5.DNA是主要的遗传物质课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

考点一DNA是主要的遗传物质染色体的主要成分是__________________。染色体蛋白质DNADNA和蛋白质【温故知新】究竟谁是遗传物质？设法将DNA和蛋白质等物质分开，单独地、直接地去观察它们各自的作用。设计思路：光滑粗糙菌落:由母细胞繁殖到一定程度形成的子细胞集团细菌作实验材料的优点：结构简单繁殖快易培养实验过程实验结果实验结论1.S型活细菌小鼠2.R型活细菌小鼠3.加热杀死的S菌小鼠死亡存活存活S型活细菌

.R型活细菌

.加热杀死的S菌

.

死亡加热杀死的S型菌中含有某种“转化因子”，将部分R型活菌转化为S型活菌。这种性状的转化是可以遗传的。探究一：格里菲斯的肺炎链球菌转化实验4.加热杀死的S菌

R型活菌小鼠混合有毒性无毒性无毒性蛋白质脂质DNA

S型细菌多糖+R型R型R型实验结论：DNA是转化因子，

，R型R型+R型+R型+R型DNA+DNA酶R型+R型探究二：艾弗里的肺炎链球菌转化实验DNA是遗传物质蛋白质等其他物质不是遗传物质。R型+R型RNA+S型（

）少量转化率很低a.化学成分DNA和蛋白质

（40%）

（60%）b.结构核心：外壳：c.生活习性T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。(脱离寄主，不能生存)探究三：

赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验含有的物质少结构简单繁殖快DNA蛋白质生物类型：

.病毒病毒作实验材料的优点：T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程：吸附注入

增殖（

）组装（

）DNA释放DNA复制和蛋白质合成蛋白质外壳留在外面利用的原料是什么？是谁提供的？实验方法：放射性同位素标记法该实验中用

分别标记蛋白质和DNA

35S、32PDNA蛋白质（C、H、O、N、P）（C、H、O、N、S）思考：可以用14C和18O同位素对蛋白质和DNA作标记吗？标记特征元素（

）注意顺序思考：怎样用同位素分别对噬菌体的DNA和蛋白质做标记？01用分别含有35S

和32P的培养基培养细菌；02用噬菌体分别侵染上述被标记的细菌；活细胞寄生分析：离心离心分层上清液沉淀物包括噬菌体和蛋白质外壳大肠杆菌（可能附着噬菌体、蛋白质外壳）分析：搅拌的目的是什么？使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体、蛋白质外壳与大肠杆菌分离搅拌不充分35S标记的噬菌体及蛋白质外壳没有和大肠杆菌分离，而随之到了沉淀物中。沉淀物有很低的放射性上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高培养液搅拌后离心培养液搅拌后离心混合培养（保温）混合培养（保温）?

【

问题探讨

】(1)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物有很低放射性的原因是什么?(2)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含有少量放射性的原因是

什么?可能由于搅拌不充分、离心不彻底（时间短、转速低）等,有少量噬菌体和蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌表面,随细菌离心到沉淀物中。第18讲人类对遗传物质的探索过程①混合培养时间过短：②混合培养时间过长：部分噬菌体的DNA没来及注入大肠杆菌,离心后分布于上清液中。

部分大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，离心后分布于上清液中。在亲代噬菌体DNA的指导下,子代噬菌体与亲代噬菌体完全相同。实验结论：证明了

才是真正的遗传物质。

很高DNA很低很高未检测到35S检测到32P很低与其他实验相比，这一实验证明DNA是遗传物质更有说服力。为什么？噬菌体侵染细菌实验，DNA和蛋白质完全分开。蛋白质RNA分别感染正常烟草患病不患病子代TMV不能得到病毒实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是

