生物必修二是主要的遗传物质

生物必修二是主要的遗传物质第一页，共八十一页，2022年，8月28日孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由

控制。遗传因子染色体摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于

上。科学家发现：染色体主要组成成分

蛋白质和DNA。历史的步伐DNA?蛋白质第二页，共八十一页，2022年，8月28日一、对遗传物质的早期推测1.20世纪20年代:蛋白质是生物体主要的遗传物质。第三页，共八十一页，2022年，8月28日氨基酸组成蛋白质的过程氨基酸二肽三肽多肽一条肽链盘曲折叠形成蛋白质几条肽链盘曲折叠形成蛋白质脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合第四页，共八十一页，2022年，8月28日知识拓展2如果以代表不同的氨基酸，则下列几种情况由氨基酸构成的肽链是否相同？并说明理由。动动脑氨基酸数目不同，肽链的结构则不同；氨基酸种类不同，肽链的结构则不同；第五页，共八十一页，2022年，8月28日氨基酸排列顺序不同，肽链的结构则不同；蛋白质分子中的肽链条数和空间结构不同，蛋白质分子的结构也不同蛋白质分子的结构具有多样性第六页，共八十一页，2022年，8月28日2、20世纪30年代对DNA的认识（1）生物大分子：由许多

聚合而成。（2）基本组成单位-----脱氧核苷酸

a、化学组成：

、

和

三部分

b、种类：

种，差别在于

的不同。脱氧核苷酸磷酸碱基脱氧核糖碱基4脱氧核糖碱基磷酸AGCT第七页，共八十一页，2022年，8月28日脱氧核苷酸的种类AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸

胸腺嘧啶脱氧核苷酸第八页，共八十一页，2022年，8月28日脱氧核苷酸链连接

ATGCATGC第九页，共八十一页，2022年，8月28日蛋白质是遗传物质艾弗里格里菲思……挑战？第十页，共八十一页，2022年，8月28日(一)格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验S型菌SmoothR型菌Rough菌体菌落毒性多糖类荚膜有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜表面粗糙无毒性能够使人患肺炎或使小鼠患败血病有毒性R型菌表面光滑二、肺炎双球菌的转化实验实验材料：肺炎双球菌、小鼠第十一页，共八十一页，2022年，8月28日1、将R型活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。分析：R菌不致死，无毒。步骤第十二页，共八十一页，2022年，8月28日2、将S型活细菌注射到小鼠体内，小鼠死亡。分析：S菌使小鼠致死，有毒性。第十三页，共八十一页，2022年，8月28日3、将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。分析：S菌死亡后失去毒性，不致死。第十四页，共八十一页，2022年，8月28日4、将无毒的R型活菌与加热杀死后的S型菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并分离出S活菌。R活菌+S死细菌

转化（有毒有荚膜）S活细菌第十五页，共八十一页，2022年，8月28日

已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种“转化因子”——促成无毒的R活细菌转化为有毒的S活细菌。

实验结论：第十六页，共八十一页，2022年，8月28日多糖脂类蛋白质RNA

DNA加热杀死的S型细菌在杀死的S型细菌中含有哪些物质？寻找转化因子：

究竟哪一个才是转化因子呢？第十七页，共八十一页，2022年，8月28日艾弗里确认转化因子即体外转化实验

设法把S细菌里的DNA与蛋白质、多糖等物质分开，加入R培养基中单独地直接去观察它们的作用设计思路第十八页，共八十一页，2022年，8月28日

（二）艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验R型细菌R型细菌只长R型菌只长R型菌R型细菌S型菌R型细菌S型菌的DNAS型菌的蛋白质或荚膜多糖S型菌的DNA+DNA酶

实验过程：第十九页，共八十一页，2022年，8月28日实验结论：“转化因子”是DNA，DNA才是遗传物质，DNA产生了可以遗传的变异，而蛋白质等其他物质不是遗传物质。思考：分析实验结果，能得出什么结论？第二十页，共八十一页，2022年，8月28日肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能引起人或动物患肺炎或败血症，无荚膜的无毒性。下图表示1944年美国学者艾弗里和他的同事所做的细菌转化实验。请回答：

