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1、是主要的遗传物质,亲代,雄体,减数分裂,精子,雌体,减数分裂,卵细胞,受精作用,受精卵,有丝分裂,子代,(2N),(N),(2N),(2N),(2N),(N),一、DNA是主要的遗传物质,染色体的组成是什么？DNA和蛋白质，那一个是遗传物质？,R型菌（无毒，无荚膜）,S型菌（有毒，有荚膜）,二.DNA是遗传物质的证据,(一)格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验,1.实验目的：研究谁是遗传物质？,2.实验材料：两种肺炎双球菌,S型细胞,R型细胞,光滑,粗糙,有多糖类的荚膜,无多糖类的荚膜,有毒性，可致死,无毒性,菌落,菌体,毒性,将R型活菌注入小鼠体内，小鼠将会怎样？,一段时间后,3.实验过程：,小
2、鼠正常,将S型活菌注入小鼠体内，小鼠又会怎样？,一段时间后,小鼠死亡,将杀死的S型菌注入小鼠体内，小鼠会怎样？,一段时间后,小鼠正常,将R型活菌与杀死的S型菌注入小鼠体内会怎样?,一段时间后,细菌发生转化，性状的转化可以遗传。,小鼠死亡,思考：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？,格里菲思实验的结论是什么?,因为R型细菌转化成了S型细菌,使小鼠患败血症而死亡.,实验结论：,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,多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物,分别与R型活细菌混合培养,R R R R R S
3、R,S型活细菌,R S,多数,少数,DNA的纯度越高，转化就越有效。,(2)艾弗里确定转化因子的实验,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：,D N A 是 遗 传 物 质。,实验结论：,1注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）AR型肺炎双球菌B加热杀死后的R型肺炎双球菌C加热杀死后的S型肺炎双球菌D加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合,D,练习:,2.肺炎双球菌转化实验中,发现无毒R型和被加热杀死的有毒S型细菌混合后,在小鼠体内找到了下列类型的 细菌(),A.无毒R型.有毒S型 B.有毒R型.无毒S型C.有毒R型.有毒S型 D.无毒R型,无毒S
4、型,A,(三)噬菌体侵染细菌的实验,（1）噬菌体的结构模式图,三、噬菌体侵染细菌的实验 1952,标记 混合 搅拌离心 检测 再检测,图 3-6 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质,细菌内无放射性,（2）实验过程：,子代噬菌体,用放射性同位素32P标记内部DNA,细菌内有放射性,子代噬菌体,实验过程及结果：,第一组 实验,第二组实验,亲代噬菌体,32P标记DNA,35S标记蛋白质,寄主细胞内,有32P标记DNA,无35S标记蛋白质,子代噬菌体,DNA有32P标记,外壳蛋白质无35S,实验结论,DNA分子具有连续性，是遗传物质,噬菌体侵染细菌的动态过程：,吸附
5、,动画,侵入别的细菌,RNA（核糖核酸）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。,3、DNA是主要遗传物质的证据,DNA主要的遗传物质 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。,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RNA,D,A,核酸是一切生物的遗传物质，绝大多数生物的遗传物质是DNA，RNA也是遗传物质，因此DNA是主要的遗传物质，,课堂小结,B,2注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）AR型肺炎双球菌B加热杀死后的R型肺炎双球菌C
6、加热杀死后的S型肺炎双球菌D加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合,D,课题,碱基互补配对原则,第二节 DNA分子的结构,1、19世纪50年代科学界认识到DNA 的化学组成。,一、DNA双螺旋结构的构建,DNA的基本组成元素有哪些？,C、H、O、N、P,DNA的基本组成单位是什么？由哪几种物质组成？,脱氧核苷酸=含氮碱基+脱氧核糖+磷酸,含氮碱基：A、T、G、C,2、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱，并且获得相关其数据,3、沃森和克里克提出DNA双螺旋结构的初步构想。,4、1952年查哥夫指出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量（A=T），鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧
7、啶(C)的量(G=C).,5、1953年沃森和克里克发表论文核酸的分子结构模型脱氧核糖核酸的一个结构模型,脱氧核糖,含氮碱基,磷酸,A,G,C,T,DNA的基本单位脱氧核苷酸,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,1、DNA的化学组成,二、DNA分子的结构,四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸链,磷酸二酯键,2、DNA分子的平面结构,氢键,DNA分子是如何维系它的结构稳定性？,碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；碱基对之间的相互作用力,3、DNA的双螺旋结构,构成方式,位置,双螺旋外侧,双螺旋内侧,碱基对,主链(骨架),1）脱氧核糖与磷酸交替排列；,2）两条主链呈反向平行；,3）盘绕成规则的双螺旋。,1）
8、主链上对应碱基以氢键连结成对；,2）碱基互补配对（A T，G C）,4、DNA多样性和特异性,1）多样性,碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，从而能够储存了大量的遗传信息。,2）特异性,每个DNA分子中的碱基对都有特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。,3)稳定性,DNA分子中的脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，两条链之间碱基互补配对的方式不变。,5、碱基互补配对原则应用,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,可引申为：,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T