。RNA探究四：

烟草花叶病毒感染烟草实验TMVTMV(烟草花叶病毒)与HRV(车前草病毒)的病毒重建实验结论：子代病毒的类型是由重建病毒的

决定的，与蛋白质无关，RNA病毒的遗传物质是

。RNARNA在自然界中，具有细胞结构的真核生物和原核生物，细胞中含有DNA和RNA两种核酸，遗传物质都是DNA。病毒没有细胞结构，大多数仍是DNA病毒，少数是RNA病毒，如新冠病毒、流感病毒、SARS病毒、艾滋病病毒（HIV)和烟草花叶病毒。最终结论：DNA是主要的遗传物质细胞生物

（真核、原核）非细胞生物

DNA病毒RNA病毒核酸遗传物质DNA和RNADNADNARNADNARNADNA是绝大多数生物的遗传物质实验肺炎链球菌体内转化实验（格里菲斯1928）肺炎链球菌体外转化实验（艾弗里等1944）噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯1952）烟草花叶病毒实验、病毒重建实验RNA是RNA病毒的遗传物质DNA是遗传物质“转化因子”是DNADNA是遗传物质存在“转化因子”结论最终结论：DNA是主要的遗传物质

小结：考点二DNA的结构组成元素是：____________________。1、DNA的组成单位是：______________。脱氧核苷酸C、H、O、N、P一、DNA分子的组成磷酸含Ｎ碱基脱氧核糖C、H、ONP组成物质是：________________________________。磷酸、脱氧核糖、含N碱基DNA初步水解产物是:

脱氧核苷酸DNA彻底水解产物是:磷酸、脱氧核糖、含N碱基1’2’3’4’5’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2、脱氧核苷酸的种类(

种)43、许多脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链磷酸二酯键1’2’3’4’5’5’ATGC1953年，沃森和克里克提出了DNA分子的双螺旋结构模型，因此获得了诺贝尔生理学或医学奖。克里克沃森AAATTTGGGGCCCATC二、DNA分子双螺旋结构的主要特点（1）DNA分子由

条链按照

的

方式盘旋成

结构。（2）DNA分子中的

和

交替

连接排列在

侧，构成基本骨架。（3）碱基排列在内侧，通过

连接成

碱基对，并遵循

原则。

A一定与

配对，G一定与

配对脱氧核糖外反向平行

两双螺旋

氢键

T

C

磷酸碱基互补配对ATGC

个氢键

个氢键2

3

碱基对越多，DNA的结构就越稳定。G-C5′3′3’5’5′3′3’5’注意：

(1)两条链之间的碱基通过

相连；

一条链的两个相邻碱基之间是通过

相连的。(2)双链DNA分子中的绝大多数磷酸基

团都与

个脱氧核糖相连，只有

端的磷酸基团游离。

所以，一个双链DNA分子有

个

游离的磷酸基团。脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖22氢键

5’2、在不同DNA分子中哪些是保持不变的？

这说明DNA具有什么结构特性？基本骨架碱基对的排列顺序1、不同DNA分子结构上的差异体现在哪里？

这说明DNA具有哪些结构特性？碱基互补配对原则规则的双螺旋稳定性多样性特异性AAATTTGGGGCCCATC【

问题探讨

】碱基对的排列顺序千变万化在生物体内，最短DNA分子也大约有4000个碱基对，请同学们计算这些碱基对可能的排列顺序有多少种？4种40002、特异性：特定碱基对的排列顺序3、稳定性：脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架不变；碱基互补配对原则不变；碱基对的长度和间距固定不变。1、多样性：碱基对的排列顺序代表遗传信息。碱基对的排列顺序千变万化，所以DNA能储存大量的遗传信息。遗传信息：三、DNA作为遗传物质的结构特性（4n指碱基对数）n规律一:

