1、,遺傳與進化,第 15 講,DNA是主要的遺傳物質(zhì)和DNA分子的結(jié)構(gòu),必修2,1人類對遺傳物質(zhì)的探索歷程。 2DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。,1(2010上海)右圖是某生物模式圖，組成結(jié)構(gòu)a的物質(zhì)最有可能是( ) A蛋白質(zhì) BRNA CDNA D脂質(zhì) 該生物為噬菌體，由DNA 和蛋白質(zhì)構(gòu)成，內(nèi)為DNA，外為蛋白質(zhì)外殼。,A,2(2010上海)若1個35S標(biāo)記的大腸桿菌被1個32P標(biāo)記的噬菌體浸染，裂解后釋放的所有噬菌體( ) A一定有35S，可能有32P B只有35S C一定有32P，可能有35S D只有32P,A,噬菌體侵染大腸桿菌時，進入大腸桿菌細胞內(nèi)的是DNA，利用大腸桿菌的氨基酸和核苷酸為

2、原料合成自己的蛋白質(zhì)和DNA，其DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。32P標(biāo)記的是DNA,35S標(biāo)記的是大腸桿菌的蛋白質(zhì)或者氨基酸，裂解后的噬菌體中，蛋白質(zhì)外殼一定有35S，只有兩個子代噬菌體的DNA有32P。,3.（2009江蘇）科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是(),A.實驗B.實驗 C.實驗D.實驗 本題考查的是病毒遺傳物質(zhì)的特點。煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因此在中，組合病毒的遺傳物質(zhì)是b型的，因此病斑類型是b型，病斑中分離出的病毒類型也應(yīng)是b型的。,4.（2009廣

3、東）有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是（多選）() A.DNA分子由4種脫氧核苷酸組成 B.DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接 C.堿基與磷酸基相連接 D.磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架,AD,DNA雙鏈上相對應(yīng)的堿基以氫鍵連接，單鏈上相鄰堿基之間通過脫氧核糖和磷酸二酯鍵聯(lián)系起來，脫氧核糖和磷酸交替排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA鏈的基本骨架。堿基排列在內(nèi)側(cè)，與脫氧核糖直接相連。,一、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1.DNA是遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)：從生殖角度看，親子代間染色體保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性；從染色體組成看，DNA在染色體上含量穩(wěn)定，性質(zhì)穩(wěn)定，以染色體為其主要載體。,10,2.DNA是遺傳物質(zhì)

4、的直接證據(jù)：肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗、肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗和和噬菌體侵染細菌的實驗。 (1)肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗(格里菲思) 肺炎雙球菌的類型：,特點,類型,過程： a.活R型細菌鼠不死 b.活S型細菌鼠死 c.加熱殺死的S型細菌 鼠不死 d.活R型細菌+加熱殺死的S型細菌 鼠死(實驗組) 結(jié)論：加熱殺死的細菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”，將無毒轉(zhuǎn)化成有毒。,(對照組),S型,R型,S型,(2)肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗(艾弗里) 結(jié)論：“轉(zhuǎn)化因子”是，也就是說是遺傳物質(zhì)，而 不是遺傳物質(zhì)。,DNA,DNA,蛋白質(zhì),(3)噬菌體侵染細菌的實驗 T2噬菌體： T2噬菌體是專門寄生在大腸桿菌內(nèi)的一種病

5、毒。它由蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的DNA組成。 實驗原理： 噬菌體侵染細菌后，在自身的作用下，利用細菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成，從而大量增殖。 實驗方法：同位素標(biāo)記法(同位素示蹤法),遺傳物質(zhì),自身所需的物質(zhì),實驗過程 a.用35S和32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA(方法：用分別含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再分別用上述細菌培養(yǎng)噬菌體)； b.用標(biāo)記的噬菌體分別侵染未標(biāo)記的細菌；,c.離心分離后，分別測定不同情況下放射性位置。 .35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)噬菌體侵染細菌細菌內(nèi)無放射性表明噬菌體蛋白質(zhì)未進入到細菌內(nèi)部。 .32P標(biāo)記的DNA噬菌體侵染細菌細菌內(nèi)有放射性表明噬菌體DNA進入到細菌內(nèi)部。 d.結(jié)論：

6、在噬菌體中，親子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)，噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的，因而。,DNA是遺傳物質(zhì),注：以上實驗證實的是DNA是遺傳物質(zhì)，而不是證明DNA是主要遺傳物質(zhì)。 噬菌體侵染細菌實驗還證明了DNA能自我復(fù)制，并能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。 噬菌體DNA復(fù)制和噬菌體蛋白質(zhì)合成所需的酶、原料、能量、場所等條件均由細菌提供。 病毒的繁殖方式為增殖，不同于無性生殖和有性生殖。,3.少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA 煙草花葉病毒(TMV)的遺傳物質(zhì)是RNA。 4.DNA是主要的遺傳物質(zhì) 絕大多數(shù)生物以作為遺傳物質(zhì)，包括具有細胞結(jié)構(gòu)(包括原核生物和真核生物)的生物和DNA病毒

