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1、第三单元 基因的本质,一、DNA是遗传物质的证据1间接证据(早期推测)2直接证据(1)肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验(体内转化)艾弗里转化实验(体外转化)(2)噬菌体侵染细菌实验,二、DNA是主要的遗传物质,生物的遗传物质,无细胞结构,真核生物和原核生物,一切生物的遗传物质是核酸，DNA是主要的遗传物质,有细胞结构,病毒,DNA,RNA 或 DNA,三、结论：,一、DNA是遗传物质的证据,1间接证据(早期推测),A:蛋白质是遗传物质(20世纪20年代),各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着。,蛋白质,遗传信息,结论：是遗传物质。,蛋白质,一、
2、DNA是遗传物质的证据,1间接证据(早期推测),稳定,DNA,蛋白质,DNA,DNA,连续,B:DNA是遗传物质,1、探索遗传物质的过程是漫长的直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括 A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且 能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存 大量遗传信息,C,练习：,遗传物质必须具备的特点,1、具有存储巨大数量信息的可能2、在生长和繁殖过程中能精确的自我复制3、控制生物的性状和新陈代谢4、分子结构相对稳定,问题：两种不同的推测如何求证呢？,一、
3、DNA是遗传物质的证据,2直接证据(1)肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验(体内转化),两种菌落的比较,无毒,有毒,一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据(1)肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验(体内转化),注入R型活细菌，小鼠不死亡。,注入S型活细菌，小鼠死亡。,一、DNA是遗传物质的证据,R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合后注入，小鼠死亡。,注入加热杀死的S型细菌，小鼠不死亡。,2直接证据(1)肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验(体内转化),一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据(1)肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验(体内转化),实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种
4、促成这一转化的活性物质,实验结果：从第四组小鼠体内分理处S型活细菌,转化因子,一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据(1)肺炎双球菌转化实验 格里菲思转化实验(体内转化),本实验体现了一个完整的科学发现过程的一部分，即发现问题 提出假说实验验证得出结论的前两步，后两步由艾弗里完成。,如果请你设计一个实验来确定转化因子，你的实验设计思路是什么?,一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据(1)肺炎双球菌转化实验,艾弗里转化实验(体外转化),S型细菌,分别与R型活细菌培养,R型,R型,R型与S型,分 离,多糖,蛋白质,DNA,DNA酶,R型,一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据(1)肺炎双球菌转化实
5、验,艾弗里转化实验(体外转化),实验结果：只有加入DNA才转化；DNA越纯，转化越有效；用DNA酶处理DNA，不再转化。,实验结论:转化因子是DNA。,一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据(1)肺炎双球菌转化实验,艾弗里转化实验(体外转化),艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？,把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察DNA的作用；设计对照实验，用DNA酶处理，观察DNA的作用。,2、将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌的含量变化情况如图所示：,a、从免疫学角度解释：曲线ab段下降的原因是,R型菌被小鼠的免疫系统所消灭,b、曲线bc段上升的原因是,部分R
6、型细菌转化,为有毒S型细菌后在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力下降,0,含量,时间,a,b,c,R型细菌,S型细菌,练习：,一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据(1)肺炎双球菌转化实验,艾弗里转化实验(体外转化),艾弗里的实验有什么不足之处？,受技术限制DNA无法100%提纯，总含少量蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。,一、DNA是遗传物质的证据,2直接证据,(2)噬菌体侵染细菌实验,T2噬菌体模式图,噬菌体：细菌病毒，寄生在细菌体内，侵入细菌后，在自身遗传物质的作用下，以细菌内的物质为原料进行增殖的病毒。,DNA（主要元素是C、H、O、N、P）,蛋白质（主要元素是C、H、O、N、S）,
7、思考：为什么要用35S和32P标记？用14C和18O等标记行吗？,蔡斯和赫尔希的实验设计：1、在噬菌体侵染细菌的实验中，用31P的同位素32P和32S的同位素35S分别做如下标记并将亲代噬菌体和细菌混合：,？,？,蔡斯和赫尔希的实验设计：2、在噬菌体侵染细菌后、大肠杆菌裂解前搅拌，使细菌外的噬菌体与细菌分离；3、离心后取上清液和沉淀物分别检测其放射性，结果如下：,结论：才是真正的遗传物质,DNA,上清液中主要是什么物质？,沉淀物中主要是什么物质？,噬菌体颗粒,被感染大肠杆菌,用放射性同位素35S标记外壳蛋白质,细菌内无放射性,用放射性同位素32P标记内部DNA,细菌内有放射性,蔡斯和赫尔希的实
