1、第第3 3章章 基因的本质基因的本质第第1 1节节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质人教版必修2 19世纪中期，世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由了生物的性状是由 基因基因 控制的控制的?20世纪初期，世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于明了：基因位于 染色体 上。上。20世纪中叶，世纪中叶，科学家发现：染色体主要科学家发现：染色体主要由由 蛋白质和蛋白质和DNA （成分）组成。（成分）组成。蛋白质蛋白质DNA染色体染色体 蛋白质和蛋白质和DNADNA，谁是遗传物质谁是遗传物质?DNADNA是主要的遗传物质的证据是主要
2、的遗传物质的证据格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验艾弗里确定转化因子的体外转化验艾弗里确定转化因子的体外转化验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验实验材料：实验材料：两种肺炎双球菌 R型菌型菌菌落菌落:粗糙，粗糙，无荚膜，无毒无荚膜，无毒多糖类荚膜多糖类荚膜S型菌型菌菌落菌落:光滑，光滑，有荚膜，有毒，可有荚膜，有毒，可致死致死 一一.肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 对比对比A.BA.B组的实验现象，这说明了什么？组的实验现象，这说明了什么？什么使活什么使活R R型细菌转变成活的型细菌转变成活的S S型细菌？型细菌？由于体内有活的由于体内有活的S S型细
3、菌的作用。型细菌的作用。活的活的R R型细菌变成了活的型细菌变成了活的S S型细菌。型细菌。加热杀死的加热杀死的S S型细菌使活的型细菌使活的R R型细菌发生型细菌发生 了转化。了转化。D组小鼠为什么会死亡呢？组小鼠为什么会死亡呢？活的活的S S型细菌如何出现？型细菌如何出现？S型细菌使小鼠死亡。在杀死的在杀死的S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNARNA DNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟哪一个才是转化因子呢？假如你是当时的科学家假如你是当时的科学家,应应该怎样设计实验来证明该怎样设计实验来证
4、明:转化因转化因子是什么物质子是什么物质?讨论讨论:在证明在证明DNA还是蛋白质或其他还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最物质是遗传物质的实验中最关键关键的的设计设计思路思路是什么？是什么？必须将蛋白质、其他物质与必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，分开，单独单独、直接直接地观察它地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。物质。提出问题实验方案：2 2、分别与分别与R R型细菌混合培养，观察其后代型细菌混合培养，观察其后代是否有是否有S S型细菌出现型细菌出现.1 1、从活的从活的S S型细菌中分离，提取出各种成分，型细菌中分离，提取出各种成分，(DNADN
5、A、蛋白质和多糖、蛋白质和多糖 等物质等物质)DNA蛋白质和其他物质谁是遗传物质?作出假设:实施方案 验证预测预期效果：DNA是遗传物质只有加入只有加入S型菌的型菌的DNA才能使才能使R型菌转变成型菌转变成S型菌型菌分析结论实验材料：两种类型的肺炎双球菌(R型和S型)只在只在A A组中出现组中出现S S型细菌型细菌,说明了什么说明了什么?只有加入只有加入DNADNA，R R型细菌才能转化为型细菌才能转化为S S型细菌型细菌有没有比细菌更为简单的实验材料？有没有比细菌更为简单的实验材料？噬菌体的结构模式图噬菌体的结构模式图 二、二、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体中60%是蛋白质,
6、40%是DNA.蛋白质蛋白质外壳外壳DNA小资料小资料:噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,从而进行大量的繁殖.在噬菌体的化学分析中,对蛋白质和DNA的进一步分析表明:硫仅存在于蛋白质分子中,磷仅存在于DNA分子中.噬菌体侵染细菌的动态过程：噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌侵入别的细菌侵入侵入合成合成组装组装释放释放吸附吸附侵入侵入合成合成组装组装释放释放吸附吸附DNADNA标记标记P;P;蛋白质标记蛋白质标记S S。1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验：用放射性同位素标记和测试。如何让噬菌体
