新教材人教版高中生物必修二第三章基因的本质

第三章基因的本质3.1DNA是主要的遗传物质20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的，在这两种物质中，究竟哪一种物质是遗传物质呢？问题探讨1.20世纪20年代——蛋白质是遗传物质氨基酸的多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息2.20世纪30年代后——DNA才是遗传物质回顾：基本单位：化学组成：DNA的组成元素：一、对遗传物质的早期推测脱氧核糖核苷酸磷酸、脱氧核糖、含氮碱基CHONP类型R型肺炎双球菌S型肺炎双球菌菌体无荚膜有荚膜（多糖类）菌落粗糙（rough）光滑（smooth）毒性不致病可致病，使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡二、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验1.实验材料：两种肺炎链球菌

第一组第二组二、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验注射R型活细菌注射S型活细菌1、2组对照，说明R型细菌无毒性，S型细菌有毒性有毒S型死细菌

小鼠正常

活R+有毒S型死细菌小鼠死亡S型活细菌第三组第四组二、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验注射加热致死的S细菌将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射说明有部分R型细菌转化为S型细菌二、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验分析实验对照：第一组和第二组对照，说明

。第二组和第三组对照，说明

。第四组小鼠死亡是由于体内有S型活细菌，那么S型活细菌是怎么来的？结合第一、二、三、四组对照，格里菲思推论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有“_________”。R型菌无毒性而S型菌有毒性S型菌加热杀死后无毒性转化因子体外转化多糖脂质蛋白质RNADNA……多糖蛋白质RNADNA脂质S型细菌关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。03艾弗里思考1：在杀死的S型细菌中含有哪些物质？思考2：哪一个才是转化因子呢？那如何才能在这些物质中将它找出来呢？你有何想法？三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验实验过程：讨论1：加热致死的S型细菌细胞提取物可能有哪些成分？蛋白质、RNA、脂质、DNA。三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验实验过程：讨论2：第二到第五组实验中加入的酶有什么作用？破坏细胞提取物中相应的蛋白质、RNA、脂质和DNA。三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验实验过程：讨论3：第一组实验有什么作用？作空白对照三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验实验过程：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质（转化因子）。

实验结论：该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？遵循单一变量原则和对照原则。其巧妙之处在于：运用“减法原理”（P46），即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。三、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验R型细菌四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验1.实验者：赫尔希和蔡斯2.实验材料：T2噬菌体T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,T2噬菌体侵染大肠杆菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量的繁殖.吸附注入合成组装释放噬菌体侵染细菌过程吸附注入合成组装释放四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验4.实验方法：放射性同位素标记法32P35S

标记DNA

标记

蛋白质思路：分别标记噬菌体的外壳和DNA，看到底是谁起到了作用，谁就是遗传物质。蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：（32P标记）（35S标记）C、H、O、N、SC、H、O、N、P四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验（1）分别在含有放射性同位素35S和放射性同位素的32P的培养基上培养大肠杆菌。（2）用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记的噬菌体或DNA含有32P标记的噬菌体。（3）分别用35S或32P的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。思考：如何让噬菌体带上标记呢？短时间保温四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验6.实验过程（放射性同位素标记法）保温的目的是为了保证酶的活性，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。短时间保温四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验6.实验过程（放射性同位素标记法）35S标记的实验32P标记的实验标记部位放射性情况上清液沉淀物子代有无放射性原因蛋白质很高DNA很低蛋白质未进入细菌中DNA进入细菌中很高很低7.实验结果：8.实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，因此，DNA才是真正的遗传物质。四、噬菌体侵染大肠杆菌的实验35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌；培养（保温）时间过长，部分子代噬菌体已经释放。