7、；少數(shù)以RNA作為遺傳物質(zhì)，如煙草花葉病毒、流感病毒、致癌病毒等。,DNA,RNA病毒,二、DNA分子的結(jié)構(gòu) 1.化學(xué)組成 (1)組成元素：C、H、O、N、P。 (2)基本單位：脫氧核苷酸(腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸)。 (3)化學(xué)結(jié)構(gòu)：4種脫氧核苷酸聚合成為脫氧核苷酸鏈。,4種,(4)空間結(jié)構(gòu)：兩條脫氧核苷酸鏈按方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基之間通過氫鍵按照原則構(gòu)成堿基對，排列在內(nèi)側(cè)。,反向平行,脫氧核糖,堿基互補配對,2.結(jié)構(gòu)特性 (1)穩(wěn)定性：脫氧核糖與磷酸交替排列形成的基本骨架和堿基互補配對的方式不變。

8、 (2)多樣性：一個最短的DNA分子也大約有4000個堿基對，可能的排列方式有44000種，排列順序千變?nèi)f化。 (3)特異性：每個DNA分子中堿基對的特定排列順序，構(gòu)成了每個DNA分子的特異性。,1.為什么有莢膜的S型細菌可以使人患肺炎或使小鼠患敗血癥，而無莢膜的R型細菌不能夠引起上述癥狀呢？ 因為當(dāng)有莢膜的S型細菌被吞噬細胞吞噬后，由于受莢膜的保護，其能抵抗吞噬和消化作用，從而迅速繁殖、擴散，引起機體發(fā)生疾病，嚴重時引起死亡，這才是S型細菌有毒性的真正原因。,2.為什么加熱殺死的S型細菌里的DNA還有生物活性？ 加熱到一定溫度，蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)會被破壞而變性(喪失生物活性)，導(dǎo)致S型細菌死亡

9、。 實驗證明，把DNA溶液加熱到沸點，可使其氫鍵斷裂，雙螺旋解體，但如將其緩慢冷卻，分離的單鏈又可部分重聚，恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)。因此，在一定溫度范圍內(nèi)加熱不會導(dǎo)致DNA變性。,3.為什么S型細菌的DNA水解后的產(chǎn)物就不能轉(zhuǎn)化R型活細菌？ 如果用DNA酶處理從S型細菌中提取的DNA，使DNA分解為游離的脫氧核苷酸，因為不存在控制莢膜形成的基因，所以不能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。,4.細菌細胞內(nèi)噬菌體DNA復(fù)制及噬菌體蛋白質(zhì)合成所需要的原料、酶、能量、場所等條件由什么提供？其代謝活動由什么控制？ 細菌細胞內(nèi)噬菌體DNA復(fù)制及噬菌體蛋白質(zhì)合成所需要的原料、酶、能量、場所等條件均由細菌提供，其代謝活動由噬菌體D

10、NA控制。,5.噬菌體侵染細菌的實驗?zāi)茏C明遺傳物質(zhì)的四個理論特點中的哪些特點？ 能夠自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性；能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝過程和性狀。正因如此，該實驗才能證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。,6.關(guān)于堿基互補配對規(guī)律的有關(guān)計算： 規(guī)律一：兩條互補鏈中的堿基數(shù)量相等，即A=T，C=G。 規(guī)律二：任意兩種不互補的堿基之和恒等，占堿基總數(shù)的50%，即A+G=T+C=A+C=T+G=50%。 規(guī)律三：若一條單鏈中的(A+G)/(T+C)=K，則另一條互補鏈中(A+G)/(T+C)=1/K。,規(guī)律四：(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/

11、(G2+C2) =(A+T)/(G+C) 規(guī)律五：在雙鏈DNA分子及其轉(zhuǎn)錄的RNA之間，有如下關(guān)系(設(shè)雙鏈DNA中a鏈的堿基為A1、T1、G1、C1，b鏈的堿基為A2、T2、G2、C2) A1+T1=A2+T2=RNA分子中(A+U)= 1/2DNA雙鏈中(A+T)；G1+C1=G2+C2=RNA分子中(G+C)= 1/2DNA雙鏈中(G+C)。,若a鏈中A1+T1=m%，則b鏈中A2+T2=m%；RNA鏈中A+U=m%，DNA雙鏈中A+T=m%。 若a鏈中G1+C1=n%，則b鏈中G2+C2=n%；RNA鏈中G+C=n%，DNA雙鏈中G+C=n%。,肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 格里菲思(F.Gri

