1944年，Avery证明DNA是遗传物质 1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，明确了 DNA在活体内的复制方式 1957年，Crick提出中心法则，并于1961年提出三联遗传密码
稀有性
突变率(mutation rate)：指在特定的条件下一
个细胞的某一基因在一个世代中发生突变的概
率。
表3-1人类中某些遗传病的基因突变频率
遗传病
突变频率
白化病 苯丙酮尿症
血友病 色盲 鱼鳞病 肌肉退化症 小眼球症
三、基因突变的类型和遗传效应
(一)碱基替换
➢ 碱基替换发生在编码区可出现的效应： 同义突变(same sense mutation) 错义突变(missense mutation) 无义突变(nonsense mutation)
例：DNA ——ATG → ATT m RNA——UAC → UAA (酪氨酸)(终止信号)
➢ 短分散序列 ➢ 长分散序列
短分散序列
DNA序列长度300-500bp，拷贝数可达105 以上，但无编码作用，散在分布于人类 基因组中，平均间隔距离约2.2kb。
如：Alu家族(Alu family)
Alu家族
长达300bp，在一个基因组中重复30万~50万次。
长分散序列 DNA序列长5-7kb，拷贝数在102-104之间。 如：KpnⅠ家族(KpnⅠ family)
“基因”概念的发展
19世纪60年代初，孟德尔提出“遗传因子”(genetic factor) 1909年，Johansen提出了“基因”(gene) 1910年，摩尔根等证明基因位于染色体上，并呈直线排列。基 因既是一个结构单位，又是一个功能单位(重组单位和突变单 位)——遗传的染色体理论 1941年，Beadle和Tatum提出了“一个基因一个酶”的学说 1944年，Avery证明DNA是遗传物质 1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，明确了 DNA在活体内的复制方式 1957年，Crick提出中心法则，并于1961年提出三联遗传密码
第三章--遗传物质的分子基础(共73张PPT)
第8页，共73页。
结论：
在加热杀死的 ⅢS型肺炎双球菌 中有较耐高温的 转化物质能够进 入ⅡR型-->ⅡR 型转变为ⅢS型-> 无毒转变为有 毒。
16后，Avery等用生物化学方法证明这种引起转化的物质 是DNA，他们将SⅢ型细菌的DNA提取物与RⅡ型细菌混合 在一起，在离体培养条件下，成功的使少数RⅡ型细菌定向 转化为SⅢ型细菌。(如图）
（2）大肠杆菌的染色体结构：
染色体DNA 结合物质：
几种DNA结合蛋白、RNA。
第25页，共73页。
二、真核生物染色体
(一)染色质的基本结构
染色质(chromatin)是染色体在细胞分裂的间期所表现的形 态，呈纤细的丝状结构，故亦称为染色质线(chromatin fiber)。
染色质
DNA 占染色质重量的30~40% 组蛋白：H1、H2A、H2B、H3和H4
烟草花叶病毒（TMV）是由RNA与蛋白质组成的管状微粒， 它的中心是单螺旋的RNA，外部是蛋白质的外壳。（如图）
第13页，共73页。
如果将TMV的RNA与蛋白质分开，把提纯的RNA接种到烟叶上， 可以形成新的TMV而使烟草发病； 单纯利用它的蛋白质接种，就不能形成新的TMV，烟草继续保持 健壮。 如果事先用RNA酶处理提纯的RNA，再接种到烟草上，也不能 产生新的TMV。
第21页，共73页。
(二)DNA构型之变异
近来发现DNA的构型并不是固定不变 的，除主要以瓦特森和克里克提出的右手双 螺旋构型存在外，还有许多变型。
瓦特森和克里克提出的双螺旋构型称为B－DNA。 B－DNA是DNA在生理状态下的构型。
当DNA在高盐浓度下时，则以A－DNA形式存在。A－DNA是
DNA的脱水构型，它也是右手螺旋，但每螺圈含有11个核苷酸对。 A－DNA比较短和密。
结论：
在加热杀死的 ⅢS型肺炎双球菌 中有较耐高温的 转化物质能够进 入ⅡR型-->ⅡR 型转变为ⅢS型-> 无毒转变为有 毒。