思考：项目肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验设计思路处理方法结论设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究他们各自不同的遗传功能减法原则：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养同位素标记法：分别用35S、32P标记蛋白质和DNA证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质等不是遗传物质真核生物原核生物DNA病毒RNA病毒绝大多数生物的遗传物质是DNADNA是主要的遗传物质六、DNA是主要的遗传物质具有细胞结构的生物不具细胞结构：病毒DNADNARNA（大多数病毒，如T2噬菌体）（烟草花叶病毒，流感病毒和艾滋病病毒）分别侵染健康烟草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒：四、烟草五、烟草花叶病毒侵染烟草叶片实验实验结论：RNA也是遗传物质格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验（赫尔希和蔡斯）噬菌体侵染大肠杆菌的实验（加热致死的S型细菌含有某种促使R型活细菌的活性物质——转化因子）艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明DNA是遗传物质（转化因子）能证明蛋白质不是遗传物质证明DNA是遗传物质不能证明蛋白质不是遗传物质D4．下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是(

)A．格里菲思认为已经加热致死的S型细菌中含有转化因子B．体内转化实验表明S型细菌的DNA可以使小鼠死亡C．艾弗里的实验不能证明蛋白质不是遗传物质D．艾弗里的实验运用了“加法原理”A5.生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验如下图。有关分析不正确的是（）A.理论上，b中不应具有放射性B.b中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充

分有关C.b中含有放射性，与①过程中培养时间的长短有关D.上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质C1.将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠体内S型、R型细菌数量的变化情况如图所示。下列有关叙述正确的是(

)A．R型细菌中的转化因子促使R型细菌转化为S型细菌B．曲线ab段与bc段相比，小鼠体内抵抗R型细菌的物质更多C．曲线bc段绝大多数的R型细菌转化成了S型细菌D．cd段R型细菌数量上升的原因可能是S型细菌降低了小鼠的免疫能力D第三章基因的本质3.2DNA的结构回顾对DNA的认识OPCH2

OHOOHHOHHHHH碱基

磷酸

1.DNA的基本单位：脱氧核苷酸3.核苷酸的组成2.元素组成：一分子磷酸一分子脱氧核糖一分子含氮碱基C、H、O、N、PA腺嘌呤G鸟嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶4.含氮碱基OPCH2

OHOOHHOHHHHHA磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHC磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHT磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHG磷酸

腺嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸如何形成DNA分子？DNA的结构又是如何的呢？１９５３年美国科学家沃森（Ｊ．Ｄ．Ｗatson)和英国科学家克里克（Ｆ．Ｃrick)提出ＤＮＡ分子的双螺旋结构模型。被誉为20世纪最伟大的发现。20世纪初1951-19521952年1951年DNA的结构单位:四种脱氧核苷酸

沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构，尝试建构模型：双螺旋、三螺旋→失败（配对违反化学规律）物理模型X射线衍射技术威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱查哥夫在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C）DNA双螺旋结构模型的构建（X说明DNA是螺旋的）双螺旋结构早凋的“科学玫瑰”－－富兰克林（

R.E.Franklin）

她和同事威尔金斯在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到DNA衍射图谱。但“科学玫瑰”没等到分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。(英，R.E.Franklin,1920－1958）

为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。1962年03DNA的结构（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。立体结构平面结构5’ATGCTACG3’5’3’（1）由

条单链按_________方式盘旋成_______结构反向平行双螺旋25’3’5’3’CH2

HOHHHHH碱基

磷酸

5’4’3’2’1’DNA的一条单链具有两个末端：一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5’-端；另一端有一个羟基，称作3’-端。磷酸二酯键氢键磷酸ATATTAGGGCCATC

和

交替连接，构成基本骨架；(2)外侧：碱基内侧:脱氧核糖(3)碱基互补配对原则

两条链上的碱基通过

连接形成

，且A只和

配对、G只和

配对，碱基之间的一一对应的关系，就叫作

。氢键氢键TC碱基互补配对原则碱基对碱基对DNA的结构腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）氢键越多，结构越稳定，即含G、C碱基对比例越大，结构越稳定。A-T碱基对由2个氢键连接G-C碱基对由3个氢键连接DNA的结构（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋

