DNA_贮存遗传信息综述

1、第二节 DNA贮存遗传信息DNA是主要遗传物质的探索 P201格里菲斯-肺炎双球菌转化实验（体内转化） 2. 艾弗里等人-转化因子的探究实验(体外转化)3. 噬菌体侵染细菌实验1肺炎双球菌转化实验菌落粗糙(rough) 无荚膜菌落光滑(smooth) 有荚膜R型细菌S型细菌有毒（人患肺炎，小鼠患败血症）无毒1、R型菌注射小鼠 小鼠不死亡2、S型菌注射小鼠 小鼠死亡3、加热杀死的S型菌注射小鼠 小鼠不死亡 4、(S型死菌+R型活菌)注射小鼠 小鼠死亡格里菲思转化实验(体内转化) S型死菌中含有一种“转化因子”，能使R型菌转化为S型菌使小鼠致死。结论：这种“转化因子”是什么？从第4组实验小鼠尸体上

2、分离出有毒性的S型活细菌，这些S型细菌的后代也是S型细菌，可见这种性状的转化是可以遗传的。艾弗里转化因子的探究实验(体外转化)S型菌的DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。结论：由肺炎双球菌转化实验可知：DNA是遗传物质S型活细菌 分别与R型活细菌混合培养RRRRS多糖 蛋白质 DNA DNA+DNA酶RS分离的大量的R型，少量的S型（S只出现在蛋白质中） （99%的P在DNA中）在科学史上，是如何知道进入的是“DNA”,留在外面的是“蛋白质外壳”的？T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒T2噬菌体侵染细菌后，就会在自身的遗传物质的控制下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分，从而

3、进行大量的增殖。噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌的实验(动画演示）)例如:用32P标记培养基(能得到被32P标记的脱氧核苷酸)大肠杆菌噬菌体例如:用35S标记培养基(能得到被35S标记的氨基酸)大肠杆菌噬菌体亲代噬菌体35S标记蛋白质宿主细胞内无35S标记蛋白质子代噬菌体外壳蛋白质没有35ST2噬菌体颗粒被感染的细菌表明：蛋白质的外壳没有进入细菌亲代噬菌体宿主细胞内子代噬菌体32P标记DNA无32P标记DNADNA有32P标记表明：DNA进入细菌中思考1:为什么用思考2：为什么细菌裂解后，在释放出的大量T2噬菌体中，可以检测到结论：在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白

4、质。也就是说，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA传给后代的，DNA才是真正的遗传物质。RNA是遗传物质（少数病毒） 只要是有DNA，就以DNA为遗传物质。（真核生物，原核生物，DNA病毒如噬菌体） 当只有RNA时，才以RNA为遗传物质。（烟草花叶病毒，艾滋病毒等RNA病毒）烟草花叶病毒DNA是主要的遗传物质例：病毒的遗传物质是（ ） 人的遗传物质是（ ）A、DNA B、RNA C、DNA和RNA D、DNA或RNADA烟草花叶病毒感染烟叶的实验烟草花叶病毒感染烟叶的实验烟草花叶病毒烟草花叶病毒烟叶烟叶烟草花叶病毒感染烟叶的实验烟草花叶病毒感染烟叶的实验RNA蛋白质蛋白质证据三：烟草花叶病

5、毒感染烟叶的实验证据三：烟草花叶病毒感染烟叶的实验RNA蛋白质蛋白质感染感染不感染不感染结论：结论：RNA也是遗传物质，也是遗传物质， 蛋白质不是遗传物质。蛋白质不是遗传物质。烟草花叶病毒的重建烟草花叶病毒的重建1、烟草花叶病毒的结构、英文简写为？、烟草花叶病毒的结构、英文简写为？2、时间、科学家、研究材料、时间、科学家、研究材料3、实验过程、实验过程由由外壳蛋白质外壳蛋白质和和内部的内部的RNA构成，构成，TMV1957年、富兰克林年、富兰克林.科瑞特科瑞特 烟草花叶病毒烟草花叶病毒(S型和型和HR型型) RNA也是遗传物质也是遗传物质烟草花叶病毒的重建烟草花叶病毒的重建4、RNAs+蛋白质

