人教版必修必修2第3章第1节DNA是主要的遗传物质(共82张PPT)

基因的本质第3章第一节

DNA是主要的遗传物质

对遗传物质的早期推测蛋白质：(氨基酸)多种多样遗传物质20世纪20年代：蛋白质是生物的遗传物质20世纪30年代：认识到DNA有重要作用染色体DNA：（对其结构不清晰）DNA是主要的遗传物质的证据格里菲思的肺炎双球菌转化实验艾弗里确定转化因子的实验噬菌体侵染细菌的实验1.实验目的：研究DNA和蛋白质谁是遗传物质？

2.实验材料：两种肺炎双球菌

多糖类荚膜R型菌粗糙，无荚膜，无毒S型菌光滑，有荚膜，有毒，可致死一.格里菲思的肺炎双球菌转化实验小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠死亡S型加热R型活菌混合S型加热R型活菌S型活菌肺炎双球菌的转化实验过程1234使小鼠患败血症而死亡.R型细菌为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？S型细菌转化小鼠死亡S型加热R型活菌混合细菌发生转化，性状的转化可以遗传。S型活菌S型活菌S型加热R型活菌混合后代转化R型活菌

已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子格里菲思实验的结论是什么?在杀死的S型细菌中含有哪些物质？多糖脂类蛋白质RNADNA加热杀死的S型细菌假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明转化因子是什么物质?在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。提出问题：实验方案：2、然后分别将它们加入已经培养了R型细菌的培养基中。观察结果1、从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质DNA(蛋白质)和其他物质谁是遗传物质?作出假设:实施方案验证预测结果预测：DNA是遗传物质只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转变成S型菌R型细菌二、艾弗里确定转化因子的实验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

DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。

以上转化实验表明：

DNA是遗传物质。实验结论：（1）噬菌体的结构模式图T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA?三、噬菌体侵染细菌的实验T2噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA..小资料: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,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,从而进行大量的繁殖.在T2噬菌体的化学分析中,对蛋白质和DNA的进一步分析表明:

硫仅存在于蛋白质分子中,99%的磷都存在于DNA分子中.蛋白质的组成元素：

DNA

的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记32p）（标记35s

）1、在分别含有放射性同位素32p和35S的培养基中培养大肠杆菌。2、分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32p

的噬菌体和含35S的噬菌体。赫尔希和蔡斯的实验原理：同位素标记法用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质用放射性同位素32P标记内部的DNA标记混合搅拌离心检测再检测图3-6T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验实验过程：蛋白质含35S的噬菌体+细菌(未标记)上清液(T2噬菌体颗粒)--含放射性物质35S沉淀被感染的细菌和新形成的噬菌体--未检测到35S或低说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内离心DNA含32P的噬菌体+细菌(未标记)(T2噬菌体颗粒)--未检测到32P或低被感染的细菌和新形成的噬菌体中--检测到32P说明DNA进入到细菌内去了离心噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌侵入合成吸附组装释放吸附侵入合成组装释放

在噬菌体中,亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质,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:目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。DNA—主要的遗传物质

有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有DNA,只含有RNA。在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。

核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。因此DNA是主要的遗传物质。

总结第二节

DNA分子的结构脱氧核苷酸的种类脱氧核糖含氮碱基P(A)腺嘌呤脱氧核苷酸(G)鸟嘌呤脱氧核苷酸(C)胞嘧啶脱氧核苷酸(T)胸腺嘧啶脱氧核苷酸面对DNA双螺旋模型的美国生物学家沃森（左）和英国生物物理学家克里克（右）。DNA双螺旋结构模型的构建富兰克林拍摄的DNA晶体的X射线衍射照片，这张照片正是发现DNA结构的关键沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。左一：威尔金斯左三：克里克左五：沃森DNA的空间结构图的上半部分是以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的照片。图的下半部分是DNA的人工模型。从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构DNA的结构模式图从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构放大DNA的空间结构AAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基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AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。（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双螺旋结构的主要特点AAATTTGGGGCCCATC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。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。DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。DNA分子的多样性1.DNA分子的双螺旋结构中，基本骨架是稳定

不变的，即：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；碱基对的排列顺序是无穷的一般来说，一个DNA分子4,000~400,00,000,000个核苷酸对，其排列顺序的组合是几近无穷的.3.DNA分子的特异性。每个特定的DNA分子都

具有其特定的碱基对数量和排列顺序。DNA双螺旋结构特点总结1.稳定性：双螺旋结构；氢键联结2.方向性：反向平行；3.专一性：碱基互补配对；4.多样性：碱基对排列序列无穷；5.特异性：特定DNA分子有特定

的碱基对数目和排列组合顺序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+C3.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

4.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+G2）/（C2+T2）=1/a最早提出的DNA复制模型有三种；1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；复制一次亲代DNA子代DNA一、对DNA复制的推测2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；复制一次

3、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；复制一次2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？把原来DNA的单链做上标记，然后观察它在新复制的DNA中出现的情况。1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？只能用实验来证明。沃森和克里克推测是半保留复制复制一次探究DNA分子复制方式实验设计关键区别亲子代DNA实验方法同位素示踪法15N14N——密度大——密度小实验材料大肠杆菌将大肠杆菌放在NH4Cl培养液培养生长密度梯度离心法二、DNA分子半保留复制的实验证据1.假设是半保留复制2.假设是全保留复制3.假设是弥散复制实际实验结果是分析：1、离心处理后，为什么子一代DNA只有杂和链带？2、子二代DNA出现了轻链带和杂和链带，说明了什么？DNA半保留复制1DNA→2DNA单链（母）→（母十子）＋（母十子）→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DNA也不存在。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？三、DNA分子复制的过程及其特点1.场所：2.时间：3.条件:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体细胞分裂间期(有丝分裂、减数分裂)(1)模板：解旋的DNA两条单链(2)原料：脱氧核苷酸(3)能量：ATP(4)酶：解旋酶、DNA聚合酶AAATTTGGGGCCCATCDNA复制过程AAATTTGGGGCCCATCAGCTCGT游离的脱氧核苷酸与复制有关的酶注意，此处氢键将被打开！AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT在酶的催化下氢键已被打开DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条扭成螺旋的双链解开，这个过程叫解旋。AAATTTGGGGCCCATCCAGTCGT亲代DNA的一条链作为模板AAATTTGGGGCCCATCCTAGTCG还未解旋刚解旋DNA复制特点之一是:通过碱基互补配对脱氧核苷酸结合到母链上正在复制边解旋边复制AAATTTGGGGCCCATCAAATTTGGGGCCCATC一条子代DNA另一条子代DNA形成两条完全相同的子代DNA第一代第二代第三代第四代无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子永远只有两条三、DNA分子复制的过程及其特点4.特点:

(1)边解旋