1、基因的本質(zhì),必修 遺傳與進化,第三章,人教版新課標(biāo)高中生物多媒體教學(xué)課件, 3-1、DNA是主要的遺傳物質(zhì),二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗,R型活細菌無毒,S型活細菌有毒,S型死細菌無毒,從中分離出了 S型活細菌,可能的原因:,加熱殺死的S細菌內(nèi)存在某種活性物質(zhì),能使R細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 該物質(zhì)應(yīng)該就是人們尋找中的遺傳物質(zhì)。,1、格里菲思的小鼠實驗（1928年）,細菌, 3-1、DNA是主要的遺傳物質(zhì),一、對遺傳物質(zhì)的早期預(yù)測,2、蛋白質(zhì)種類很多，早期發(fā)現(xiàn)的酶都是蛋白質(zhì)，推測遺傳物質(zhì)應(yīng)該也是蛋白質(zhì),3、DNA被發(fā)現(xiàn)后，人們還發(fā)現(xiàn)DNA的變性溫度高于90 ， 有人猜測遺傳物質(zhì)可能是DNA。,二、肺炎雙

2、球菌的轉(zhuǎn)化實驗,1、格里菲思的小鼠實驗（1928年）,細菌,1、1866年，孟德爾通過豌豆的雜交實驗，揭示了遺傳的基本規(guī)律，指出 生物體的性狀應(yīng)該是由遺傳因子（基因或稱為遺傳物質(zhì)）決定的。,遺傳物質(zhì)：,決定生物體性狀的物質(zhì),2、1903年，薩頓通過類比推理，指出基因在染色體上。,3、1926年，摩爾根通過果蠅的雜交實驗，證明了基因在染色體上。,遺傳物質(zhì)就在染色體上, 是染色體上的蛋白質(zhì)還是DNA？,1、課本P42問題討論,你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特征？,4、20世紀(jì)30年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。,遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定（分子的穩(wěn)定性）,能貯存大量的遺傳信息（結(jié)構(gòu)的多樣性

3、）,能準(zhǔn)確復(fù)制遺傳信息，傳遞給下代,不同生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)不同（特異性）, 3-1、DNA是主要的遺傳物質(zhì),二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗,可能的原因:,加熱殺死的S細菌內(nèi)存在某種活性物質(zhì),能使R細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 該物質(zhì)應(yīng)該就是人們尋找中的遺傳物質(zhì)。,1、格里菲思的小鼠實驗（1928年）,2、艾弗里的分離實驗（ 1944年）,DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) 即:DNA是遺傳物質(zhì).,將它們分別加入R型細菌培養(yǎng)液中, 加入DNA且只有加入DNA才能使 R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌., 3-1、DNA是主要的遺傳物質(zhì),一、對遺傳物質(zhì)的早期預(yù)測,1、蛋白質(zhì)種類很多，早期發(fā)現(xiàn)的酶都是蛋白質(zhì)，最早推測遺傳

4、物質(zhì)也是蛋白質(zhì),2、DNA被發(fā)現(xiàn)后，有人猜測DNA可能是遺傳物質(zhì),二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗,可能的原因:,加熱殺死的S細菌內(nèi)存在某種活性物質(zhì),能使R細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌,1、格里菲思的小鼠實驗（1928年）,2、艾弗里的分離實驗（ 1944年）,DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì) 即:DNA是遺傳物質(zhì).,三、噬菌體侵染細菌的實驗（1952年）,病毒,35S噬菌體侵染細菌,32P噬菌體侵染細菌, 3-1、DNA是主要的遺傳物質(zhì),一、對遺傳物質(zhì)的早期預(yù)測,1、蛋白質(zhì)種類很多，早期發(fā)現(xiàn)的酶都是蛋白質(zhì)，最早推測遺傳物質(zhì)也是蛋白質(zhì),2、DNA被發(fā)現(xiàn)后，有人猜測DNA可能是遺傳物質(zhì),二、肺炎雙球菌的