7、被标记？如何让噬菌体被标记？怎样将怎样将32P标记到噬菌体的标记到噬菌体的DNA上？上？A A、B B两组实验结果两组实验结果:A A组标记的是蛋白质，侵染时留在外组标记的是蛋白质，侵染时留在外面，产生的子代噬菌体不含放射性。面，产生的子代噬菌体不含放射性。B B组标记的是组标记的是DNADNA，侵染时进入细菌体，侵染时进入细菌体内，产生子代噬菌体含有放射性。内，产生子代噬菌体含有放射性。实验说明什么？实验说明什么？噬菌体进入细菌中的是噬菌体进入细菌中的是DNADNA，蛋白质，蛋白质 留在外面，这样就形成了与亲代一样留在外面，这样就形成了与亲代一样 的噬菌体，遗传物质是的噬菌体，遗传物质是DN
8、A,DNA,而不是蛋而不是蛋 白质白质.它的蛋白质不是亲代连续下来它的蛋白质不是亲代连续下来 的，是由的，是由DNADNA控制合成的。控制合成的。SARS病毒中，谁是遗传物质？设计实验：证明设计实验：证明烟草花叶病烟草花叶病毒毒的遗传物质是什么？的遗传物质是什么？烟草花叶病毒（TMV）被病毒感染的烟草叶片被病毒感染的烟草叶片RNA蛋白质蛋白质设计实验：设计实验：TMV（烟草花叶病毒）（烟草花叶病毒）蛋白质蛋白质RNA设计思路：设计思路：技术方法：技术方法：将蛋白质与将蛋白质与RNA分离，单独观察分离，单独观察自身分离、化学提取分离、酶解法分离自身分离、化学提取分离、酶解法分离分离分离DNA与蛋
9、白质的技术手段有三类：与蛋白质的技术手段有三类：（1）自身分离。（同位素标记观察）自身分离。（同位素标记观察）（2）化学提取法分离）化学提取法分离RNA与蛋白质，与蛋白质，（3）用）用RNA酶和蛋白酶分别处理噬菌体酶和蛋白酶分别处理噬菌体分离分离分离分离重组重组重组重组感染新的病毒新的病毒产生产生哪种哪种病毒？病毒？知识建构知识建构55大多数生物以大多数生物以 为遗传物质，为遗传物质，少数生物以少数生物以 为遗传物质，为遗传物质，所以所以 是一切生物的遗传物质，是一切生物的遗传物质，是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。蛋白质蛋白质 （是，不是）遗传物质。（是，不是）遗传物质。不是不是1 1注射
10、后能使小白鼠因患败血病而死亡的是注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）A AR R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 B B加热杀死后的加热杀死后的R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌 C C加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌 D D加热杀死后的加热杀死后的S S型肺炎双球菌与型肺炎双球菌与R R型细型细 菌混合菌混合2 2用噬菌体去感染体内含用噬菌体去感染体内含32P的细胞，在细菌的细胞，在细菌 解体后含解体后含32P的是（的是（）A A子代噬菌体子代噬菌体DNA B B子代噬菌体所有部分子代噬菌体所有部分 C C子代噬菌体蛋白质外壳子代噬菌体蛋白质外壳 D D子代噬菌体不含子代噬菌体
11、不含32P第第3 3章章 基因的本质基因的本质第第1 1节节 DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质人教版必修2DNA分子分子蛋白质蛋白质染色质染色质染色体染色体染色体染色体DNA蛋白质蛋白质 经典实验经典实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验艾弗里确定转化因子的体外转化实验艾弗里确定转化因子的体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验烟草花叶病毒的侵染实验烟草花叶病毒的侵染实验1234 步骤步骤方方 法法现象现象结结 论论过程探究过程探究1 1体内转化实验体内转化实验格里菲思等格里菲思等R型型活活菌菌S型型 活活 菌菌加热杀加热杀死死 S型菌型菌
12、 R型型 活活 细菌细菌 S型型 死死 细细 菌菌活活死死活活R型活菌无毒型活菌无毒S型活菌有毒型活菌有毒加热杀死的加热杀死的S型菌无毒型菌无毒死死（体内有（体内有S型活细型活细菌）菌）存在存在“转化因子转化因子”实验设计实验设计寻找转化因子：寻找转化因子：在杀死的在杀死的S型细菌中含有哪些物质？型细菌中含有哪些物质？多糖多糖 脂类脂类 蛋白质蛋白质 RNA DNARNA DNA加热杀死的加热杀死的S S型细菌型细菌但究竟哪一个才是转化因子呢？但究竟哪一个才是转化因子呢？R型细菌型细菌 二、艾弗里确定转化因子的体外转化实验二、艾弗里确定转化因子的体外转化实验R型细菌型细菌只长只长R型菌型菌只长
