3.2遺傳信息編碼在DNA分子上高一生物（浙科版20(1)9必修2）

第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第二節(jié)遺傳信息編碼在DNA分子上知識回顧：1、格里菲斯的活體肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗2、艾佛里等人的離體細菌轉(zhuǎn)化實驗3、赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗4、弗倫克爾一庫蘭特的煙草花葉病毒的感染和重建實驗自然界中主要的遺傳物質(zhì)是DNA，部分病毒遺傳物質(zhì)是RNA。情境導(dǎo)入：DNA指紋技術(shù)常用于刑偵領(lǐng)域、親子鑒定、死者遺骸的鑒定，某醫(yī)院有三對夫妻同時產(chǎn)下嬰兒，但由于護士的疏忽，導(dǎo)致無法確定嬰兒甲、乙、丙的父母，為此進行了DNA鑒定，DNA指紋圖如下所示，請為孩子找到他們的父母。DNA是怎樣儲存遺傳信息的？DNA是如何決定生物性狀的？功能結(jié)構(gòu)思考1：核酸、脫氧核糖核酸、脫氧核糖核苷酸、脫氧核苷、含氮堿基、磷酸之間的關(guān)系？一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)1、基本單位：脫氧核苷酸核酸脫氧核糖核酸核糖核酸基本單位PP

腺嘌呤脫氧核苷酸

思考2：下列物質(zhì)的名稱是什么，請動手寫出來

胸腺嘧啶脫氧核苷酸

胞嘧啶脫氧核糖核苷酸

鳥嘌呤脫氧核苷酸

思考3：蛋白質(zhì)的多樣性取決于氨基酸種類、數(shù)量、排列順序以及蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，那DNA的多樣性如何體現(xiàn)呢？知識拓展：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)

資料1.美國化學(xué)家鮑林小組。鮑林在DNA纖維的X射線衍射分析的基礎(chǔ)上，提出了DNA的三股螺旋模型。

資料2.英國物理學(xué)家威爾金斯、英國化學(xué)家富蘭克林小組。其中，富蘭克林用改進的技術(shù)獲得了較好的DNA衍射圖像，并指出了DNA雙鏈的同軸排列模式，確定了螺旋的螺距和直徑，還發(fā)現(xiàn)堿基在螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)、磷酸基團在外側(cè)。

資料3.沃森、克里克小組。通過總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，他們發(fā)現(xiàn)DNA分子中各種不同直徑的堿基以不規(guī)則的方式沿多核苷酸鏈排列；類比生物體結(jié)構(gòu)上的成對性和X衍射照片上的反射交叉，估計出DNA分子是結(jié)合成雙鏈的；根據(jù)古倫德于1948年得出的堿基間以氫鍵相連的結(jié)論，著手建立氫鍵結(jié)合模型；獲得了富蘭克林實驗的關(guān)鍵性資料，建立了一個堿基在內(nèi)側(cè)、糖-磷酸骨架在外側(cè)的模型；根據(jù)堿基比和衍射圖等資料推測DNA的復(fù)制具有互補性，利用結(jié)晶學(xué)等思路解決了堿基互補問題。知識拓展：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)

資料4.

1953年4月25日，沃森和克里克的《核酸的分子結(jié)構(gòu)》一文終于發(fā)表，真正意義上的分子生物學(xué)誕生了，他們和威爾金斯于1962年共同榮獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。遺憾的是，在這項發(fā)現(xiàn)中做出杰出貢獻的富蘭克林在這一獎項產(chǎn)生的前幾年因癌癥去世。知識拓展：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)1953年，沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。沃森和克里克認為：DNA分子是由兩條長鏈組成的，這兩條長鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。其中，每條鏈上的一個核苷酸以脫氧核糖與另一個核苷酸上的磷酸基團結(jié)合，即脫氧核糖和磷酸基團交替連接形成主鏈的基本骨架，排列在主鏈的外側(cè)，堿基則位于主鏈內(nèi)側(cè)。一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)2、DNA單鏈的形成過程磷酸二酯鍵AP脫氧核糖GP脫氧核糖CP脫氧核糖TP脫氧核糖一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)2、DNA單鏈的形成過程思考3：DNA中一個脫氧核糖和幾個磷酸基團相連？1或2一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)3、DNA雙鏈的形成過程APGPCPTPAPGPCPTP磷酸基團端稱作5’端，羥基(-OH)端稱作3’端5’3’5’3’一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)3、DNA雙鏈的形成過程APGPCPTPAPGPCPTP氫鍵DNA分子一條鏈上的核苷酸堿基總是跟另一條鏈上的核苷酸堿基互補配對，由氫鍵連接。其中，腺嘌呤與胸腺嘧啶通過2個氫鍵相連，鳥嘌呤與胞嘧啶通過3個氫鍵相連，這就是堿基互補配對原則。5’3’5’3’在DNA分子中，A（腺嘌呤）和

T（胸腺嘧啶）的數(shù)目相等，G（鳥嘌呤）和

C（胞嘧啶）的數(shù)目相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量，這就是DNA中堿基含量的卡伽夫法則。一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)3、DNA雙鏈的形成過程思考4：DNA分子的一條單鏈上相鄰脫氧核苷酸通過什么鍵相連？兩條DNA鏈上相鄰脫氧核苷酸通過什么鍵相連？一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)3、DNA雙鏈的形成過程磷酸二酯鍵氫鍵一、雙螺旋結(jié)構(gòu)模型揭示了DNA分子的結(jié)構(gòu)4、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成12345678910活動1：下圖是DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出1—10的名稱胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖磷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸堿基對氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段12345678109GTCA二、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型活動2：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型磷酸基團脫氧核糖四種堿基氫鍵和磷酸二酯鍵活動要求：1、利用彩紙制作不同性狀的卡片，分別代表磷酸基團、脫氧核糖、堿基和氫鍵（磷酸二酯鍵）2、利用制作好的材料搭建平面結(jié)構(gòu)的雙鏈DNA分子3、利用搭建好的模型介紹DNA分子結(jié)構(gòu)三、堿基排列順序編碼了遺傳信息

組成DNA的脫氧核苷酸雖然只有4種，但是不同的DNA分子可以由不同數(shù)量的脫氧核苷酸組成。DNA中的各種堿基數(shù)目不同，排列方式也不同。例如，有100個堿基對的脫氧核苷酸鏈，便有4100種排列方式，而在自然界，每個DNA分子的堿基有成千上萬個，它們的排列方式就構(gòu)成了巨大的數(shù)字，因而表現(xiàn)出DNA的多樣性。來自同一個體、不同器官的DNA的基本組成是一致的，而且具有本物種特性，即每個特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序，這就構(gòu)成了DNA分子的特異性。習(xí)題鞏固1、下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述中,錯誤的是（

）A.DNA的兩條長鏈反向平行B.脫氧核糖和磷酸構(gòu)成了DNA的基本骨架C.DNA單鏈中的脫氧核苷酸之間通過氫鍵相連D.兩條長鏈之間的堿基通過氫鍵相連2、在一個雙鏈DNA分子中,G和C占全部堿基的44%,其中一條鏈的堿基中A占26%、C占20%,那么,其互補鏈中A和C分別占該鏈堿基總數(shù)的（

）A.28%和22%B.30%和24%C.26%和20%D.24%和30%CB3、如圖所示為大腸桿菌的DNA分子(片段)結(jié)構(gòu)示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中1表示____________,2表示___________,1、2、3結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)叫______________。(2)圖中3有____種,中文名稱分別是_____________________。(3)含有200個堿基的某DNA片段中堿基間的氫鍵共有260個。①該