16后，Avery等用生物化学方法证明这种引起转化的物质 是DNA，他们将SⅢ型细菌的DNA提取物与RⅡ型细菌混合 在一起，在离体培养条件下，成功的使少数RⅡ型细菌定向 转化为SⅢ型细菌。(如图）
（2）大肠杆菌的染色体结构：
染色体DNA 结合物质：
几种DNA结合蛋白、RNA。
第25页，共73页。
二、真核生物染色体
(一)染色质的基本结构
染色质(chromatin)是染色体在细胞分裂的间期所表现的形 态，呈纤细的丝状结构，故亦称为染色质线(chromatin fiber)。
染色质
DNA 占染色质重量的30~40% 组蛋白：H1、H2A、H2B、H3和H4
烟草花叶病毒（TMV）是由RNA与蛋白质组成的管状微粒， 它的中心是单螺旋的RNA，外部是蛋白质的外壳。（如图）
第13页，共73页。
如果将TMV的RNA与蛋白质分开，把提纯的RNA接种到烟叶上， 可以形成新的TMV而使烟草发病； 单纯利用它的蛋白质接种，就不能形成新的TMV，烟草继续保持 健壮。 如果事先用RNA酶处理提纯的RNA，再接种到烟草上，也不能 产生新的TMV。
第21页，共73页。
(二)DNA构型之变异
近来发现DNA的构型并不是固定不变 的，除主要以瓦特森和克里克提出的右手双 螺旋构型存在外，还有许多变型。
瓦特森和克里克提出的双螺旋构型称为B－DNA。 B－DNA是DNA在生理状态下的构型。
当DNA在高盐浓度下时，则以A－DNA形式存在。A－DNA是
DNA的脱水构型，它也是右手螺旋，但每螺圈含有11个核苷酸对。 A－DNA比较短和密。
遗传的分子基础 PPT课件
基面结构和病毒复制机制
E. W. Sutherland（美） 1971 R. Dulbecco（意） W. Arber（瑞士） H. O. Smith（美） 1975 1978 1978
发现3’,5’-环AMP和激素作用机制 肿瘤病毒和细胞遗传物质之间的相互作用 发现细菌限制性内切酶 发现限制性内切酶作用方式的特点
磷酸、戊糖和碱基
核酸有两类，一类为脱氧核糖核酸 （deoxyribonucleic acid, DNA)，另 一类为核糖核酸（ribonuleic acid RNA)。 DNA存在细胞核和线粒体内，携带和 传递遗传信息，决定细胞和个体的基因 型（genetype)。 RNA存在于细胞质和细胞核内，参 入细胞内DNA遗传信息的表达。 病毒中，RNA也可作为遗传信息的 载体。
功能：遗传信息的贮存和携带者
核糖核酸：RNA
(ribonucleic acid)
分布于胞质、核、胞液。 参与遗传信息的表达的各过程。 某些病毒RNA也可作为遗传信息 的载体。
DNA是遗传的物质基础
阿委瑞
Oswald Avery
R型细菌：无毒型肺炎球菌 S型细菌：有毒型肺炎球菌
（1877-1955）
科学证明，一切生物都含有核酸。
核
酸
核酸（nucleic acid)是以核苷酸为 基本组成单位,通过3′，5′-磷酸二酯键 连接而成的生物大分子。 4种三磷酸脱氧核糖核苷以3’、5’磷酸二 酯键相连构成一个没有分枝的绒性大分子，它 们的两个末端分别称5’末端（游离磷酸基） 和3’末端。
核酸的基本组成单位—核苷酸
Ala一级结构测定
合成遗传密码
M. W. Nirenberg（美）1968
生理学、医学
遗传分子基础ppt.ppt
D组：S型细菌的DNA+DNA酶→水解产物+R型细菌→ 注射到小鼠体内
3.观测小鼠的生活状况
实验结果
A组:存活,B组:死亡,C组:存活,D组:存活
只有B组小鼠死亡,说明B组有S型细菌,说明S型细菌的
实验分析 DNA使R型细菌发生转化变成了S型细菌;S型细菌的其
他物质不能使R型细菌发生转化
12
二、 艾弗里确定转化因子的实验
(1)如果“转化因子”是DNA，那么S型细菌的DNA+R 型细菌→注射到小鼠体内，小鼠死亡。
假设
(2)如果“转化因子”是蛋白质，那么S型细菌的蛋白质 +R型细菌→注射到小鼠体内，小鼠死亡。
(3)如果“转化因子”是多糖，那么S型细菌的多糖+11R 型细菌→注射到小鼠体内，小鼠死亡。