9、+C 即A+G/T+C=1,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。,例题1、某双链DNA分子中，G占23%，求A占多少？,解析：,因为DNA分子中，A+G=T+C。所以，,A=50%23%=27%,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。,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 1;,双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。,例题3、某双链DNA分子中，A与T之和占
10、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%,AT=54%G+C=46%,化学组成单位,双螺旋结构,基本单位脱氧核苷酸,种类,四种,主要特点,碱基互补配对原则,DNA分子的多样性、特异性和稳定性,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，碱基排列在内侧。DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。,碱基4种、碱基对2种、排列顺序不同,DNA的结构,DNA双螺旋结构的构建,小结,1、某双链DNA分子的碱基中，鸟嘌呤占30%，则胸腺嘧啶为_,2、一个DNA分子的碱基中，腺嘌呤占20%
11、，那么在含有100个碱基对的DNA分子中，胞嘧啶应是_,3、DNA分子的一条单链中，A=20%，T=22%，求整个DNA分子中G=_,20%,60个,29%,练习：,5.已知在DNA分子中的一条单链(A+G)/(T+C)=m 时,求:(1)在另一互补链中这一比例是多少?,1/m,(2)这个比例关系在整个分子中又是多少?,1,(3)在另一互补链中这一比例是多少?,n,(4)这个比例在整个DNA分子中又是多少?,n,当在一单链中,如果(A+T)/(G+C)=n 时,求:,基础知识简答,1、沃森和克里克于 年提出了著名的 模型，为合理地解释遗传物质的 奠定了基础。2、DNA又称，组成它的基本单位是（
12、由一分子、一分子、一分子 组成）。组成DNA的碱基共有 种（符号表示为），脱氧核苷共有 种（名称是、）。,1953,DNA双螺旋,各种功能,脱氧核糖核酸,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,4,A T G C,4,胞嘧啶脱氧核苷酸,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,4、下图是DNA分子结构模式图，用文字填出110的名称。,胞嘧啶（C）,腺嘌呤（A）,鸟嘌呤（G）,胸腺嘧啶（T）,脱氧核糖,磷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,碱基对,氢键,一条脱氧核苷酸链的片段,细胞减数分裂和受精作用使生物的亲代与子代之间保持遗传性状的稳定性，为什么?,DNA分子是怎样进行复制的呢?,DNA分子的
13、复制,沃森和克里克推测是半保留复制模型,2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？,把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新DNA中出现的情况。,一、对DNA复制的推测,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。,实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的,二、DNA半保留复制的实验证据,拓展延伸,拓展延伸,根据上面实验过程,完成下列表格,全在下部,1,2,4,8,2n,全在中部,中+上,中+上,2/2n中+(1-2/2n)上,1,1,2/2n,（1-2/2n）,三、DNA复制的过程,1DNA分子复制的概念是什么?2.DNA分子复制过程怎么进行?3.
14、DNA分子复制过程需要哪些条件?4.DNA分子复制过程有何特点?5.DNA分子复制有何生物学意义?,思考如下问题：,1、DNA分子复制发生在什么时间?,2、什么是DNA分子的复制？,指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。则1DNA2DNA。,由1DNA2DNA呢？,3、什么叫解旋？解旋的目的是什么？,在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两条链解开的过程。,目的：就是为复制提供准确的模板，解开的两条单链叫母链。,什么叫“子链”?复制一次能形成几条链？,以母链模板，以周围环境中游的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各
15、自合成与母链互补的一段子链，复制一次形成子链一条。,4、有人认为DNA复制就像洗相片一样，有一张底片就可以洗出许多相片来。这种说法对不对，为什么？,1DNA2DNA单链（母）2母2子（母十子）（母十子）2DNA,与洗相片不同，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。,5、DNA分子复制时需何条件？,模板：亲代DNA的两条母链；原料：4种脱氧核苷酸：能量：ATP;酶：DNA解旋酶，DNA聚合酶等。,6.DNA分子复制的特点:,边解旋边复制,半保留复制,7.DNA准确复制的原因?,？,DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板碱基具有
16、互补配对的能力，能够使复制准确无误。,DNA分子的复制实质(意义)？,DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。,？,1、概念：2、场所：3、时期：4、基础：,二、DNA分子的复制,细胞核（主要）、线粒体、叶绿体,有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期,规则的双螺旋结构和碱基互补配对原则,5、条件：（1）模板：（2）原料：（3）能量：（4）酶：,6、过程：,7、复制特点：,（1）边解旋边复制（2）半保留复制。,8、意义,DNA的两条链,脱氧核苷酸（四种）,ATP,二、DNA分子的复制,根据半保留复制和碱基互补配对原则,与复
17、制有关的碱基计算,一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？,DNA分子数=,2n,脱氧核苷酸链数=,2n+1,母链数=,子链数=,2,2n+1 2,解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示分析。,连续第一次复制,连续第二次复制,连续第n次复制,解：,答：一个DNA连续复制n次后，共有2n个DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链2条，子链2n+1 2条,结构,复制,简答1,简答2,简答3,简答4,计算1,计算2,一个DNA的碱基A（T、G、C）占碱基总数的a%，碱基总数为m，连续复制n次后，共需要G（C、A、T）多少个？,因为A=