(1)实验A，鼠患败血症死亡。以后各实验中，老鼠的情况分别为：B．__________，C.__________，D.__________，E.__________。(2)不致病的肺炎双球菌接受了，使它的遗传特性发生了改变。(3)肺炎双球菌的毒性由荚膜引起，荚膜是一种毒蛋白，这说明蛋白质的合成由控制。第二十一页，共八十一页，2022年，8月28日

艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。有没有比细菌更为简单的实验材料？1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用(放射性)同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验。思维碰撞第二十二页，共八十一页，2022年，8月28日实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌噬菌体的结构模式图三.噬菌体侵染细菌的实验个体小、结构简单、繁殖快第二十三页，共八十一页，2022年，8月28日T2噬菌体的特点噬菌体大肠杆菌

病毒必须寄生于活细胞才能生存

一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒

头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA

在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌

子代噬菌体从宿主细胞即大肠杆菌裂解释放第二十四页，共八十一页，2022年，8月28日噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌合成组装释放吸附侵入第二十五页，共八十一页，2022年，8月28日噬菌体侵染细菌过程吸附注入合成组装释放噬菌体借尾丝吸附在大肠杆菌表面把DNA注入到大肠杆菌体内利用大肠杆菌的化学成分和酶系统合成子代噬菌体的DNA、蛋白质新合成的DNA、蛋白质组装成很多子代噬菌体大肠杆菌解体，释放出子代噬菌体第二十六页，共八十一页，2022年，8月28日1、实验设计思路：把噬菌体的蛋白质和DNA区分开，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用2、实验方法：放射性同位素标记法3、实验原理和方法蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：用32p标记DNA用35s标记蛋白质

C、H、O、N、SC、H、O、N、P同位素标记法标记35s的蛋白质

标记32P的DNA

怎样来获得含有标记的噬菌体？第二十七页，共八十一页，2022年，8月28日35s噬菌体:32P噬菌体:35S的培养基大肠杆菌含35S的大肠杆菌噬菌体32P的培养基大肠杆菌含32P的大肠杆菌噬菌体第二十八页，共八十一页，2022年，8月28日

（1）标记大肠杆菌大肠杆菌+含35s的培养基含

35s的大肠杆菌大肠杆菌+含32p的培养基含32p的大肠杆菌

（2）标记T2噬菌体T2噬菌体+含35s的大肠杆菌

含35sT2的噬菌体T2噬菌体+含32p的大肠杆菌

含32pT2的噬菌体标记噬菌体：第二十九页，共八十一页，2022年，8月28日标记大肠杆菌标记噬菌体噬菌体侵染细菌搅拌离心观察放射性的分布（一组用32P标记DNA，一组用35S标记蛋白质)

4、实验步骤：第三十页，共八十一页，2022年，8月28日亲代噬菌体大肠杆菌内子代噬菌体32P标记DNA

32P标记DNADNA

32P标记35S标记蛋白质

35S标记蛋白质外壳蛋白质

35S无无有有浸染时，蛋白质留大肠杆菌外，细菌体内无35S浸染时，DNA进入到大肠杆菌内，细菌体内有32P子代噬菌体无放射性子代噬菌体有放射性第三十一页，共八十一页，2022年，8月28日

噬菌体侵染细菌时，ＤＮＡ进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的ＤＮＡ传递的。ＤＮＡ才是真正的遗传物质。结论：第三十二页，共八十一页，2022年，8月28日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蛋白质DNA有放射性无无有放射性上清液“放射性很高”沉淀物“放射性很高”？沉淀物也有放射性：上清液也有放射性：——搅拌离心不完全(噬菌体蛋白质外壳仍吸附在细菌上)——保温时间过长(释放出子代噬菌体)过短（还未侵染的噬菌体）很高很低很低很高第三十三页，共八十一页，2022年，8月28日

在噬菌体中,亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA,也就是说,子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的,因此DNA才是真正的遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验表明