实验材料
S型细菌、R型细菌、小鼠
S型菌的DNA R型细菌
S型菌
R型细菌
S型菌的
R型细菌 蛋白质或荚膜多糖 只长R型菌
S型菌的 R型细菌 DNA+DNA酶
只长R型菌
13
实验结 S型细菌体内只有DNA才是“转化因子”,即DNA 论 是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
思考: 你认为在证明DNA是遗传物质还是
蛋白质是遗传物质的实验中最关键的设 计思路是什么？
第三章 遗传的分子基础
第一节 探索遗传物质的过程
1
生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理功能上 常常相似，这就是遗传现象。
生物的遗传特性，使生物界的物种能够保持相对稳 定。
生物的各项生命活动都有 它的物质基础。生物遗传的物 质基础是什么呢？
根据现代细胞学和 遗传学的研究得知，控 制生物性状的主要遗传 物质是脱氧核糖核酸 （DNA）。
《遗传的分子基础》PPT课件
三、烟草花叶病毒的感染和重建实验
1.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
（1）实验过程及现象：
蛋白质 感染 烟草叶不出现病斑 烟草
烟草花 提 叶病毒 取
RNA 感染 烟草叶出现病斑 烟草
（2）结论：
RNA+RNA酶 感染 烟草叶不出现病斑 烟草
__R_N_A_是烟草花叶病毒的遗传物质，_蛋__白_质__不是遗传物质。
放射性同位素 标记对象
_3_5_S _
噬菌体
被标记物 蛋白质
放射性的出现 位置
_悬__浮__液__中__
_3_2_P_
噬菌体
_D_N_A__
_沉__淀__中___
4.实验结论：__D_N_A_是__遗__传__物__质___ 由于噬菌体营寄生生活，标记噬菌体时不能用含标记物的培养 基直接培养噬菌体，需先标记细菌，然后用不含标记物的噬菌 体去侵染被标记的细菌。
肺炎双球菌转化实验 1.肺炎双球菌活体和离体转化实验的比较
活体转化实验
离体转化实验
培养细菌
用小鼠(体内)
用培养基(体外)
实验结论 联系
S型菌体内有“转化 因子”
S型菌的DNA是遗 传物质
(1)所用材料相同,都是R型和S型肺炎双球菌; (2)两实验都遵循对照原则、单一变量原则
活体转化实验注射R型菌和加热杀死的S型菌后，小鼠体内分离 出的细菌和“离体S型菌DNA+R型活菌”培养基上生存的细菌都 是R型和S型都有，但是R型多。
3.结果及分析
分组
结果
结果分析
含32P噬 悬浮液中无32P，32P主要
菌体+细 分布在宿主细胞内，在
菌
子代噬菌体中检测到32P
遗传的分子基础(遗传学基础课件)
转录(transcription)：在RNA聚合酶的催化下，以 的反编码链为模板，按照碱基互补配对原则， dNTPs为原料合成RNA的过程。
编码链：5' - ATG AAA CGA GTC TTA TGA -
反编码链： 3'- TAC TTT GCT CAG AAT ACT mRNA： 5'- AUG AAA CGA GUC UUA UGA -
2、侧翼序列与调控序列
每个结构基因的第一个和最后一个外显子的 侧，都有一段不被转录的非编码区，称为侧翼序 （Flanking sequence）。
它是基因的调控序列，对基因的有效表达起调 作用，包括：启动子、增强子、终止子等。
二、基因复制
1. 复制子(replicon) 2. 半保留复制(semiconservative replication) 3. 半不连续复制
的分子机制。
第三节、基因的结构特征和功能
一、基因的结构
enhancer CAAT box TATA box
exon
GC box
intron
HGCAoCgAbnToesxbsobxGoGxGGTTCG—GACTGTAGCAGAlATaAwATATC A
AATA
1、外显子和内含子
• 在结构基因中，编码序列称为外显子(exon)， 多肽链部分。非编码序列称为内含子(Intron 称插入序列。