8、验设计：在噬菌体侵染细菌的实验中，用同位素31P、32P和32S、35S分别做如下标记并将亲代噬菌体和细菌混合：,？,？,3、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：上清液和沉淀物中的成分分别是 和，原因是：。进入细菌体内的是噬菌体的,依据是：。该实验能否证明DNA是遗传物质？能否证明蛋白质不是物质？,噬菌体外壳,细菌,两者密度不同,DNA,放射性32P只存在于沉淀物中,只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳未进入细菌。,练习：,C,3、根据蔡斯和赫尔希的实验设计回答下列问题：T2噬菌体复制所需原料来自，子代T2噬菌体蛋白质外壳合成场所是。,大肠杆菌,大肠杆菌的核
9、糖体,4、噬菌体侵染细菌实验不能证明（）DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性、稳定性 DNA分子结构的相对稳定性 DNA能指导蛋白质的合成DNA能产生可遗传变异 DNA是遗传物质 DNA是主要的遗传物质A B C D,练习：,二、DNA是主要的遗传物质,1.RNA是遗传物质的证据烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建 烟草花叶病毒(简称TMV)，其基本成分是蛋白质和RNA，体内无DNA。为查明其遗传物质，1957年格勒和施拉姆进行了如下实验：,实验过程,二、DNA是主要的遗传物质,1.RNA是遗传物质的证据,结论：烟草花叶病毒的遗传物质是。,RNA,2DNA是主要的遗传物质普遍性规律(
10、1)一切生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。(2)凡细胞生物(不论是真核生物还是原核生物)，其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。(3)DNA病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA；只有极少数RNA病毒的遗传物质是RNA。结论：绝大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。,二、DNA是主要的遗传物质,1.生物的遗传物质,无细胞结构,真核生物和原核生物,一切生物的遗传物质是核酸，DNA是主要的遗传物质,有细胞结构,病毒,DNA,RNA 或 DNA,三、结论：,(1)虽然细菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验方法不同(前者为直接分离培养法，后者为放射性同位素示踪法
11、)，但思路基本一致，且都遵循了对照原则。(2)两个实验的结论都是DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。,2证明DNA是遗传物质的实验,5、(2010青岛质检)下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是()A与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的 B所使用的噬菌体，必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的 C采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性 D新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是,B,练习：,格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于实验的结论不正确的是()A
12、说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAB说明了R型活菌在一定条件下能够转化为S型菌C说明了R型活菌是无毒性的D说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的,A解析 格里菲思的实验属于体内转化实验，不能证明遗传物质是什么，只能证明S型细菌含有能让R型细菌转化的转化因子。,点评 解决该题要求学生对实验过程的理解。注意不能直接用培养基培养无独立代谢能力的噬菌体。而下面的变式题主要考查学生对噬菌体侵染细菌过程的理解。,变式题,下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()A豌豆的遗传物质主要是DNAB酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上CT2噬菌体的遗传物质含有硫元素DHIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸,B解析 豌豆
13、(细胞生物)的遗传物质只有DNA，A错；酵母菌是真核生物，染色体是遗传物质的主要载体，线粒体中有少量分布，B对；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。,点评 解决该题学生需要熟练掌握DNA、RNA的组成成分及各类生物的遗传物质。本题检测学生对遗传物质种类及组成的掌握程度，而下面的变式题从生物遗传物质的种类进行考查。,下列关于“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述正确的是()A细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNAB“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”都证明了DNA是主要遗传物质C大多数真核生物、原核生物
14、的遗传物质是DNA，少数是RNAD部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA,D解析 病毒的遗传物质是DNA或者RNA，而细胞生物的遗传物质都是DNA，所以D选项正确，C、A选项都错误；肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要遗传物质，所以B选项错误。,生物的遗传物质,无细胞结构,真核生物和原核生物,一切生物的遗传物质是核酸，DNA是主要的遗传物质,有细胞结构,病毒,DNA,RNA 或 DNA,三、结论：,第21讲DNA分子的结构、复制和与基因的关系,一、DNA分子的结构,回顾与讨论：,DNA分子的元素组成是什么？组成DNA分子的基本