6、蛋白质HR=杂合病毒杂合病毒哪种类型的病毒？哪种类型的病毒？5、RNA HR+蛋白质蛋白质s=杂合病毒杂合病毒哪种类型的病毒？哪种类型的病毒？6、实验结果以及实验结论、实验结果以及实验结论7、上述探索实验证明的问题上述探索实验证明的问题：8、遗传物质的、遗传物质的特点特点S型型HR型型烟草病斑与烟草病斑与RNA的类型的类型有关有关,与蛋白质无关与蛋白质无关.RNA也是遗传物质也是遗传物质DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质(1)分子结构具有分子结构具有相对的稳定性相对的稳定性;(2)能够自我复制能够自我复制,保持保持亲子代遗传信息的亲子代遗传信息的连续性连续性;(3)决定生物体的决定生物体的

7、性状性状,控制控制生命的新陈代谢过程生命的新陈代谢过程;(4)能够产生可遗传的变异能够产生可遗传的变异.DNA是主要的遗传物质回顾核心问题：谁在充当生物的遗传物质角色？说明DNA是遗传物质的实验证据： 肺炎双球菌的（体内、体外）转化实验 噬菌体侵染细菌的实验说明DNA不是唯一遗传物质的实验证据： 烟草花叶病毒的重建实验分析推理；实验设计。 DNA的提取的提取实验：实验：DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定一、实验原理：一、实验原理：（一）洗涤液中含有的十二烷基硫酸钠和碱，可以（一）洗涤液中含有的十二烷基硫酸钠和碱，可以使使细胞膜破裂、蛋白质变性细胞膜破裂、蛋白质变性，使蛋白质与使蛋白质与DNAD

8、NA分离分离开来；开来；（二）（二）DNADNA能溶于氯化钠溶液中，但不溶于酒精，能溶于氯化钠溶液中，但不溶于酒精，加入酒精可使加入酒精可使DNADNA析出析出；（三）（三）DNADNA遇二苯胺可以遇二苯胺可以变蓝变蓝。二、方法步骤：二、方法步骤：制制备备研研磨磨液液将30g切碎的香蕉或菜花放入研钵，加入2gNaCl，研磨成半流体状分分离离DNADNA向研钵中加入10mL蒸馏水,搅拌;再加入10mL洗涤剂,轻轻搅拌 过过滤滤用两层纱布过滤混合液后,加入10mL乙醇溶液,静置,有絮状物产生分分组 组 A试管加入5mL生理盐水,并将絮状物挑入,轻轻搅拌;B试管加入等量的生理盐水观观察察待试管冷却后

9、观察溶液颜色变化鉴鉴定 定 A、B试管中各加入4mL二苯胺，混匀后，放入沸水浴中加热5min结结果果分分析析A试管中溶液变蓝，说明提取的絮状物中含有DNA；B试管中颜色无变化三、三、DNA分子的粗提取与鉴定分子的粗提取与鉴定实验要点实验要点1实验材料选择实验材料选择实验材料选择实验材料选择富含富含DNA的材料的材料，哺乳，哺乳动物成熟红细胞没有细胞核，动物成熟红细胞没有细胞核，DNA含含量低，因而不宜作实验材料。量低，因而不宜作实验材料。2加入洗涤剂目的加入洗涤剂目的洗涤剂可破坏细胞膜，有利于核内物洗涤剂可破坏细胞膜，有利于核内物质释放，有利于质释放，有利于DNA和蛋白质的分离。和蛋白质的分离

10、。3两次使用两次使用NaCl(1)书中步骤书中步骤(1)加入加入2 g NaCl目的目的使研磨充分，破使研磨充分，破坏细胞结构，有利于坏细胞结构，有利于DNA释放。释放。(2)书中步骤书中步骤(4)中加入中加入5 mL的生理盐水，因的生理盐水，因DNA易溶于易溶于NaCl溶液中。溶液中。 4在在DNA鉴定时，运用了鉴定时，运用了对照实验对照实验的实验思想的实验思想5获取较纯净获取较纯净DNA的的关键步骤关键步骤(1)研磨要充分，研磨要充分，获取较多获取较多DNA。(2)加入洗涤剂，使加入洗涤剂，使DNA和蛋白质分开。和蛋白质分开。(3)沉淀沉淀DNA时必须使用时必须使用冷酒精冷酒精。(4)正确