授课提纲
第一节： 基因的概述 概念；类别；一般特性；DNA结构。
第二节：人类基因组DNA 单一序列；重复序列；多基因家族，假基因。
第三节：基因的结构和功能 基因的结构；基因的复制，基因表达。
第四节：基因突变 概念；特性；突变的结构；诱发突变的因素；
突变的分子机制。
编码链：5' - ATG AAA CGA GTC TTA TGA -
反编码链： 3'- TAC TTT GCT CAG AAT ACT mRNA： 5'- AUG AAA CGA GUC UUA UGA -
2、侧翼序列与调控序列
每个结构基因的第一个和最后一个外显子的 侧，都有一段不被转录的非编码区，称为侧翼序 （Flanking sequence）。
它是基因的调控序列，对基因的有效表达起调 作用，包括：启动子、增强子、终止子等。
二、基因复制
1. 复制子(replicon) 2. 半保留复制(semiconservative replication) 3. 半不连续复制
的分子机制。
第三节、基因的结构特征和功能
一、基因的结构
enhancer CAAT box TATA box
exon
GC box
intron
HGCAoCgAbnToesxbsobxGoGxGGTTCG—GACTGTAGCAGAlATaAwATATC A
AATA
1、外显子和内含子
• 在结构基因中，编码序列称为外显子(exon)， 多肽链部分。非编码序列称为内含子(Intron 称插入序列。
授课提纲
第一节： 基因的概述 概念；类别；一般特性；DNA结构。
第二节：人类基因组DNA 单一序列；重复序列；多基因家族，假基因。
第三节：基因的结构和功能 基因的结构；基因的复制，基因表达。
第四节：基因突变 概念；特性；突变的结构；诱发突变的因素；
突变的分子机制。
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1、脱氧核苷酸分子中，三个小分子之间 如何连接？
（1）首先要了解 脱氧核糖的结构简式
（2）其次要了解三个小分子之 间如何连接？
注：
表示一分子磷酸 表示一分子脱氧核糖
脱氧核糖的l号碳原子与含氮碱基 相连，5号碳原子与磷酸分了相连。
表示含氮碱基
2、脱氧核苷酸分子如何相互连接？
脱氧核苷酸分子相互连 接的方式是一个脱氧核 苷酸上的磷酸基团，连 在另一个脱氧核苷酸的 脱氧核糖上，这样通过
病
毒
RNA病毒： 只含RNA
噬菌体侵染细菌
DNA是遗传物质
肺炎双球菌转化
DNA是遗传物质，而蛋白质不是
烟草花叶病毒的感染和重建
DNA是主要的遗传物质 RNA病毒中，RNA是遗传物质。
1、噬菌体侵染细菌
为什么选择噬菌体作为实验材料？？？
讨论下列问题： １、噬菌体如何繁殖？ ２、如何得到32P标记的噬菌体和35S标记的噬菌体．
②S型活细菌 ③加热后杀死 的S型细菌 R型活细菌 ④ 加热后杀死 的S型细菌
小
分离出S型活细菌
注射
混合 注射
鼠
分离出S型活细菌
S菌中有一种“转化因子”使R菌转化为S菌。
格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转 化实验，此实验结果 A.证明了DNA是遗传物质 ( ) D
B.证明了RNA是遗传物质
练习2、有人试图通过实验来了解 H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过 程，设计实验如图：
一段时间后，检测子代 H5N1 病毒的放射性及 S 、 P元素，下表对结果 的预测中，最可能发生的是( )
D
选项 A
放射性 全部无
S元素 全部32S
P元素 全部31P
B C D
全部有 少数有 全部有
全部35S 全部32S 全部35S
凡是有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA？ 核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质？？