结构。（2）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；

碱基排列在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的

规律：A(腺嘌呤）一定与T(胸腺嘧啶）配对；G(鸟嘌呤）一定与

C(胞嘧啶）配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补

配对原则。DNA的结构(4)总结：氢键ATATTAGGGCCATC碱基对五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、T、C、G三种物质：两条长链：一种螺旋：规则的双螺旋结构磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条反向平行的脱氧核苷酸链氢键关系:A=TG≡C451.稳定性：①外部稳定的基本骨架:磷酸和脱氧核糖交替连接形成；②内部碱基对稳定:通过氢键连接，严格遵循碱基互补配对原则A-T，G-C，加强稳定性；③空间结构稳定:规则的双螺旋结构；DNA的结构特性463.特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。2.多样性：DNA的结构特性碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。

①以1，2，3，4四个数字排列成四位数，有多少种组合方式？4

种400044种

在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有（4种）：A—T、T—A、G—C、C—G。请同学们计算DNA分子上的碱基对有多少种排列方式？②如果排列成四位数，有多少种组合方式？遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。提示：2个；1：1：1提示：G与C之间有三个氢键，而A与T之间只有两个氢键。因此G与C所占比例越大，DNA分子的结构稳定性越强。１２３４AGCT下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。５６７８９１０胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脱氧核糖磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对氢键一条脱氧核苷酸链的片段１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、练一练：设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+CA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%碱基互补配对原则应用A+GT+CA+GA+T+G+CA%=50%-G%变式：=1；=50%；②任意两个非互补碱基之和占碱基总量的50%

(A+G)%=(T+C)%=50%设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C

③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链碱基互补配对原则应用A1+C1T1+G1T2+G2A2+C2=A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2

=1/a

例题2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？2.5;1④“互补碱基之和”的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1（A+T）12==A2

+T2

例题3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%，其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量。24%（G+C）12G1+C1G2+C2==A＋T=54%,G+C=46%,G=23%A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链⑤任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半A%=(A1%

+A2%)/2设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C③双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链碱基互补配对原则应用A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==变式：1.若DNA分子中一条链的碱基A:C:T:G=1:2:3:4，则另一条链上的A:C:T:G=3:4:1:22.某双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链的24%，问另一条链中的C占多少？A+C=50%,C=27%,(C1+C2)/2=27%,已知C1=24%,所以C2=30%因为A1=15%,G1=40%,C1=25%,所以T1=20%根据碱基互补配对原则，T2=15%,C2=40%,G2=25%,A2=20%A%=(A1%+A2%)/2=(15+20)/2=17.5%G%=(G1%+G2%)/2=(40+25)/2=32.5%或G%=50-17.5=32.5%C%=G%=32.5%3.在一个DNA分子中，一条链中腺嘌呤占15%，鸟嘌呤占40%，胞嘧啶占25%。则互补链中的腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶分别是多少？在整个DNA分子中又是多少？如图：设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则（1）1链和2链上的哪些碱基数量总是相等的？两条链的碱基数目是否相等？

（2）在DNA双链中，哪些碱基数量总是相等的？（3）在1链上，A1等于T1吗？G1和C1的数量一样吗？(4)已知：1链上碱基共有100个，其中A1+A2共30个问：这个DNA分子中碱基一共有多少个？G1和G2共多少个？？A1T1G1C1T2A2C2G2有关DNA中的碱基计算规律A1=T2，T1=A2，G1=C2，C1=G2A1+T1+G1+C1=T2+A2+C2+G2A=A1+A2=T2+T1=T，同理：C=G不一定100*2=200个因为A1+A2=A1+T1=30所以G1+G2=G1+C1=100-(A1+T1)=100-30=70第三章基因的本质3.3DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。1.真核生物：主要在细胞核，少数在叶绿体、线粒体中;2.原核生物：主要在拟核内3.DNA病毒：宿主细胞内一、DNA复制的概念:二、DNA复制的时期:有丝分裂间期、减数第一次前的间期三、DNA复制的场所:随染色体的复制而复制四、对DNA分子复制的推测沃森和克里克的推测：1.复制时,DNA的双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂；2.解开的两条单链作为复制的模板,游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，合成新的一条链。半保留复制半保留复制