13、只长R型菌型菌R型细菌型细菌S型菌型菌R型细菌型细菌S型菌的型菌的DNAS型菌的型菌的蛋白质或荚膜多糖蛋白质或荚膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，也就是说，DNA才是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，不是所有的人都信服这一结果，因为实验不是所有的人都信服这一结果，因为实验中中DNADNA纯度最高时也还有纯度最高时也还有0.02%0.02%的蛋白的蛋白质，所以有人对其结果表示怀疑质，所以有人对其结果表示怀疑。在噬菌体的化学分析中,对蛋白质和DNA的进一步分析表明:硫仅存在于蛋白质分
14、子中,99%的磷都存在于DNA分子中.方法：放射性同位素标记方法：放射性同位素标记离心离心离心离心吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放DNA是遗传物质四、结论：结论：RNARNA是烟草花叶病毒的遗传物质是烟草花叶病毒的遗传物质19571957年，格勒和施拉姆年，格勒和施拉姆 核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（酸（DNA）和核糖核酸（）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质。归归 纳纳 总
15、总 结结 1.1.列表比较列表比较DNADNA是是主要的主要的遗传物质的实验证据遗传物质的实验证据肺炎双球菌转化实肺炎双球菌转化实验验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒侵烟草花叶病毒侵染烟草实验染烟草实验实验实验原理原理实验实验结果结果实验实验结论结论 四个实验四个实验的共同点的共同点从从S型活细菌中提取型活细菌中提取的的DNA、蛋白质和多、蛋白质和多糖，分别与糖，分别与R型活细型活细菌培养液混合培养菌培养液混合培养仅加入仅加入DNA，才能使，才能使R型活细菌转化为型活细菌转化为S型，型，且能遗传。用且能遗传。用DNA酶处酶处理的理的DNA失去转化作用失去转化作用DNA是遗传物质
16、是遗传物质,蛋白蛋白质等物质不是质等物质不是用同位素用同位素32P标记标记DNA，35S标记蛋白质，来证明只标记蛋白质，来证明只有噬菌体的有噬菌体的DNA进入细菌进入细菌体内，完成遗传作用体内，完成遗传作用带有同位素带有同位素32P的的DNA进入细菌内进入细菌内完成遗传作用完成遗传作用DNA是遗传物质是遗传物质从烟草花叶病从烟草花叶病毒中提取毒中提取RNA和蛋白质，分和蛋白质，分别感染烟草别感染烟草只有只有RNA才才能感染烟草能感染烟草RNA是遗传物质是遗传物质设计思路都是设计思路都是:设法把设法把DNA(RNA)与蛋白质分开，与蛋白质分开，单独地、直接地去观察单独地、直接地去观察DNA(RN
17、A)的作用的作用都遵循了对照原则都遵循了对照原则2.2.本课理念本课理念掌握科学家们掌握科学家们科学探究的一般过程科学探究的一般过程提出问题提出问题得出结论得出结论分析结果分析结果设计实验设计实验作出假设作出假设 1 1、下列说法错误的是()A、绝大多数生物的遗传物质是核酸 B、遗传物质的载体是DNA C、除少数生命外，一切生物均含核酸 D、遗传物质的主要载体含蛋白质 B 练一练练一练:2、蛋白质不是遗传物质的原因之一是 ()A.它的含量很少 B.它不能自我复制C.它与新陈代谢无关 D.它的种类很多 B 3 3、某科学家用噬菌体侵染大肠杆菌，并用同位素32P和35S作了如下标记：（2）子代噬菌
18、体的外壳上将会含有上述_ 元素,原因是 。（1）子代噬菌体的DNA分子中将会含有上述的 _ 元素,原因 是 。子代噬菌体的子代噬菌体的DNA分子进入了细菌内分子进入了细菌内,并利用细菌的原料合成新的噬菌体并利用细菌的原料合成新的噬菌体。子代噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内。子代噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内。32P 和和31P 35S第第3 3章章 基因的本质基因的本质第第2 2节节 DNADNA分子的结构分子的结构人教版必修2北京中关村北京中关村DNA双螺旋结构双螺旋结构“生命生命”雕塑，如今已被看作中关村的标志，雕塑，如今已被看作中关村的标志，受到各界好评。受到各界好评。雅典奥运会开幕式