双链DNA中:∵A＝T、G＝C，∴A＋G＝

或A＋C＝

，

即两个不互补的碱基之和占碱基总数的

。

规律二:若一条链中(A1＋G1)/(T1＋C1)＝n，则互补链中(A2＋G2)/(T2＋C2)＝

，

双链DNA中(A＋G)/(T＋C)＝

。规律三:若一条链中(A1＋T1)/(G1＋C1)＝m，则互补链中(A2＋T2)/(G2＋C2)＝

，

双链DNA中(A＋T)/(G＋C)＝

。T＋C50%T＋G例、某双链DNA中，腺嘌呤占18%，则鸟嘌呤占

。

32%1两个不互补的碱基和之比在两条单链中互为倒数，在双链DNA中为1四、DNA分子中碱基数量的计算规律1nm两个互补的碱基和之比在每一条单链中及双链DNA中均相等（A+G）/（T+C）=1不能反映种间差异性。（A+T）/（C+G）不同生物一般不同，能反映种间差异性。m规律四:

若一条链中(A1＋T1)/(A1＋T1＋C1＋G1)＝n%，

则互补链(A2＋T2)/(A2＋T2＋C2＋G2)＝

,

双链DNA中(A＋T)/(A+T+G＋C)＝

。n%n%在双链DNA中，A+T或G+C在全部碱基中所占的百分比等于其任何一条单链中A+T或G+C所占的百分比。例、某DNA一条链中A占28％，T占34％，则该DNA分子中C占

全部碱基的

。19%考点三DNA的复制一、DNA半保留复制的实验证据同位素标记法技术手段：——14N和15N（无放射性）密度梯度离心法——含15N的DNA比含14N的DNA密度大半保留复制图解：15N/15N-重型DNA子一代

子二代

亲代

①②③15N/14N-中型DNA15N/14N-中型DNA14N/14N-轻型DNA二、DNA分子的复制1、概念：以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的过程。2、时间：细胞分裂前的

.3、场所：主要在

（

）细胞核间期线粒体、叶绿体原核生物（拟核、质粒）DNA分子利用细胞提供的

，

在

作用下，断开碱基对之间的

，螺旋的双链解开，这个过程称为解旋。①解旋②合成子链

分别以解开的

模板，

在

等的催化下,利用游离的四种

为原料，

按照

原则，各自

合成与母链互补的一条子链。每条子链与对应的母链盘绕形成

结构，各自形成一个新的DNA分子。③形成

子DNA4、过程：能量解旋酶氢键两条母链DNA聚合酶脱氧核苷酸碱基互补配对双螺旋解旋酶DNA聚合酶5、条件模板：原料：能量：酶：两条母链游离的四种脱氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶等解旋酶DNA聚合酶DNA聚合酶游离的脱氧核苷酸5´5´3´3´新合成的子链两条子链的延伸方向？5′→3′DNA聚合酶具有专一性7、结果：9、意义：一个DNA分子形成两个完全相同的子代DNA分子确保了

代代传递的连续性。6、特点：边解旋边复制半保留复制8、能够准确复制的原因：①独特的________结构为复制提供了精确的模板；②_______________原则保证了复制的精确进行。双螺旋碱基互补配对遗传信息多起点不同时复制双向复制半不连续性复制（P58）【拓展延伸】DNA分子复制的方向分析1．DNA两条子链的合成方向相反，具有双向复制的特点。2．一般来讲，原核生物每个DNA只有一个复制起点；真核生物染色体

DNA有多个复制起点，这种复制方式提高了DNA复制的效率。3．在复制速率相同的前提下，真核生物细胞的复制环大小不一，原因是

它们的复制起始时间有先后，图2中DNA是从其最右边开始复制的。(1)DNA分子数①子代DNA分子数=

个。②子代中含亲代模板链的DNA分子数=

个。

占子代总DNA分子数的比例为

。(2)链数①子代DNA链数=

条。②含有亲代DNA链

条。

占子代总DNA链数的比例为

。

DNA复制为半保留复制,

一个DNA分子复制n次,则:22/2n2①②③2n2nX2三、DNA复制相关的计算2/(2nX2)(3)DNA复制消耗的某种脱氧核苷酸的原料数

注意亲代DNA分子的两条链被保留下来,不需要消耗原料。一个DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制，则需