进入大肠杆菌体内的物质是DNA，不是蛋白质

该实验没有证明蛋白质等物质不是遗传物质，也没有证明DNA产生了可以遗传的变异。第三十四页，共八十一页，2022年，8月28日DNA是唯一的遗传物质吗？第三十五页，共八十一页，2022年，8月28日流感病毒SARS病毒烟草花叶病毒下面这些生物的遗传物质是什么？［敢于质疑］第三十六页，共八十一页，2022年，8月28日如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。［课堂延伸］第三十七页，共八十一页，2022年，8月28日实验探究蛋白质RNA分离感染烟草感染烟草实验结果出现病斑不出现病斑实验结果结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质第三十八页，共八十一页，2022年，8月28日细胞结构生物原核生物真核生物遗传物质是DNA非细胞结构生物遗传物质是RNA只含DNA的病毒：只含RNA的病毒：生物总结3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA1、一切生物的遗传物质是核酸4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。第三十九页，共八十一页，2022年，8月28日五、DNA的分布植物细胞中DNA的载体：染色体、叶绿体、线粒体动物细胞中DNA的载体：染色体、线粒体所以说，染色体是DNA的主要载体。第四十页，共八十一页，2022年，8月28日4、噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌内合成子代噬菌体蛋白质外壳——DNA可以指导蛋白质的合成。1、肺炎双球菌转化实验中，对S菌加热处理，DNA仍具有生物活性——DNA分子结构具有相对稳定性。2、肺炎双球菌转化实验中，R型细菌可以转化生成S型细菌——DNA可以发生可遗传的变异。3、噬菌体侵染细菌的实验中，DNA在亲代与子代噬菌体中具有连续性——DNA可以发生复制，由亲代传递给子代。能产生可遗传变异具有相对稳定的结构能自我复制,使亲子代具有一定的连续性④能指导蛋白质合成，从而控制生物的性状作为遗传物质所必须具备的特点:能贮存大量的遗传信息第四十一页，共八十一页，2022年，8月28日DNA分子的结构第四十二页，共八十一页，2022年，8月28日

含氮碱基磷酸脱氧核糖问题：DNA中含氮的碱基有几种？答：四种（1）腺嘌呤（A）（2）鸟嘌呤（G）（3）胞嘧啶（C）（4）胸腺嘧啶（T）

(1)

DNA的组成元素：

C、H、O、N、P(2)DNA的基本单位：

脱氧（核糖）核苷酸１、DNA的化学组成第四十三页，共八十一页，2022年，8月28日AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸

胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类第四十四页，共八十一页，2022年，8月28日连接

ATGCATGC第四十五页，共八十一页，2022年，8月28日问题：DNA分子的空间结构有哪些特点呢？沃森和克里克认为：DNA分子的空间结构是规则的双螺旋结构。2、DNA分子的结构：图3-11DNA分子的结构模式图第四十六页，共八十一页，2022年，8月28日AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。DNA分子的结构特点第四十七页，共八十一页，2022年，8月28日AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。DNA分子的结构特点第四十八页，共八十一页，2022年，8月28日AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。DNA分子的结构特点第四十九页，共八十一页，2022年，8月28日碱基对另一碱基对

嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键第五十页，共八十一页，2022年，8月28日DNA分子结构主要特点DNA分子是有

条链组成，

盘旋成

结构。

交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；

排列在内侧。碱基通过

连接成碱基对，并遵循

原则。反向平行双螺旋脱氧核糖和磷酸碱基对氢键碱基互补配对2第五十一页，共八十一页，2022年，8月28日讨论：作为遗传物质，应该储存大量的遗传信息。DNA只有4种脱氧核苷酸，它如何能够储存足够量的遗传信息？第五十二页，共八十一页，2022年，8月28日AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。第五十三页，共八十一页，2022年，8月28日一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。4n

(n代表碱基对数)

第五十四页，共八十一页，2022年，8月28日3、DNA分子的结构特点：主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。多样性：不同种类的DNA分子，其内碱基对的排列顺序都不同。特异性：