全保留复制二、DNA半保留复制的实验证据

要分析DNA的复制究竟是半保留复制的还是全保留的，就需要区分亲代与子代的DNA。探究DNA是如何复制的？1.从结果入手：若子代DNA两条链________________________，为半保留复制若子代DNA两条链_________________________，为全保留复制都是母链或都是子链一条母链一条子链2.如何区分母链和子链复制一次复制一次红色为母链蓝色为子链验证子代DNA两条链的来源2.如何区分母链和子链同位素标记法(同位素示踪法）如何将不同标记的DNA区分开呢？（提示：密度不同）62提取DNA，进行密度梯度离心15N标记母链，14N标记子链复制一次复制一次红色为母链蓝色为子链密度梯度离心3.若以大肠杆菌为原料，如何让亲代DNA获得15N标记？4.如何让子代DNA获得14N标记？将大肠杆菌放入含15NH4CL培养若干代将上述亲代大肠杆菌转入含14NH4CL培养基中重带(下部)密度最大15N//15N中带(中间)密度居中15N//14N轻带(上部)密度最小14N//14N中带(中间)密度居中15N//14N实验结论：DNA的复制方式是半保留复制。轻带(上部)14N//14N重带(下部)15N//15N如果全保留复制是正确的，实验预期又会是怎样的？6.这个结果排除了哪种复制方式？全保留复制第一代重带(下部)15N//15N14N//14N轻带(上部)第二代有人认为DNA复制就复印材料一样，一张材料复印一次也可以得到两张相同的材料。这种说法对不对，为什么？1DNA→2DNA单链（母）→（母链十子链）＋（母链十子链）→子DNA

＋子DNA

→2DNA

与复印材料不同，因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的新的DNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子，并且原来的旧的DNA也不存在。1解旋：解旋酶ATP模板2复制:同时进行(边解旋边复制）酶：DNA聚合酶原料：游离的脱氧核苷酸3形成子代DNA:组成母链（旧链）子链（新链）五、DNA复制的过程半保留复制多起点复制DNA连接酶DN子链合成方向从5，到3，子链母链母链模板亲代DNA的两条单链原料细胞中游离的脱氧核苷酸酶解旋酶（使氢键断裂）、DNA聚合酶（生成磷酸二酯键）等能量需要ATP提供能量六、DNA复制的特点：1.半保留复制2.边解旋边复制七、DNA复制的条件：方向子链合成从5，到3，DNA为什么能准确复制？1.将遗传信息从亲代传给子代；2.保持了遗传信息的稳定性、连续性。①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板；②通过碱基互补配对保证了复制准确无误。想一想：八、DNA复制的意义：【例题】将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制二次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是(

)

A．1/2,1/4B．1/4,1/4C．1/4,1/8D．1/2,1/8A九、DNA复制中有关计算规律：已知一条全部被15N标记的DNA分子（亲代，0代）），转移到含14N的培养基上培养n代,其结果如下，回答下列问题：（1）DNA分子数1.子代DNA分子数=

2.含15N的DNA分子=

3.含14N的DNA分子=4.只含15N的DNA分子=

5.只含14N的DNA分子=

（2）脱氧核苷酸链数1.子代DNA分子中的脱氧核苷酸链数=

2.含15N的链=3.含14N的链=2n022n-22n+12……2n2n+1-2已知一条全部被15N标记的DNA分子（亲代，0代）），转移到含14N的培养基上培养n代,其结果如下，回答下列问题：（3）消耗的脱氧核苷酸数设亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则：1.经过n次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸数为：2.在第n次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸数为：……m×（2n-1）m×2n-1课堂练习

1.1个DNA分子经过4次复制，形成32个DNA分子，其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有（）

A.2个B.8个C.16个D.32个

2.DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（）

A、分裂前期B.分裂中期

C.分裂后期D.分裂间期

3.下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（）

A.DNA复制过程中需要酶的催化

B.DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供

C.DNA分子是边解旋复制的

D.DNA复制过程中两条母链均可作模板

4、以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（）

A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”