19、经典场景雅典奥运会开幕式经典场景 1 1年年富兰克林富兰克林（ranklin)ranklin)等采用射线衍射技术拍摄到结构等采用射线衍射技术拍摄到结构的照片。确认为螺旋结构，并且是的照片。确认为螺旋结构，并且是由不止一条链所构成的。由不止一条链所构成的。DNADNA的的X X射线衍射图射线衍射图2 2年查戈夫（年查戈夫（E.Chargaff)E.Chargaff)定量分析分定量分析分子的碱基组成，发现腺嘌呤（）的量总是等于胸子的碱基组成，发现腺嘌呤（）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量。嘧啶（）的量。年美国科学家年美国科学
20、家沃森沃森（atson)atson)和和英国科学家英国科学家克里克克里克（rick)rick)提出分子的提出分子的双螺旋结构模型双螺旋结构模型。二、二、DNADNA分子的结构分子的结构、DNADNA的化学组成的化学组成C C、H H、O O、N N、P P复习提问复习提问DNADNA全称是；全称是；DNADNA的基本组成的基本组成元素是；组成元素是；组成DNADNA的基的基本单位是。本单位是。(1)DNA(1)DNA的基本单位脱氧核苷酸的基本单位脱氧核苷酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤（A）（G）胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶（T）（C）组成脱氧核苷酸的含氮碱基
21、：组成脱氧核苷酸的含氮碱基：复习提问复习提问AGCT(2)脱氧核苷酸的种类：脱氧核苷酸的种类：(3)多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链(4)二条脱氧核苷酸链组成一个分子二条脱氧核苷酸链组成一个分子DNADNA平面结构平面结构两条链的关系？两条链的关系？2.2.D DN NA A的的结结构构DNADNA平面结构平面结构磷酸、脱氧核糖交替磷酸、脱氧核糖交替连接连接 构成基本构成基本骨架骨架 “扶手扶手”外侧：外侧：DNADNA平面结构平面结构碱基碱基 “阶梯阶梯”内侧内侧:2 2条链上的碱基通条链上的碱基通过过_连接成碱基对连接成碱基对A与与T配对；配对；A =T
22、 /G C？氢键氢键由由2 2条链按条链按反向平行反向平行方式盘绕成方式盘绕成双螺旋双螺旋结构；结构；DNA的结构和组成可用五四三二一的结构和组成可用五四三二一表示分别表示的是什么？表示分别表示的是什么？五五种元素：种元素：C、H、O、N、P四四种碱基：种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱，相应的有四种脱氧核苷酸氧核苷酸三三种物质：种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两两条长链：条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸链两条反向平行的脱氧核苷酸链一一种螺旋：种螺旋：规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构三、三、DNADNA分子的结构特性分子的结构特性1.1.多样性：多样性：碱基对的排列
23、顺序的千变万化，碱基对的排列顺序的千变万化，构成了构成了DNADNA分子的多样性。分子的多样性。在生物体内，一个最短在生物体内，一个最短DNADNA分子也大约有分子也大约有40004000个碱基对，个碱基对，碱基对有：碱基对有：A AT T、T TA A、G GC C、C CG G。请同学们计算。请同学们计算DNADNA分子有多少种？分子有多少种？4 4 种种400040002.2.特异性特异性碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNADNA分子的特异性。分子的特异性。3.3.稳定性稳定性具有规则的双螺旋结构具有规则的双螺旋结构化学组成化学组成的双的双螺旋结
24、构螺旋结构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸种类：种类：四种四种 碱基互补配对原则碱基互补配对原则DNA分子的特性：稳定性、多样性和特异性分子的特性：稳定性、多样性和特异性由两条由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而的脱氧核苷酸长链盘旋而成。成。外侧由外侧由脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替连接构成交替连接构成基本基本骨架骨架，碱基碱基排列在排列在内侧内侧。DNA分子两条链上的碱基通过分子两条链上的碱基通过氢键氢键连接成连接成碱基对。碱基对。四、有关四、有关DNADNA中的碱基计算中的碱基计算 规律总结规律总结1、双链、双链DNA分子中，两互补碱基相等；分子中，两互补碱基相等；任意两个不
