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1、第3章基因的本质DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质DNADNA分子的结构分子的结构传递遗传信息传递遗传信息表达遗传信息表达遗传信息知知识识结结构构DNADNA分子的功能分子的功能一、一、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1 1、DNADNA具备作为遗传物质的条件具备作为遗传物质的条件2 2）能够自我复制，使前后代保持）能够自我复制，使前后代保持一定的一定的连续性连续性3 3）能够指导蛋白质的合成）能够指导蛋白质的合成 ，从而，从而控制新陈代谢过程和性状控制新陈代谢过程和性状1 1）分子结构具有相对的）分子结构具有相对的稳定性稳定性4 4）能够产生可遗传的变异）能够产生可遗传
2、的变异1 1、肺炎双球菌转化实验格里菲思实验、肺炎双球菌转化实验格里菲思实验小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡小鼠死亡小鼠不死亡小鼠不死亡R R型活细菌注射小鼠体内型活细菌注射小鼠体内S S型活细菌注射小鼠体内型活细菌注射小鼠体内加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌注射小鼠体内型细菌注射小鼠体内加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌+R+R型活细菌型活细菌注射小鼠体内注射小鼠体内小鼠患败血病死亡，小鼠患败血病死亡，R型型+S型型肺炎双球菌转化实验艾弗里的实验肺炎双球菌转化实验艾弗里的实验结论：结论：DNADNA是转化因子，即遗传物质，是转化因子，即遗传物质， 而蛋白质、多糖等物质不是遗传物质而蛋
3、白质、多糖等物质不是遗传物质 （1）肺炎双球菌的转化实验（）肺炎双球菌的转化实验（c、c：复习要求理解）：复习要求理解）证明证明DNA是遗传物质的实验关键是：是遗传物质的实验关键是： 格里菲斯实验：格里菲斯用无毒性的格里菲斯实验：格里菲斯用无毒性的R型菌与加热杀死后型菌与加热杀死后的的S型菌，混合后，注射到小鼠体内，小鼠死了。表明型菌，混合后，注射到小鼠体内，小鼠死了。表明设法把设法把DNA与蛋白质分开，单独、直接地观察与蛋白质分开，单独、直接地观察DNA和蛋白质的作用。和蛋白质的作用。无毒性的无毒性的R型菌与加热杀死后的型菌与加热杀死后的S型菌，混合后，型菌，混合后，转化为有毒性的转化为有毒
4、性的S型细菌，而且这种转化是可以型细菌，而且这种转化是可以遗传的。有一种转化因子的物质。遗传的。有一种转化因子的物质。艾弗里实验：将艾弗里实验：将S型细菌中的多糖、蛋白型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和质、脂类和DNA等提取出来，分别与等提取出来，分别与R型细菌进行混合；结果只有型细菌进行混合；结果只有DNA与与R型型细菌进行混合，才能使细菌进行混合，才能使R型细菌转化成型细菌转化成S型细菌，并且的含量越高，转化越有效。型细菌，并且的含量越高，转化越有效。如果用如果用DNA酶处理从酶处理从S型活细菌中提取型活细菌中提取的的DNA，使，使DNA分解，就不能使分解，就不能使R型细型细菌发生转化。结论：
5、菌发生转化。结论： DNA是转化因子，是使是转化因子，是使R型细菌产生稳定的遗型细菌产生稳定的遗传变化的物质，即传变化的物质，即DNA是遗传物质是遗传物质。 2 2、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验是一个更有是一个更有力的证据，证明了力的证据，证明了DNADNA是遗传物质是遗传物质蛋白质外壳蛋白质外壳DNA分子分子噬菌体是一种专门寄生噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的在细菌体内的病毒病毒吸附吸附注入注入合成合成组装组装噬菌体噬菌体侵染侵染细菌的过程：细菌的过程：释放释放2.2.噬菌体把噬菌体把DNADNA全部注进细菌体内全部注进细菌体内，而，而蛋白质外壳则留在蛋白质外壳则留在细菌体外细菌
6、体外, ,不起作用不起作用23.3.噬菌体的噬菌体的 DNA DNA 在细菌体内，使细胞本身的在细菌体内，使细胞本身的 DNA DNA 解体，解体，同时同时利用细菌的各种成分利用细菌的各种成分合成合成噬菌体自身的噬菌体自身的 DNADNA和蛋白质和蛋白质34.4.这些新合成的这些新合成的 DNADNA 和蛋白质外壳组装出很多个和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一与亲代一模一样的子代噬菌体模一样的子代噬菌体411.1.噬菌体的尾部噬菌体的尾部吸附吸附在细菌的表面在细菌的表面研究方法：研究方法：对蛋白质标记对蛋白质标记3535S S，对，对DNADNA标记标记3232P P，分组对比实验，分组对比实验
7、放射性同位素标记法放射性同位素标记法标记噬菌体标记噬菌体噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌测试放射性测试放射性3535S S标记蛋白质标记蛋白质 3232P P标记标记DNADNA子代噬菌体没有子代噬菌体没有3535S S上清液中有上清液中有3535S S子代噬菌体有子代噬菌体有3232P P上清液中没有上清液中没有3232P P过过程程A组B组DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？RNA（核糖核酸）（核糖核酸） 有些病毒（如烟有些病毒（如烟草花草花 叶病毒），它们叶病毒），它们不含有不含有DNA, 只含有只含有RNA。 在这种情况下，在这种情况下，RNA就起着遗传物质的就起着遗传物质