C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”

5.由15N标记细菌的DNA，然后又将14N来供给这种细菌，于是该细菌便用14N来合成DNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们DNA中的含14N的链与15N的链的比例是（）

A、4：1B、2：1C、1：1D、3：1A6.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（I和II），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：

对照亲代III轻链14N-DNA全轻链

1/2轻链中链

全中链1/2中链重链15N-DNA

全重链

（1）由实验结果可以推出第一代（I）细菌DNA分子中一条链是

，另一条链是

。（2）中链含有氮元素是

。（3）将第一代（I）转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是

（4）上述实验表明DNA分子复制的特点是

15N母链

14N新链

15N和14N

1/2中链，1/2重链

半保留复制

7．下列关于DNA复制过程的正确顺序是 （）

①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构

A.①③④②⑤B.①④②⑤③C.①③⑤④②D.③①④②⑤D8．DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（）

A．G与C

B．A与C

C．G与A

D．G与TA9．DNA复制的基本条件是（）

A．模板，原料，能量和酶

B．模板，温度，能量和酶

C．模板，原料，温度和酶

D．模板，原料，温度和能量A10．DNA分子复制能准确无误地进行原因是（）

A．碱基之间由氢键相连

B．DNA分子独特的双螺旋结构

C．DNA的半保留复制

D．DNA的边解旋边复制特点B11.DNA的复制是在细胞的

分裂和

第一次分裂前的

期进行的。复制是指以

为模板来合成

的过程。复制特点是

复制过程必需以

为模板、

为原料、

提供能量、

的催化等条件，

为DNA的复制提供精确的模板、并有

能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子通过复制形成了两个

，新形成的DNA分子都是既含一条

链、又含一条

链，因此，称DNA的复制为“”。有丝减数间亲代DNA分子子代DNA分子边解旋边复制亲代DNA分子一条链脱氧核苷酸ATP酶DNA分子双螺旋结构碱基互补配对结构完全相同的子代DNA分子母子半保留复制半保留复制全保留复制实验结论：DNA的复制方式的确是半保留复制。3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段第三章基因的本质