对于一个确定的DNA分子来说它的碱基排列顺序都是确定的。

稳定性第五十五页，共八十一页，2022年，8月28日碱基计算的一般规律:DNA双链中，互补碱基的数量相等(A=T、C=G)；

DNA单链中，互补碱基的数量不一定相等（A≠T、C≠G）

2.双链DNA分子不互补碱基对的碱基之和的比值为1，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。（A+C）/（T+G）=1即A+C=T+G

（A+G）/（T+C）=1即A+G=T+C第五十六页，共八十一页，2022年，8月28日4.DNA分子其中一条链中的互补碱基对的碱基之和的比值与另一条互补链中以及双链DNA中该比值相等。若（A1+T1）/（G1+C1）=a

则（A2+T2）/（G2+C2）=a

（A+T）/（G+C）=a

3.DNA分子一条链中的不互补碱基对的碱基之和的比值是另一条互补链中该比值的倒数。若（A1+C1）/（G1+T1）=a

则（A2+C2）/（G2+T2）=1/a或（A1+G1）/（C1+T1）=a

则（A2+C2）/（G2+T2）=1/a第五十七页，共八十一页，2022年，8月28日第3节DNA的复制第五十八页，共八十一页，2022年，8月28日1.概念：2.时间：一、DNA分子复制的过程是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期3.场所：细胞核(主要)第五十九页，共八十一页，2022年，8月28日4.DNA分子复制的过程：第六十页，共八十一页，2022年，8月28日解旋：

碱基配对：

(复制)螺旋化:DNA利用能量,在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下,利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。随着模板链的解旋,新合成的子链不断延伸。同时，每条新链与对应的模板链盘绕成双螺旋结构。一个DNA形成两个完全相同的子代DNA分子。第六十一页，共八十一页，2022年，8月28日

模板：6.条件：（亲代DNA分子的）两条母链。细胞中游离的4种脱氧核苷酸。ATPDNA解旋酶，DNA聚合酶等。能量：酶：原料：5.特点：边解旋、边复制；半保留复制第六十二页，共八十一页，2022年，8月28日

DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而使生物前后代保持了遗传信息的连续性。7.DNA复制的意义：DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。8.DNA准确复制的原因：第六十三页，共八十一页，2022年，8月28日二、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。1958年,科学家,运用同位素示踪技术，以大肠杆菌为实验材料,设计了一个巧妙的实验。第六十四页，共八十一页，2022年，8月28日DNA复制过程的总结:时期3个步骤2个特点4个条件意义第六十五页，共八十一页，2022年，8月28日关于DNA的复制公式:

一个DNA分子经n次复制后：

1、DNA分子总数为个

2、含母链的DNA分子数为，占总数的比例为

3、母链始终为，占总数的比例为

4、脱氧核苷酸链数为条。5、一个DNA分子中含某碱基m个，DNA复制n次，则需游离的该碱基个数为6、一个DNA分子中含某碱基m个，DNA第n次复制，则需游离的该碱基个数为2条2个2n2n+11/2n-11/2nm(2n-1)m2n-1第六十六页，共八十一页，2022年，8月28日第4节基因是有遗传效应的DNA片段第六十七页，共八十一页，2022年，8月28日引言：摩尔根将通过实验证明：基因位于染色体上，后来证明染色体中只有DNA是遗传物质。那么，基因等同于DNA吗？第六十八页，共八十一页，2022年，8月28日想一想基因=DNA吗？基因和DNA究竟是什么关系呢？一、说明基因与DNA关系的实例第六十九页，共八十一页，2022年，8月28日1、大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。分析资料：问题：生物体内的DNA分子数目=

基因数目吗？推理：基因是DNA的片段。第七十页，共八十一页，2022年，8月28日你从资料1和资料3能得出什么结论？

资料1：基因是DNA的片段。资料2：进一步明确基因是DNA的片段，但DNA中有些片段不是基因。第七十一页，共八十一页，2022年，8月28日2.人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有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%。问题：生物体内所有基因的碱基总数

=DNA的碱基总数？推理：（基因碱基对总数占DNA碱基对总数很少的一部分）进一步明确基因是DNA的片段，但一段DNA不一定是基因。DNA中有些片段不是基因第七十二页，共八十一页，2022年，8月28日3.生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光（图B），这是