8、的作用。作用。 DNA主要的遗主要的遗传物质传物质 目前，已有充分目前，已有充分的科学研究资料证明，的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质作为遗传物质的。的。例：病毒的遗传物质是（例：病毒的遗传物质是（ ） 人的遗传物质是（人的遗传物质是（ ）A、DNA B、RNA C、DNA和和RNA D、DNA或或RNAD A课堂课堂小结小结DNADNA分子与分子与RNARNA分子的比较分子的比较DNARNA结 构组成的基本单位碱基 嘌 呤 嘧 啶 五碳糖 无机酸规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常呈单链结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸A A、
9、GGA A、GGC C、T TC C、U U脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸因此，构成核酸的碱基共因此，构成核酸的碱基共 种，核苷酸共种，核苷酸共 种种5 58 8核酸种类核酸种类项项 目目 如果用如果用1515N N、3232P P、3535S S标记噬菌体后，让其侵染细标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素是到的放射性元素是A A、可在外壳中找到、可在外壳中找到1515N N和和3535S SB B、可在、可在DNADNA中找到中找到1515N N和和3232P PC C、可在外壳中找到、可
10、在外壳中找到1515N ND D、可在、可在DNADNA中找到中找到1515N N、 3232P P、3535S SB B、可在、可在DNADNA中找到中找到1515N N和和3232P P病毒的遗传物质是（病毒的遗传物质是（ ）人的遗传物质是（人的遗传物质是（ ）DNA或或RNADNA二、二、DNADNA的结构的结构DNADNA基本组成单位基本组成单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核糖脱氧核糖 含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸碱基碱基脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸碱基碱基组成元素组成元素C、H、O、N、P脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸碱基碱基DNADNA的空间结构：的空间结构：两条两条反向平行
11、反向平行的的脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链盘旋而成盘旋而成外侧：脱氧核糖和磷酸外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接交替连接内侧：内侧：碱基对碱基对组成组成碱基互补配对原则碱基互补配对原则：A AT GT GC C碱基之间通过碱基之间通过氢键氢键连接连接双螺旋结构双螺旋结构1 1）一个）一个双链双链DNADNA分子中，分子中，A=TA=T，C=GC=G，A+G=C+TA+G=C+T故故(A+G)% = (A+C)% = 50%(A+G)% = (A+C)% = 50%碱基互补配对原则的一般规律及相关计算碱基互补配对原则的一般规律及相关计算2 2）DNADNA分子一条链中分子一条链中(A+G)/(C+T)(A+
12、G)/(C+T)比值的比值的倒数倒数等等于于3 3）DNADNA分子一条链中分子一条链中(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)的比值等于的比值等于4 4）不同生物的）不同生物的 DNADNA中，中，(A+T)/(C+G)(A+T)/(C+G)的比值不同。的比值不同。分清楚是分清楚是DNADNA分子分子( (双链双链) )还是脱氧核苷酸还是脱氧核苷酸单链单链其互补链中该种碱基的比值。其互补链中该种碱基的比值。其互补链和整个其互补链和整个DNA分子中该种碱基的比值。分子中该种碱基的比值。三、三、DNADNA分子的功能分子的功能通过复制，传递遗传信息通过复制，传递遗传信息时间场所模板模板去向原
13、料能量酶产物特点有丝分裂间期或减数分裂间期有丝分裂间期或减数分裂间期主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中DNADNA分子两条链（分子两条链（称为母链称为母链）分别进入两个分别进入两个DNADNA分子中分子中四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶、聚合酶解旋酶、聚合酶子代子代DNADNA分子分子( (与亲代一模一样与亲代一模一样) )边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制、半保留复制 已知某一条全部N原子被15N标记的DNA分子（0代），转移到含14N的培养基上培养n代，其结果如下：分子总数分子总数_只含只含15N的分子的分子_含含15N 14N的分子的分子_只含只含14N的分子的分子_脱氧核苷酸链总数脱氧核苷酸链总数_含含15N的链为的链为_含含14N的链为的链为_2n022n-22n+122n+1-2