生物的遗传物质
主要载体： 染色体 (DNA+蛋白质) 真核生物 次要载体： 线粒体、叶绿体 (DNA)
4
原核生物： DNA (无染色体)
病毒的遗传物质是： DNA病毒： 只含DNA A.DNA B.RNA C.DNA和RNA D.DNA或RNA
3、RNA是遗传物质的实验证据
（3）烟草花叶病毒感染烟草的实验
①烟草花 叶病毒
感染
实验 过程 与实 验结 果
正常 烟草
被感染
产生花叶病 （对照组）
②烟草花叶病 感染 正常 毒的RNA 烟草
③烟草花叶 病毒的蛋白 质
感染
被感染
产生花叶病
（实验组）
正常 烟草
不被感染
不产生花叶病 （实验组）
实验 结论
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花 叶病毒的遗传物质。
遗传的分子基础
对遗传物质 的早期推断
肺炎双球菌 的转化实验
噬菌体侵染 细菌实验
基因是有遗传效应的核酸分子 片段 基因的本质 DNA的复制 DNA分子 的结构 DNA的复制过程
知 识 网 络
对DNA复制的 推测
转录（DNA → mRNA)
遗传信息的 转录和翻译
练习：艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实 验，结果如下表。从表可知 C( 实验组号 ① ② 接种菌型 R R ) 培养皿长菌情 况 R型 R型
加入S型菌物质 蛋白质 荚膜多糖
③
④
R
R
DNA
DNA(经DNA酶处理)
R型、S型
R型
A. ①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
A．1、3 B． 1、 4 C． 2 、 3 D ． 2、 4
二、DNA的分子结构和特点
• DNA是生物主要的遗传物质，对 其结构的掌握有助于对DNA的功能特 点有更好的认识。本考点的内容包括 ：对DNA分子结构特点的掌握（识记 ）；比较DNA与RNA的区别和联系； DNA碱基的有关计算等。其中有关计 算方面的内容是难点。
实验的方法、过程、结果 方法：同位素示踪法 过程： ①标记细菌: 用含35S的培养基培养大肠杆菌 用含32P的培养基培养大肠杆菌 含35S的细菌 含32P的细菌
②标记噬菌体
用含35S或32P的大肠杆菌分别培养T2噬菌体 或DNA含32P标记的T2噬菌体 蛋白质含有35S
③ 用35S或32P标记的T2噬菌体分别侵入未被标记大肠杆菌
＝ ≡ ＝ ≡
注：A T G C
＝ ≡ ＝
≡
1 、 DNA的每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个碱基 2 、一条双链 DNA上有几个游离的磷酸基团？ 3 、一条脱氧核苷酸链上 2个相邻碱基以什么相连？ 5、若该 DNA有200个碱基，则该碱基的排列方式最多有多少种？ 4、两条脱氧核苷酸链上的碱基以什么相连接？
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子 D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体 侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计 思路上的共同点是（ C ） A、重组DNA片段，研究其表型效应 B、诱发DNA突变，研究其表型效应 C、设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应 D、应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传 递
②n个核苷酸形成DNA双链时脱去(n－2)个水，在形成单链RNA
时，脱去(n－1)个水。
③DNA分子中，脱氧核苷酸的数目＝脱氧核糖的数目＝含氮碱基的数 目＝磷酸的数目 ④A－T间有两个氢键，G－C间有三个氢键，G－C的比例越高，
DNA分子越稳定。
⑤从碱基对比例的角度看，决定DNA分子特异性的是A＋T/G＋C。