18、ma%，A=T、G=C，A+T=2ma%，,DNA复制n代后子链数=2n+1 2,DNA连续复制n代后需要 鸟嘌呤=（2n+1 2）/2 m（1/2 a%）=m（2n 1）（1/2 a%）,解析：先求出亲代DNA中G=C=？每两条新链所必需的鸟嘌呤（G）数等于亲代DNA胞嘧啶（C）数，再求出DNA复制n代后子链数；最后求出DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数。,解：,所以G=C=m（1/2 a%），每形成两条新链所必需的鸟嘌呤数等于亲代DNA胞嘧啶数=m（1/2 a%）,答：,DNA连续复制n代后需要鸟嘌呤数是m（2n 1）（1/2 a%）。,结构,复制,简答1,简答2,简答3,简答4,计算1,计
19、算2,3.复制的条件,2.复制的过程,4.复制的特点,DNA分子的复制,1.复制的概念,5.复制的意义,知识小结,一、对DNA复制的推测,三、DNA复制的过程,二、DNA半保留复制的实验证据,、G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0、G1、G2。,A,B,D,、G2代在、三条带中DNA数的比例是。,、图中、两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：，。,、上述实验结果证明了DNA的复制方式是。,0:1:1,31P,31P 和32P,半保留复制,5、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
20、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,结构,复制,简答1,简答2,简答3,简答4,计算1,计算2,第4节 基因是有遗传效应的DNA片段,资料1,大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4 700 000个碱基对，在DNA分子上
21、分布着大约4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000个碱基对。,带有纤毛的大肠杆菌,一、证明基因与DNA关系的实例,大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。说明基因是一段DNA。,资料2,生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5 170个碱基对的片段-绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。,说明基因是特定的DNA片段，可拼接到其他生物的DNA上去，有遗传效应,可独立起作用,基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传
22、物质的结构单位。,资料3,人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+X+Y）上的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%。,并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因,-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-,非基因片段,资料4,不少人认为，人和动物的胖瘦是由基因决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC
23、基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。,没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。说明基因能控制生物的性状(功能单位)。,结论：基因是有遗传效应的DNA片段，它是生物体遗传的功能单位和结构单位.,综合上述资料，请你给基因下个定义？,遗传效应：,指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。,想一想,二:DNA片段如何蕴藏遗传信息?4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息.三:DNA的特点:多样性、特异性、稳定性。,假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么这种排列有
24、多少种可能？,417种。大约为172亿种。,基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，而基因中脱氧核苷酸的排列顺序又导致了控制不同性状的基因之间的差别。归根到底，生物性状的遗传就是基因通过四种脱氧核苷酸的序列来传递和表达信息的。,基因和遗传信息的关系？,从基因在染色体(染色质)上的关系看：基因在染色体上具有一定的位置，并且呈线性排列。基因与染色体的行为具有一致性。,基因与染色体(染色质)、DNA、性状、遗传信息的关系？,小结：,从基因与DNA的关系看：每个DNA分子上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段(DAN片段不一定是基因)。,从基因与性状的关系看：基因是控制生物性状的结构和功能单位
25、。,从基因与遗传信息的关系看：基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。对于某个基因来说，其“顺序”是固定的，而不同的基因，其脱氧核苷酸的顺序又是各不相同的。,染色体是DNA的主要载体,每个染色体上有一个DNA分子,基因是有遗传效应的DNA片断,每个DNA分子上有许多基因,基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息,每个基因由许多脱氧核苷酸组成,DNA是主要的遗传物质,分析下面的概念图，回答有关问题：,（1）图中B是，F是，G是。（2）1个A与C有两种比例关系：和。（3）每个C含有 个D，每个D中可以由 个 E 组成。,蛋白质,含N碱基,脱氧核糖,1：1,1：2,很多,成百上千,（4）D 和A的位置关系：。（5）从分子水平看D和C的关系是。（6）C的基本组成单位是图中的。（7）在E构成的链中，与一分子G相连接的有 分子F和 分子H。（8）遗传信息是D中 的排列顺序。,D位于A上,基因（D）是有遗传效应的DNA（C）片断,E,1,2,E（脱氧核苷酸）,