我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。

据科学家介绍，外源基因导入受体细胞后，必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用。讨论1.为什么转基因鲤鱼的生长速率更快?2.导入的外源基因是1个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列?问题探讨讨论1．为什么转基因鲤鱼的生长速率更快?问题探讨因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中，并发挥了促进生长激素合成的功能，而生长激素可使鲤鱼的生长速率加快。2．导入的外源基因是1个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列?导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。关于基因关于遗传物质探究过程①孟德尔提出遗传因子①推测蛋白质是遗传物质②约翰逊将遗传因子命名为基因②格里菲思提出转化因子的存在③萨顿提出基因位于染色体上的假说③艾弗里证明遗传物质是DNA④摩尔根通过实验证明基因在染色体上，并呈线性排列。④蔡斯和赫尔希证明遗传物质是DNA结论基因在染色体上，基因控制生物性状DNA是遗传物质思考：基因与DNA是什么关系？基因=DNA吗？一、说明基因与DNA关系的实例实例1.大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子(图A），长度约为4.7×106个碱基对，在DNA分子上分布了大约4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。图A：正在分裂的大肠杆菌,细胞内的DNA被染成红色①大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。②4.4×103×1×103＜4.7×106。说明基因是一段DNA。说明DNA某些序列不是基因。实例2.生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光(图B)，这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17×103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。说明：基因是特定的DNA片段，可以控制某种性状。图B：发出绿色荧光的水母绿色荧光蛋白基因绿色荧光蛋白控制合成绿色荧光发出实例2.转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光(图C)。图C正常光线（左）及紫外线照射下(右)的4只小鼠,其中3号小鼠为对照组，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因基因是可以切除，拼接到其他生物的DNA上去，在其他生物体中表现出该性状。说明：基因是遗传的结构与功能单位。实例3.人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y)上DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有31.6亿个碱基对,其中,构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。人的一个DNA分子上有很多个基因片段，也有很多个非基因片段。实例1实例3大肠杆菌DNA人的DNA实例2转基因实验基因是一个DNA片段基因可以控制某种性状基因具有遗传效应基因是具有遗传效应的DNA片段根据以上实例，请从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。有些病毒的遗传物质是RNA，其基因就是有遗传效应的RNA片段。二、DNA片段中的遗传信息1.如果是100个碱基对组成1个基因,可能组合成多少种基因?碱基排列顺序蕴藏遗传信息4100种二、DNA片段中的遗传信息2.怎样理解DNA的多样性和特异性?碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。碱基排列顺序蕴藏遗传信息二、DNA片段中的遗传信息2.你能从DNA的结构特点分析生物体具有多样性和特异性的原因吗?DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。碱基排列顺序蕴藏遗传信息二、DNA片段中的遗传信息3.在刑侦领域,DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性,你能分析这一方法的科学依据吗?在人类的DNA中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。碱基排列顺序蕴藏遗传信息二、DNA片段中的遗传信息4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗?为什么?碱基排列顺序蕴藏遗传信息不是。基因的碱基序列都有特定的排列顺序。DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA的多样性,而碱基特定的排列顺序,又构成了每个DNA分子的特异性；DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA能够储存足够量的遗传信息：遗传信息蕴藏在_________________之中;4种碱基的排列顺序总结染色体DNA基因①②③④⑤⑥总结：基因-DNA-染色体之间的关系①染色体是DNA的主要载体②DNA和蛋白质组成染色体染色体DNA基因①②③④⑤⑥总结：基因-DNA-染色体之间的关系③基因在染色体上呈线性排列④染色体是基因的主要载体染色体DNA基因①②③④⑤⑥总结：基因-DNA-染色体之间的关系⑤DNA是基因的载体⑥基因是具有遗传效应的DNA片段染色体DNA基因脱氧核苷酸是主要的遗传物质是遗传物质的功能结构单位是DNA的主要载体，每条染色体上有1个或2个DNA分子。基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多基因。基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，每个基因含有许多脱氧核苷酸脱氧核苷酸-基因-DNA-染色体之间的关系总结练习与应用（P59）一、概念检测1.科学研究发现，未经人工转基因操作的番薯都含有农杆菌的部分基因，而这些基因的遗传效应促使番薯根部发生膨大产生了可食用的部分，因此番薯被人类选育并种植。下列相关叙述错误的是（

）A.农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制B.农杆菌和番薯的基因都是4种碱基对的随机排列C.农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的DNA片段D.农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞B2.整理总结染色体、DNA和基因三者之间的关系，并以你认为最简明的形式表示出来。二、拓展应用1.在严查偷猎野生动物的行动中，执法部门发现某餐馆出售的一种烤肉比较可疑，餐馆工作人员说是“山羊肉”，经实验室检验，执法部门确定这种“山羊肉”来自国家二级保护动物斑羚。你认为执法部门最可能采取哪种检测方法?为什么?最可能采取DNA鉴定的方法。因为每种生物的DNA具有特异性，只有将“山羊”的DNA与斑羚的DNA进行比对，才能确定这种“山羊肉”是否来自国家二级保护动物斑羚。2.我国一些城市在交通路口启用了人脸识别技术，针对行人和非机动车闯红灯等违规行为进行抓拍。这种技术应用的前提是每个人都具有独一无二的面孔。为什么人群中没有一模一样的两个人呢?请你从生物学的角度评述人脸识别技术的可行性。人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征，而这些都是由基因决定的，这说明了基因的多样性。复习与提高（P62）一、选择题1.本章介绍的艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明DNA是遗传物质，这两个实验在设计思路上的共同点是（

）A.重组DNA片段，研究其表型效应B.去掉DNA片段，研究其表型效应C.设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应D.应用同位素标记技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递C