15、单位是什么？有几种？分别是什么？它们的区别在哪种成分上？,脱氧核苷酸,脱氧核糖,含氮碱基,P,腺嘌呤脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的种类,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,磷酸二酯键,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,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（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。
16、,（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,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。,A,T,G,C,氢键,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,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。,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。,DNA分子的多样性就体现在多样的碱基（对
17、）排列顺序中。,碱基的排列顺序代表着遗传信息,第19讲 要点探究,B解析 构成DNA分子的基本结构单位是脱氧核苷酸，每分子的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成，磷酸是连接在脱氧核糖的第五位碳原子上，碱基是连接在第一位碳原子上，D错。脱氧核苷酸之间是通过磷酸二酯键相联系的，一个分子的脱氧核苷酸的磷酸基与另一个脱氧核苷酸分子的脱氧核糖(第三个碳原子上基团)形成磷酸二酯键，A、C错。,DNA双螺旋结构特点总结：,1.稳定性：双螺旋结构；氢键连接；,2.方向性：反向平行；,3.精确性：碱基互补配对；,4.多样性：碱基对排列序列多样；,5.特异性：特定DNA分子有特定的碱基对
18、数目 和排列组合顺序。,A+T+G+C,A+T+G+C,A+C,T+G,T+G,A+C,相等,50%,碱基计算的一般规律,碱基计算的一般规律,规律一：,1.双链DNA中，不配对碱基和占总数50%,2.双链DNA中，不配对的两种碱基之和 的比值为1。,注意：单链DNA或DNA单链不符合这个规律,C,在白菜和萝卜的DNA分子中，碱基比值不同的是,A.A+C/G+T B.G/C C.A+T/G+C D.A/T,双链DNA分子中，一条链上的A占30%，则双链中C+T占,A.50%B.20%C.30%D.15%,A,规律二：,碱基计算的一般规律,DNA两条互补链中，不配对的两种碱基之和的比值互为倒数。,
19、即：若双链DNA分子其中一条链上A+C/T+G=k，那么另一条互补链上A+C/T+G=1/k,分析一个DNA分子时，其一条链上A+C/T+G=0.4，那么它的另一条链和整个DNA分子中的比例分别是,A.0.4和0.6 B.2.5和0.4C.0.6和1.0 D.2.5和1.0,D,若DNA分子的一条链中A+T/G+C=a，则其互补链中该比值为,A.a B.1/aC.1 D.1-1/a,A,碱基计算的一般规律,配对的两种碱基之和在双、单链中所占比例相等。,规律三：,即：若双链DNA分子中A+T/C+G=k，那么其中一条链上A+T/C+G=k，另一条互补链上A+T/C+G=k,从某生物组织中提取DN
20、A进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA的一条链（H链）所含的碱基中28%是腺嘌呤，则与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的,A.26%B.24%C.14%D.11%,A,碱基计算的一般规律,整个双链DNA分子中，某种碱基所占比例等于该碱基在每一单链中所占比例之和的一半。,规律四：,即：若双链DNA分子一条链上A=30%，另一条互补链上A=50%中那么整个双链DNA分子中A=40%。,如果一个双链DNA中鸟嘌呤占整个DNA碱基的27%，并测得该DNA一条链上的腺嘌呤占该链的28%，那么另一条链上的腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是：,A.9%B.18%C.
21、27%D.28%,A,碱基计算的一般规律,一条链中配对的两种碱基之和占该单链的比例等于DNA双链中该两种碱基之和占碱基总数的比例。,规律五：,即：若双链DNA分子中A+T=m%，那么其中一条链上A+T=m%，另一条互补链上A+T=m%,DNA与基因的关系,第19讲 要点探究,第19讲 要点探究,第19讲 要点探究,说明真核细胞中的线粒体、叶绿体上也有基因。原核细胞中DNA是裸露的，没有与蛋白质一起构成染色体。4基因的基本功能(1)遗传信息的传递：发生在传种接代过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。(2)遗传信息的表达：发生在生物个体发育过程中，是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，通
22、过遗传信息的表达控制个体的发育过程。,第19讲 要点探究,第19讲 要点探究,A解析 在单独存在的脱氧核苷酸中，与脱氧核糖直接相连的一个磷酸基和一个碱基，但是在DNA分子中与脱氧核糖相连的是一个碱基和两个磷酸基，所以A错。,第19讲 要点探究,例4下列关于基因的说法，错误的是()A基因是有遗传效应的DNA片段B基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息C基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位D基因是染色体上的一段,第19讲 要点探究,D解析 真核生物基因的主要载体是染色体，而染色体的主要成分是DNA和蛋白质，因此可以说基因是染色体上DNA中有遗传效应的一个片段，不能说基因是染色体上的一段。,点评 帮助学生理解基因的概念以及基因的功能等；下面的变式题从基因与其他物质或结构的关系进行考查。,第19讲 要点探究,第19讲 要点探究,C解析 一个DNA上有许多个基因，每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基构成。,