5、轉(zhuǎn)化實驗,可能的原因:,加熱殺死的S細菌內(nèi)存在某種活性物質(zhì),能使R細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌,1、格里菲思的小鼠實驗,2、艾弗里的分離實驗（ 1944年）,DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì) 即:DNA是遺傳物質(zhì).,三、噬菌體侵染細菌的實驗,32S噬菌體侵染細菌,31P噬菌體侵染細菌,結(jié)論: DNA是遺傳物質(zhì),后來發(fā)現(xiàn)在部分病毒中，RNA是遺傳物質(zhì),DNA是主要的遺傳物質(zhì),病毒 增殖,練習(xí),1、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，將無毒的R型活細菌和被加熱死的有毒S型細菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，在小鼠體內(nèi)可以找到的細菌類型是 A有毒S型 B有毒S型和無毒R型 C有毒R型和無毒S型 D無毒R型,2、用32P標(biāo)

6、記某噬菌體的DNA，用35S標(biāo)記其蛋白質(zhì)外殼，則該噬菌體侵染細菌后新產(chǎn)生的噬菌體中可含有的是 A32P B35S C32P 和35S D32P 和35S都沒有,B有毒S型和無毒R型,A32P,3、關(guān)于T2噬菌體侵染細菌的實驗過程的敘述錯誤的是 A用放射性同位素32P 標(biāo)記噬菌體的DNA B用放射性同位素35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì) C用35S 標(biāo)記的蛋白質(zhì)去侵染細菌，細菌內(nèi)有了放射性 D用32P 標(biāo)記的DNA去侵染細菌，細菌內(nèi)有了放射性,4、在證明DNA是遺傳物質(zhì)的幾個著名經(jīng)典實驗中， 在實驗設(shè)計思路中最關(guān)鍵的是 A要用同位素標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì) B要分離DNA和蛋白質(zhì) C要分離DNA和蛋白質(zhì)，單獨

7、觀察它們的作用 D要得到噬菌體和肺炎雙球菌,C用35S 標(biāo)記的蛋白質(zhì)去侵染細菌，細菌內(nèi)有了放射性,C要分離DNA和蛋白質(zhì)，單獨觀察它們的作用, 3-2、DNA分子結(jié)構(gòu),一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立,1、相關(guān)素材,（1）DNA水解生成四種脫氧核苷酸，脫氧核苷酸水解生成脫氧核糖、磷 酸、堿基。DNA是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成的。,（2）DNA晶體的衍射圖譜表明，DNA應(yīng)為螺旋結(jié)構(gòu),（3）DNA徹底水解得到的腺嘌呤（A）總量等于胸腺嘧啶（T） 鳥嘌呤（G）總量等于胞嘧啶（C）,2、沃森和克里克創(chuàng)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu), 3-2、DNA分子結(jié)構(gòu),一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立,1、相關(guān)素材,2、沃森和克里克

8、創(chuàng)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成（雙螺旋）,外側(cè)由脫氧核糖和磷酸交替排列,內(nèi)側(cè)由堿基對組成.,堿基配對原則:,A=T、G C,二、DNA分子的結(jié)構(gòu),堿基對的排列順序代表遺傳信息.,平 面 結(jié) 構(gòu),DNA結(jié)構(gòu)特點:,穩(wěn)定性 多樣性 特異性,4n,n ：堿基對的對數(shù), 3-3、DNA的復(fù)制,一、（沃森和克里克）對DNA分子復(fù)制的推測：,1、DNA分子的雙螺旋解開 互補的堿基對間的氫鍵斷裂, 3-3、DNA的復(fù)制,一、（沃森和克里克）對DNA分子復(fù)制的推測：,1、DNA分子的雙螺旋解開 互補的堿基對間的氫鍵斷裂,2、解開的兩條單鏈為 復(fù)制的模板, 3-3、DNA的復(fù)制,一