25、互补碱基之和恒等，各占任意两个不互补碱基之和恒等，各占 碱基总数的碱基总数的50%,且不互补碱基之和且不互补碱基之和 的比值等于的比值等于1(A+G)/(T+C)=1A=T，G=C A+G=T+C=50%A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=a=a2、双链、双链DNA分子中分子中A+T/G+C 等于其中任何一条链的等于其中任何一条链的 A+T/G+C。A1T2T1A2G1C2C1G2=a3 3、双链双链DNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一互补链中这一 比值
26、的倒数比值的倒数.1bA2+G2T2+C2=4 4、双链双链DNA分子中，分子中，A+T占整个占整个DNA分子碱基分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该占该链碱基总数的百分比。链碱基总数的百分比。A+TA+T+G+C=A1T2T1A2G1C2C1G2A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1+G1+C1A1+T1=c%c%c%T1+C1=b A1+G11 1、某双链、某双链DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤占分子的碱基中，鸟嘌呤占30%30%，则，则 胸腺嘧啶为胸腺嘧啶为_2 2、一个、一个DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤占分子的碱基中，腺嘌呤占20
27、%20%，那么在含有，那么在含有 100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分子中，胞嘧啶分子中，胞嘧啶 应是应是_3 3、DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个，求整个 DNADNA分子中分子中G=_G=_ 20%60个个29%4 4、由由120120个碱基组成的个碱基组成的DNADNA分子片段，可因其碱基对组分子片段，可因其碱基对组 成和序列的不同而携成和序列的不同而携 带不同的遗传信息，其种类带不同的遗传信息，其种类 数最多可达数最多可达 （）A A、4 4120 120 B B、1201204 4 C C、4 460 60
28、D D、60604 4C C5 5、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱基总数的碱基总数的54%54%，其，其中一条链上中一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上。求另一条链上G G占其所在链占其所在链碱基总数的百分含量。碱基总数的百分含量。解析一：解析一：设设DNADNA分子碱基总数为分子碱基总数为100100.已知：已知：A+T=54A+T=54，则，则G+C=46G+C=46所以，所以，G G1 1+C+C 1 1=G=G 2 2 +C+C 2 2=23=23已知：已知：G G 1 1=10022%=
29、1112所以所以,C 2=G 1=11则则:G 2=2311=12G 2A 2+T 2+G 2+C 2=1212100=24%解析二解析二:已知已知A+T总总=54%,则则=46%G+C总总所以所以G1+C 11/2总总=46%.已知已知1/2总总G 1=22%所以所以1/2总总C 1=46%22%=24%因为因为 G2=C1所以所以1/2总总G 2=24%24%24%第第3 3章章 基因的本质基因的本质第第2 2节节 DNADNA分子的结构分子的结构人教版必修2 这是这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的后的又一划时代发现，它标志着生
30、物学的研究进入分子的层次。因为这项研究进入分子的层次。因为这项“生物科生物科学中最具有革命性的发现学中最具有革命性的发现”，两位科学家，两位科学家获得了获得了1962年度诺贝尔生理学或医学奖。年度诺贝尔生理学或医学奖。1953年，年，美国科学家沃森美国科学家沃森（JD.Watson，1928）和英国科学家）和英国科学家克里克（克里克（F.Crick，19162004），共同提），共同提出了出了DNA分子的双螺旋结构模型。分子的双螺旋结构模型。1 1、DNADNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建在生命的旋梯上 沃森和克里克沃森和克里克早凋的早凋的“科学玫瑰科学玫瑰”富兰克林富兰克林（R.