（2）DNA分子的两条链按 照反向平行方式向右盘绕成 双螺旋结构，外侧由脱氧核 糖和磷酸的交替连接构成骨 架，内侧是碱基对。
（3）DNA分子中形成碱基对时，按严格的碱基互补配对原则配对，
因此我们可作如下推论：
1、一个双链DNA中
A=T C=G √
A+G=T+C √
A+C=T+G
A+T=C+G
√
2、有甲、乙二个DNA分子， 已知甲的一条链上（A+G）/（T+C）=a，甲的另一条链上(A+G)/(T+C)= 1／a 甲中（A+G）/（T+C）= 1
这种变异属于基因重组
含有控制荚膜 形成的S基因
S型细菌
R型细菌
（3）艾弗里的体外转化实验
S型活细菌 过 程 及 结 果
多糖
脂质
蛋白质
RNA
DNA DNA+DNA酶
分别与R型活细菌混合培养
R R R R R R S S R
S型菌中的转化因子是S型菌的DNA，说明DNA是 遗传物质，蛋白质不是遗传物质
练习：1、在下列生物学名词中指出哪一个是遗传物质（ C ） A、脱氧核苷 C、脱氧核糖核酸 B、脱氧核糖 D、脱氧核苷酸
请用生物示意图表示脱氧核糖核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧 核苷这几个名词间的关系。
脱氧核 糖核酸 包含的 关系
脱氧核 苷酸
脱氧 核苷
脱氧 核糖
练习：2、组成DNA结构的基本成分是（ Ｃ ） ①核糖 ②脱氧核糖 ③ 磷酸 ④腺嘌呤、鸟嘌呤 、胞嘧啶 ⑤胸腺嘧啶 ⑥尿嘌呤 A、① ③ ④ ⑤ B、 ① ② ④ ⑥ C、② ③ ④ ⑤ D、 ② ③ ④ ⑥
一、DNA的分子结构
基本单位
脱氧核苷酸
脱氧核苷
应根据碱基命名分别为：腺嘌呤脱氧核苷 酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷 酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤
磷酸
脱氧 核糖
含N碱基 C 胞嘧啶
病毒体内有几种核苷酸？ 细菌体内有几种核苷酸？ 人体内有几种核苷酸？
T 胸腺嘧啶
以上我们提到了一系列在称谓上非常相近的生物学名词：脱氧核糖 核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧核苷，这些名词往往是同学容 易混淆，但又是必须严格区分的名词。
控制某一特定性状的 DNA分子中的碱基排列 顺序是稳定不变的，每 个特定的DNA分子这种 特定的碱基排列顺序包 含着特定的遗传信息， 从而使DNA分子具有特 异性。
DNA 分子的多样性是由 碱基对的排列顺序的多 样性决定的。n个碱基 对可以构成 4n 种 DNA 分 子。如果一个 DNA 分子 中有 1000 个碱基对，那 么它的排列顺序就 41000 。
乙的一条链上(A+T)/(G+C)= a ，乙的另一条链上(A+T)/(G+C)= a a 乙中(A+T)/(G+C)=
(4)DNA分子的特性
稳定性
特异性
多样性
DNA分子的双螺旋结 构是相对稳定的。一 是基本骨架部分的两 条长链是由磷酸和脱 氧核糖相间排列的顺 序稳定不变；二是空 间结构一般都是右旋 的双螺旋结构。
（三）、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸间的关系：
在这条多 脱氧核苷 酸的长链 上脱氧核 苷酸有几 种排列方 式？
A
T
C G C
许多脱氧核苷酸以磷酸
二酯键形式的聚合作
用，形成多脱氧核苷酸 长链。每条脱氧核苷酸 链，都是由成百上千脱 氧核苷酸构成。
46 4n
T
二、DNA分子结构的主要特点
5/ ～ 3/走向 3/～5/走向
（1）由两条相反方向 (3/～5/和 5/ ～3/)平行的 脱氧核苷酸长链， 在配对的碱基之间以氢 键相连，碱基之间的配 对方式有两种，即A一定 与T配对，G一定与C配 对。 A与T之间形成两条 氢键．G与C之间形成三 条氢键。
翻译（ mRNA →蛋白质)
场所
模板
产物
一、核酸是遗传物质的证据