9、、（沃森和克里克）對DNA分子復(fù)制的推測：,1、DNA分子的雙螺旋解開 互補的堿基對間的氫鍵斷裂,2、解開的兩條單鏈為 復(fù)制的模板,3、游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上, 3-3、DNA的復(fù)制,一、（沃森和克里克）對DNA分子復(fù)制的推測：,1、DNA分子的雙螺旋解開 互補的堿基對間的氫鍵斷裂,2、解開的兩條單鏈為 復(fù)制的模板,3、游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈上,半保留復(fù)制, 3-3、DNA的復(fù)制,一、（沃森和克里克）對DNA分子復(fù)制的推測：,二、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù),半保留復(fù)制,（1）思路：,以含有15

10、N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，得到的DNA中 的N都是15N。分子較重。,以含有15N標(biāo)記的DNA為模板，在含有14N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng);若以半保留復(fù)制，則合成的DNA一條鏈含15N，另一條鏈含14N ，的中重DNA。,以中重DNA為模板，在含有14N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng);若以半保留復(fù)制，則合成的2個DNA分子，一個為中重 ，一個較輕。,（2）實驗結(jié)果與推測一致 P53, 3-3、DNA的復(fù)制,一、（沃森和克里克）對DNA分子復(fù)制的推測：,二、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù),半保留復(fù)制,（1）思路：,以含有15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，得到的DNA中 的N都是15

11、N。分子較重。,以含有15N標(biāo)記的DNA為模板，在含有14N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng);若以半保留復(fù)制，則合成的DNA一條鏈含15N，另一條鏈含14N ，的中重DNA。,以中重DNA為模板，在含有14N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng);若以半保留復(fù)制，則合成的2個DNA分子，一個為中重 ，一個較輕。,（2）實驗結(jié)果與推測一致 P53, 3-3、DNA的復(fù)制,一、（沃森和克里克）對DNA分子復(fù)制的推測：,二、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù),半保留復(fù)制,（1）思路：,以含有15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，得到的DNA中 的N都是15N。分子較重。,以含有15N標(biāo)記的DNA為模板，在含有14N標(biāo)記的

12、NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng);若以半保留復(fù)制，則合成的DNA一條鏈含15N，另一條鏈含14N ，的中重DNA。,以中重DNA為模板，在含有14N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng);若以半保留復(fù)制，則合成的2個DNA分子，一個為中重 ，一個較輕。,（2）實驗結(jié)果與推測一致 P53, 3-3、DNA的復(fù)制,一、（沃森和克里克）對DNA分子復(fù)制的推測：,二、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù),半保留復(fù)制,三、DNA分子復(fù)制的過程,時期： 場所： 特點： 模板： 條件： 基礎(chǔ)： 意義：,細胞核(主要)、線粒體、葉綠體,邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制,親代DNA分子的兩條單鏈,脫氧核苷酸、ATP、酶、溫度、PH,有絲分裂和減數(shù)第一次

13、分裂間期,（原料）,練習(xí),1、下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的正確順序是 互補堿基對之間氫鍵斷裂 互補堿基對之間形成氫鍵 DNA分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu) ABCD,2、用一個32P標(biāo)記的噬菌體侵染細菌(不含32P)。若該細菌解體后釋放出32個大小、形狀一樣的噬菌體，則其中含有32P的噬菌體有 A0個 B2個 C30個 D32個,D,3、體外進行DNA復(fù)制的實驗，向試管中加入有關(guān)酶、4種脫氧核苷酸和ATP，37下保溫、適宜的酸堿度。下列敘述中正確的是 A能生成DNA，DNA的堿基比例與4種脫氧核苷酸的比例一致 B不生成DNA，因為缺少D