11、搅拌：正确搅拌：沿一个方向轻轻搅拌，以沿一个方向轻轻搅拌，以便便获取较完整的获取较完整的DNA分子分子。核酸的分子组成核苷酸核苷酸是由哪几种分子结合而成的？构成核酸的结构单体是（基本单位）核苷酸和核酸的关系是什么？ 多个核苷酸互相连接成长链 核酸核苷酸的组成：一分子五碳糖、一分子磷酸基、一分子含氮碱基五碳糖磷酸含N碱基P、H、OC、H、OC、H、O、N构成核酸的基本元素？C、H、O、N、P思考： 五碳糖 脱氧核糖 核糖：构成脱氧核糖核苷酸：构成核糖核苷酸含N碱基 脱氧核糖核苷酸：A、G、C、T 核糖核苷酸: A、G、C、U碱基共五种核苷酸 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸4种4种8种2条条脱氧核糖核

12、苷酸脱氧核糖核苷酸链 脱氧核糖核酸 即DNA 核糖核苷酸核糖核苷酸链 1条四种四种（双螺旋结构）（单链结构） 核糖核酸 即RNA 虽然组成DNA和RNA的核苷酸单体只有8种，但是由许多的单体互相连接时，排列顺序就是极其多样化的。因此，核酸所储存的遗传信息容量很大。核酸种类DNA分子的结构1.基本单位：脱氧核糖核苷酸（4种） 腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸连接方式：聚合 磷酸二酯键多个脱氧核苷酸磷酸二酯键脱氧核苷酸链（1 1）规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构 两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链反向平行反向平行盘旋成双螺旋盘旋成双螺旋结构，外侧的基本骨架由磷酸

13、和脱氧核糖交替连结构，外侧的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成，内侧是碱基，接而成，内侧是碱基，DNADNA两条长链间的碱基通过两条长链间的碱基通过氢键碱基互补配对原则形成氢键碱基互补配对原则形成碱基对碱基对。（2 2）碱基互补配对原则：碱基互补配对原则： A-T C-GA-T C-G（A=T CGA=T CG）DNA分子结构示意图分子结构示意图AT、GC（更稳定）RNA分子的结构分子的结构观察图观察图226 RNA226 RNA分子结构分子结构1 1、碱基组成为？、碱基组成为？2 2、基本组成单位？、基本组成单位？3 3、碱基配对方式？几个氢键连接？、碱基配对方式？几个氢键连接？4 4、R

14、NARNA的催化功能的催化功能核酶核酶5 5、比较、比较DNADNA与与RNARNA结构的区别结构的区别核糖核苷酸核糖核苷酸A、U、G、CA二二U，G三三C能对能对RNA自身的特自身的特定序列进行自我剪定序列进行自我剪接接DNA与与RNA分子结构的比较分子结构的比较多样性多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。(碱基对的排列方式：碱基对的排列方式：4n，n为碱基对数目）为碱基对数目）特异性：特异性：特定的特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。分子具有特定的碱基排列顺序。不同的生物，碱基

15、对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。 区分物种的一个标准遗传信息：遗传信息：DNA分子中的分子中的碱基对碱基对(核苷酸核苷酸)排列顺序排列顺序就就代表了遗传信息。代表了遗传信息。 DNA分子的分子的特性特性稳定性：稳定性：原因：规则的双螺旋结构；脱氧核糖和磷原因：规则的双螺旋结构；脱氧核糖和磷酸交替排列构成骨架；碱基对之间形成氢键，从而维酸交替排列构成骨架；碱基对之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定；碱基之间严格按照碱基互补配持双螺旋结构的稳定；碱基之间严格按照碱基互补配对原则进行配对。对原则进行配对。DNA分子的特点分子的特点（见新坐标（见新坐标16页）页）基因与遗传信息的关系基因

16、与遗传信息的关系碱基数量关系的计算规律碱基数量关系的计算规律1、碱基互补配对原则、碱基互补配对原则2、各类碱基的数量关系、各类碱基的数量关系3、碱基比例体现、碱基比例体现DNA分子共性及差异分子共性及差异性性 （见新坐标（见新坐标17页）页）拓展： 你能根据你能根据碱基互补配对原则，碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规规律。律。 双链双链DNA中中 A T ，G C A + G T + C （ A + G） （ T C） （ ） （ ） 50也可以写成以下形式：也可以写成

17、以下形式：A + GT C1（ ）（ ）（ ）（ ）规律概括：在规律概括：在DNA双链中，嘌呤数双链中，嘌呤数= =嘧啶嘧啶, ,互补碱基数相等互补碱基数相等。任任意两个不互补碱基之和意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 .A+T+C+GA+T+C+GA + C T + GA + C T + G相等相等50有关有关DNADNA中的碱基计算中的碱基计算与结构有关的碱基计算与结构有关的碱基计算(A1+G1)/(T1+C1)=a，则，则(A2+G2)/(T2+C2)=(A+G)/(A+T+G+C)=1 / a1 / 2(A+G)/(T+C)= 1(A+C)/(T+G)= 1(A1+