31、E.Franklin）她和同事威尔金斯她和同事威尔金斯在在1951年率先采用年率先采用X射线衍射线衍射技术拍摄到射技术拍摄到D晶体照晶体照片，为推算出片，为推算出DNA分子呈螺分子呈螺旋结构的结论，旋结构的结论，提供了决定提供了决定性的实验依据性的实验依据。但但“科学玫瑰科学玫瑰”没等到没等到分享荣耀，在研究成果被分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。承认之前就已凋谢。(英，英，R.E.Franklin,19201958）X衍射技术是用衍射技术是用X光透过光透过物质的结晶体，使其在物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法图案的技术。这个方法可以用来推测
32、晶体的分可以用来推测晶体的分子排列。子排列。DNA的的X射线衍射图射线衍射图富兰克林拍摄的富兰克林拍摄的DNA的的X射线衍射图射线衍射图复习提问复习提问DNADNA的基本组成元素有哪些？的基本组成元素有哪些？C、H、O、N、PDNADNA的基本组成单位是什么？由哪几种物质的基本组成单位是什么？由哪几种物质组成？组成？脱氧核苷酸脱氧核苷酸=含氮碱基含氮碱基+脱氧核糖脱氧核糖+磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸A G C TDNA的基本单位腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶2 2、DNADNA的化学组成的化学组成脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸脱氧核苷脱氧核
33、苷脱氧核苷酸脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸A腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸GCTATGCAGCT氢键氢键ATGC3 3、DNADNA分子的平面结构分子的平面结构4 4、DNADNA的双螺旋结构的双螺旋结构构构成成方方式式位置位置双螺旋外侧双螺旋外侧双螺旋内侧双螺旋内侧碱基对碱基对主链主链（1 1）脱氧核糖与）脱氧核糖与磷酸交替排列；磷酸交替排列；（2）两条主链）两条主链呈反向平行；呈反向平行；（3）盘绕成规）盘绕成规则的双螺旋。则的双螺旋。（1）主链上对应碱基以氢键连结成对；（2 2）碱基互补配对）碱基互补配对
34、（A AT T，G GC C）；）；5 5、DNADNA多样性和特异性多样性和特异性（1 1）多样性）多样性 同学们尝试两个符号牌的排列方式，这两个符号同学们尝试两个符号牌的排列方式，这两个符号 牌可以写出相同符号牌可以写出相同符号A A或或B B，又可以写成又可以写成A A和和B B，它它 们由左向右的书写类型有多少种？们由左向右的书写类型有多少种？四种：四种：AAAA、BBBB、ABAB、BABA碱基对排列顺序的千变万化，构成了碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNADNA分子的分子的多样性。多样性。（2 2）特异性）特异性碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个碱基对的特定排列顺序，又构成了每
35、一个DNADNA分子的特异性。分子的特异性。（3 3）稳定性）稳定性设设DNADNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为2 2链。根据碱基互补配对原则链。根据碱基互补配对原则可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ，A A2 2=T=T1 1，G G1 1=C=C2 2 ，G G2 2=C=C1 1。则在则在DNADNA双链中：双链中：A=T A=T，G=C G=C可引申为：可引申为：嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+G/T+C=1双链双链DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其等于其
36、中任何一条链的中任何一条链的A+T/G+CA+T/G+C。A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1GG1 1+C+C1 1A A2 2 +T+T2 2G G 2 2+C+C2 2=A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链双链双链DNADNA分子中，互补的两条链中分子中，互补的两条链中A+G/T+CA+G/T+C互为倒数。互为倒数。=A A1 1+G+G1 1T T1 1+C+C1 1T T2 2+C+C2 2A A2 2+G+G2 2A A 1 1+C1+C1T T 1 1+G+G1 1T T2 2