14、NA模板 C能生成DNA，DNA的堿基比例不確定，且與酶的來源有一定的關(guān)聯(lián) D不生成DNA，因為實驗中缺少酶催化的適宜的體內(nèi)條件,B2個,B不生成DNA，因為缺少DNA模板,圖解,練習(xí),4、保證DNA準(zhǔn)確無誤復(fù)制的關(guān)鍵步驟是 A解旋酶破壞氫鍵，解開DNA的雙螺旋 B酶促下,游離核苷酸與母鏈堿基互補配對 C酶促下,配對的游離核苷酸連接形成子鏈 D子鏈與模板母鏈盤旋形成雙螺旋結(jié)構(gòu),5、假如一個DNA分子含有1000個堿基對，將這個DNA分子放在32P標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中讓其復(fù)制一次，則新形成DNA的堿基對個數(shù)比原來增加了 A1000 B2000 C500 D無法確定,B酶促下,游離核苷酸與母

15、鏈堿基互補配對,A1000,6、一雙鏈DNA分子，在復(fù)制解旋時，一條鏈上是G變成了C，則DNA經(jīng)n次復(fù)制后，發(fā)生差錯的DNA占 A1/2 B1/2n1 C1/2n D1/2n + 1,7、某雙鏈DNA分子中共有含氮堿基1400個，其中一條單鏈上 (A+T)(C+G)=25。問該分子連續(xù)復(fù)制兩次共需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目是 A200個 B400個 C600個 D1200個,A1/2,C600個,一、說明基因與DNA關(guān)系的實例,1、大腸桿菌擬核中的DNA長度為4700000個堿基對，分布有4400個基因， 每個基因平均約為1000個堿基對。,2、一種海蜇能發(fā)出綠色熒光，是因為其DNA分子上

16、有一段5170個堿基對 的片段綠色熒光蛋白基因。,3、人類基因組24條染色體（22條常染色體+X+Y），共有31.6億個堿 基對，大約3萬個基因，構(gòu)成基因的堿基數(shù)不超過堿基總數(shù)的2%。,二、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,1、堿基（對）的排列順序代表遺傳信息.,2、堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA的多樣性,4n,3、堿基的特定排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA的特異性, 3-4、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,練習(xí),1、下列關(guān)于遺傳信息的說法，不確切的是 A基因的脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息 B遺傳信息是通過染色體上的基因傳遞的 C生物體內(nèi)的遺傳信息主要儲存在DNA分子上 D遺傳信息即生物表現(xiàn)

17、出來的性狀,2、紫茉莉的遺傳信息儲存于它的 ADNA和RNA分子，在細胞質(zhì)和細胞核中 BDNA分子，在細胞質(zhì)和細胞核中 CDNA或RNA分子，在細胞質(zhì)和細胞核中 DDNA，在細胞質(zhì)中,D遺傳信息即生物表現(xiàn)出來的性狀,3、“人類基因組計劃”最新研究表明24條染色體上含有2.53萬多個蛋白質(zhì)的編碼基因，這一事實能說明一事實能說明 A基因是DNA上有遺傳效應(yīng)的片段 B基因是染色體片段 C一個DNA分子上有許多個基因 D基因只存在于染色體上,BDNA分子，在細胞質(zhì)和細胞核中,C一個DNA分子上有許多個基因,練習(xí),4、下列關(guān)于DNA、染色體、基因的關(guān)系，其中不正確的是 A每條染色體有一個DNA分子，經(jīng)過復(fù)制每條染色單體上有一個DNA分子 B每個DNA分子上有許多基因 C基因在染色體上呈線性排列 D基因在DNA分子雙鏈上成對存在,D基因在DNA分子雙鏈上成對存在,6、DNA分子具有多樣性和特異性是由于 ADNA分子是高分子化合物，相對分子質(zhì)量大 BDNA分子中堿基數(shù)目很多，形成很多氫鍵 CDNA分子中兩條鏈上的脫氧核苷酸和磷酸的排列順序變化多端 DDNA分子中堿基對的排列順序千變?nèi)f化，但在特定的DNA分子中堿基排 列順序不變,7、豌豆的高莖基因(D)與矮莖基因(d)本質(zhì)上的區(qū)別是 A所含有的性狀不同 B所存在的遺傳密碼