18、T1)/(A2+T2)= 1(G1+C1)/(G2+C2)= 1(A1+T1)/(G1+C1)=b，则，则(A2+T2)/(G2+C2)=b整个整个DNA中中：A+T/G+C=b 整个整个DNA中：中：(A+G)/(T+C)= 1(T+C)/(A+T+G+C)= 1 / 2则则 (A2+T2)/(A2+T2+G2+C2)=(A+T)/(A+T+G+C)=a则则 (A1+T1)/(A1+T1+G1+C1)=aa例题：例题：已知在已知在DNADNA分子中的分子中的一条单链一条单链( (A A1 1+G+G1 1)/(T)/(T1 1+C+C1 1)= m)= m 时时, ,求求: :(1)(1)在

19、另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ? 1/m(2) (2) 这个比例关系在整个分子中又是这个比例关系在整个分子中又是多少多少? ?1(3)(3)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少? ?n(4)(4)这个比例在整个这个比例在整个DNADNA分子中又是多少分子中又是多少? ?n当在当在一单链中一单链中, ,如果如果( (A A1 1+T+T1 1)/(G)/(G1 1+C+C1 1)=n)=n 时时, ,求求: :练习练习1.1944年，美国科学家艾弗里等人的研究年，美国科学家艾弗里等人的研究工作表明，导致工作表明，导致R型细菌（无毒性）转化成型细菌（

20、无毒性）转化成为为S型细菌（有毒性）的主要因素是型细菌（有毒性）的主要因素是A.S型细菌的型细菌的DNA水解酶水解酶 B.S型细菌的型细菌的DNA和蛋白质和蛋白质C.R型细菌的水解酶和型细菌的水解酶和S型细菌的型细菌的DNA D.S型细菌的型细菌的DNA2.2.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验可以证明可以证明 （ ） A.DNAA.DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质 B. B. 噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质是DNADNAC C. .所有生物的遗传物质是所有生物的遗传物质是DNA DNA D. D. 噬菌体的成份是噬菌体的成份是DNADNA和蛋白质和蛋白质 3 3、地球上的、地

21、球上的一切生物的遗传物质一切生物的遗传物质都是都是 ( ) ( ) ： A. A. 核酸核酸 B. B. 脱氧核糖核酸或核糖核酸脱氧核糖核酸或核糖核酸 C. C. 脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 D. D. 脱氧核糖核酸和核糖核酸脱氧核糖核酸和核糖核酸A 4 4、侵染细菌后，合成、侵染细菌后，合成新噬菌体的蛋白质外壳新噬菌体的蛋白质外壳需要（需要（ ）A A 细菌的细菌的DNADNA和氨基酸和氨基酸B B 噬菌体的噬菌体的DNADNA及氨基酸及氨基酸C C 细菌的细菌的DNADNA和噬菌体的氨基酸和噬菌体的氨基酸D D 噬菌体的噬菌体的DNADNA和细菌的氨基酸和细菌的氨基酸D5、在、在DNA分子的

22、分子的一条单链一条单链中，相邻中，相邻的碱基的碱基A与与T是通过什么结构连接起是通过什么结构连接起来的来的()A氢键氢键B脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖C磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸D肽键肽键B 1 1、一个一个DNADNA分子中，有腺嘌呤分子中，有腺嘌呤15001500个个，腺嘌呤与鸟嘌呤之比为，腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3 3：1 1，则这，则这个个DNADNA分子中脱氧核糖的分子数目为分子中脱氧核糖的分子数目为_个。个。计算：计算：4000解析：解析： A=T=1500， A ：G=3 ：1 G=C=500，A+T+C+G= 4000碱基的数量碱基的数量= =脱氧核糖的数量脱氧核

23、糖的数量脱氧核糖的数量为脱氧核糖的数量为40004000个个2 2、某双链某双链DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤分子的碱基中，鸟嘌呤占占30%30%，则胸腺嘧啶为，则胸腺嘧啶为_3 3、一个一个DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤占分子的碱基中，腺嘌呤占20%20%，那么在含有，那么在含有100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分分子中，胞嘧啶应是子中，胞嘧啶应是_4 4、 DNADNA分子的分子的一条单链一条单链中，中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个求整个DNADNA分子中分子中G= _G= _ 20% 60个个29%5 5、从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNADNA进行分析进行分析, ,其四种碱基数的