37、+G+G2 2A A2 2+C+C2 2=双链双链DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中总数的百分比等于其中任何一条链中A+TA+T占该链占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+TA+T是整个是整个DNADNA分子分子A+TA+T的一半。的一半。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1+T+T1 1+G+G1 1+C+C1 1A A1 1+T+T1 1=A A2 2+T+T2 2+G+G2 2+C+C2 2A A2 2+T+T2 2=A A1 1+T+T1 1（A+TA+T）
38、1 12 2=A A2 2+T+T2 2同理：同理：G+CG+CA+T+G+CA+T+G+C=A A1 1 +T T1 1 +G G1 1 +C C1 1G G1 1+C C 1 1A A2 2+T T2 2+GG2 2+C C2 2G G2 2+C C2 2（G+CG+C）1 12 2G G1 1+C C1 1G G2 2+C C2 2=1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？解析：解析：因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，所以，A=50%A=50%23%=27%23%=27%2 2、在、在DNA
39、DNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上上述比例在其互补链和整个述比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 1;2.5 1;4 4、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和占整个之和占整个DNADNA碱碱基总数的基总数的54%54%，其中一条链上，其中一条链上GG占该链碱基总数占该链碱基总数的的22%22%。求另一条链上。求另一条链上GG占其所在链碱基总数的占其所在链碱基总数的百分含量。百分含量。2424%3 3、若、若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=
40、0.4，上述上述比例在其互补链和整个比例在其互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？0.4 0.40.4 0.45 5、某、某DNADNA分子中分子中A+TA+T占整个占整个DNADNA分子碱基总数分子碱基总数的的34%34%，其中一条链上的，其中一条链上的C C占该链碱基总数的占该链碱基总数的28%28%，那么，对应的另一条互补链上的，那么，对应的另一条互补链上的C C占该链占该链碱基总数的比例是多少？碱基总数的比例是多少？38%38%6 6、在含有四种碱基的、在含有四种碱基的DNADNA区段中，有腺嘌呤区段中，有腺嘌呤a a个，占该区段全部碱基的比例为个，占该区段全部碱
41、基的比例为b b，则则 （)A.A.b0.5 B.b0.5b0.5 B.b0.5C.C.胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2ba(1/2b1)D.1)D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2a b(1/2a 1)1)C C7 7、分析一个、分析一个DNADNA分子时，发现分子时，发现30%30%的脱氧核苷的脱氧核苷酸含有酸含有A A，由此可知，该分子中一条链上由此可知，该分子中一条链上GG含量的含量的最大值可占此链碱基总数的多少？最大值可占此链碱基总数的多少？40%40%化学组化学组成单位成单位双双螺螺旋旋结结构构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸种类种类四种四种主要主要特点特点碱基互补配对碱基互补配对原则原则
42、DNADNA分子的多分子的多样性和特异性样性和特异性由两条反向平行的脱氧核苷酸长链由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。盘旋而成。外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架成基本骨架 ，碱基排列在内侧。，碱基排列在内侧。DNADNA分子两条链上的碱基通过氢键分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。连接成碱基对。碱基碱基4 4种、碱基对种、碱基对2 2种、排种、排列顺序不同列顺序不同A A A A C C C C G G GGA A T TT T T T G G G G C C C C T T A A结构结构1 1、某双链、某双链DNADNA分子的碱基中，鸟嘌呤分子
43、的碱基中，鸟嘌呤占占30%30%，则胸腺嘧啶为，则胸腺嘧啶为_2 2、一个、一个DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤占分子的碱基中，腺嘌呤占20%20%，那么在含有，那么在含有100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分分子中，胞嘧啶应是子中，胞嘧啶应是_3 3、DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个求整个DNADNA分子中分子中G=_G=_ 20%60个个29%5.5.已知在已知在DNADNA分子中的一条单链分子中的一条单链(A+G)/(T+C)=mA+G)/(T+C)=m 时时,求求:(1)(1)在另一互补链中这一比例是多少在另一互