12、ffith)用肺炎雙球菌在小鼠身上進行了著名的轉(zhuǎn)化實驗，此實驗結(jié)果() A.證明了DNA是遺傳物質(zhì) B.證明了RNA是遺傳物質(zhì) C.證明了蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì) D.沒有具體證明哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì),30,D,格里菲思進行的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗沒有把細菌的各種成分分開單獨去進行轉(zhuǎn)化實驗，所以只能證明S型細菌中含有使R型細菌轉(zhuǎn)化的物質(zhì)，而不能證明哪一種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化物質(zhì)。,(2009廣東)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。這兩個實驗在設(shè)計思路上的共同點是( ) A.重組DNA片段，研究其表型效應(yīng) B.誘發(fā)DNA突變，研究其表型效應(yīng) C.設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分

13、開，研究各自的效應(yīng) D.應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)，研究DNA在親代與子代之間的傳遞,C,肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗沒有用到同位素示蹤技術(shù)，兩實驗都沒有突變和重組。,噬菌體侵染細菌的實驗 在噬菌體侵染細菌的過程中，在細菌體內(nèi)合成了噬菌體的DNA，則合成DNA的原料來自() A.培養(yǎng)基 B.細菌體內(nèi)的化學(xué)成分 C.噬菌體注入細菌體內(nèi)的DNA D.以上三項都可以,B,噬菌體侵染細菌的過程中，噬菌體只將它的DNA注入細菌體內(nèi)，且此DNA用作合成新噬菌體的DNA的模板，所以，合成DNA的原料由細菌提供。,用含32P的噬菌體去侵染細菌，在細菌解體后含32P的是() A.子代噬菌體DNA B.子代噬菌體外殼 C.子代噬菌

14、體外殼及DNA D.部分子代噬菌體DNA,D,噬菌體侵染細菌的過程，只有噬菌體DNA注入細菌，蛋白質(zhì)外殼留在外面不起作用，噬菌體DNA注入細菌后，以細菌的原料為原料，場所為場所，合成噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)。含32P的成分只有部分子代噬菌體DNA。,DNA是主要的遺傳物質(zhì) (2009江蘇)下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是( ) A.豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA B.酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上 C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素 D.HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸,B,A中豌豆的遺傳物質(zhì)只有DNA；B中酵母菌的遺傳物質(zhì)DNA主要分布在染色體上，細胞質(zhì)中也有；C中T2噬菌體的遺傳

15、物質(zhì)是DNA，不含硫元素；D中HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，水解后產(chǎn)生4種核糖核苷酸。,下列有關(guān)遺傳物質(zhì)的描述錯誤的是() A.正常情況下，同一生物的不同組織，DNA結(jié)構(gòu)一定相同，數(shù)量也一定相同 B.正常情況下，同一生物的不同組織，DNA結(jié)構(gòu)一定相同，數(shù)量可能不同 C.細胞生物的遺傳物質(zhì)都是DNA D.任何生物個體的遺傳物質(zhì)只有一種,A,正常情況下，同一生物的不同組織，由于其代謝程度不同，線粒體和葉綠體不同，細胞質(zhì)中的DNA含量會有很大不同。任何一種生物，即使體內(nèi)同時含有兩種核酸，遺傳物質(zhì)也只能是其中的一種，如人的遺傳物質(zhì)是DNA，不能說人的遺傳物質(zhì)是DNA和RNA(當(dāng)然可以說人的遺傳物質(zhì)是核酸)

16、。,DNA分子的結(jié)構(gòu) 下列有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)特點的敘述，錯誤的是() A.兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對 B.堿基對排列在雙螺旋的內(nèi)側(cè) C.各個堿基對的平面之間是平行關(guān)系 D.配對堿基的互補關(guān)系為AG，TC DNA分子是由兩條反向平行的單鏈盤旋而成的，要保持DNA兩條長鏈之間的距離不變，根據(jù)堿基的分子結(jié)構(gòu)及所占空間的大小，只有A與T配對，C與G配對。,D,有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)中有一個腺嘌呤，則它的其他組成是（ ） A.三個磷酸、三個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶 B.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胸腺嘧啶 C.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個鳥嘌呤 D.兩個磷酸、兩個脫氧核糖和一個胞嘧啶 “一對氫鍵連接的脫氧核苷酸”表明為含有2個脫氧核苷酸，且為A-T堿基對。,B,關(guān)于堿基互補配對規(guī)律的計算 (2010上海)細胞內(nèi)某一DNA片段中有30%的堿基為A，則該片