44、补链中这一比例是多少?1/m(2)(2)这个比例关系在整个分子中又是多少这个比例关系在整个分子中又是多少?1(3)(3)在另一互补链中这一比例是多少在另一互补链中这一比例是多少?n(4)(4)这个比例在整个这个比例在整个DNADNA分子中又是多少分子中又是多少?n当在一单链中当在一单链中,如果如果(A+T)/(G+C)=nA+T)/(G+C)=n 时时,求求:6.6.从某生物组织中提取从某生物组织中提取DNADNA进行分析进行分析,其其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的和占全部碱基数的46%,46%,又知又知DNADNA的一条的一条链链(H H
45、链链)所含的碱基中所含的碱基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤,问问与与H H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的链全部碱基数的()()、26%26%、24%24%、14%14%、11%11%A7 7、沃森和克里克于、沃森和克里克于 年提出了著名的年提出了著名的 模型，为合理地解释遗传物质的模型，为合理地解释遗传物质的 奠定了基础。奠定了基础。8 8、DNADNA又称又称 ，组成它的基本单位是，组成它的基本单位是 （由一分子（由一分子 、一分子、一分子 、一分子一分子 组成）。组成组成）。组成DNADNA的碱基共有的碱基共有 种种（符号表示为（符号表示为 ），
46、脱氧核苷共有），脱氧核苷共有 种（名称是种（名称是 、）。）。1953 1953 DNADNA双螺旋双螺旋各种功能各种功能脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基4 4A T G CA T G C4 4胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸9 9、下图是、下图是DNADNA分子结构模式图，用文字填出分子结构模式图，用文字填出1 11010的名称。的名称。PPPPACTG123456789101 23 45 67 89 10胞嘧啶（胞嘧啶（C C）腺嘌呤（腺嘌
47、呤（A A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（GG）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸碱基对碱基对氢键氢键一条脱氧核苷酸链的片段一条脱氧核苷酸链的片段第第3 3章章 基因的本质基因的本质第第3 3节节 DNADNA的复制的复制人教版必修2细胞减数分裂和受细胞减数分裂和受精作用使生物的亲精作用使生物的亲代与子代之间保持代与子代之间保持遗传性状的稳定性遗传性状的稳定性，为什么，为什么?DNA分子是怎样进行分子是怎样进行复制的呢复制的呢?最早提出的最早提出的DNA复制模型有三种；复制模型有三种；一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测1、全保留复制：新复制出、
48、全保留复制：新复制出 的分子直接形成，完全的分子直接形成，完全 没有旧的部分；没有旧的部分；2、半保留复制：形成的分子、半保留复制：形成的分子 一半是新的，一半是旧的；一半是新的，一半是旧的；3、分散复制：新复制的分子、分散复制：新复制的分子 中新旧都有，但分配是随中新旧都有，但分配是随 机组合的；机组合的；复制一次复制一次复制一次复制一次复制一次复制一次2、如果要你来设计实验，你认为最基本、如果要你来设计实验，你认为最基本 的思路是什么？的思路是什么？把复制的单链和原来的链做上标记，把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新然后观察它在新DNA中出现的情况。中出现的情况。1、这些观点各有
49、不同，如何来证明那个、这些观点各有不同，如何来证明那个 观点是正确的？观点是正确的？只能用实验来证明。只能用实验来证明。实验结论：实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据重带重带(下部下部)1515N/N/15N中带中带(中间中间)1515N/N/14N轻带轻带(上部上部)1414N/N/14N中带中带(中间中间)1515N/N/14N一个一个DNA分子复制分子复制几代后的情况如何？几代后的情况如何？因因DNA复制采用半保留的方式，复制采用半保留的方式，所以一个所以一个DNA分子经几代复制后的分子经几代
50、复制后的所有所有DNA中，只有两个中，只有两个DNA分子含分子含有原有原DNA链。但所有链。但所有DNA与原与原DNA所带的信息（脱氧核苷酸的排列序）所带的信息（脱氧核苷酸的排列序）完全相同。（变异除外）完全相同。（变异除外）拓展延伸拓展延伸 三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程1.DNA分子复制的概念是什么?2.DNA分子复制过程怎么进行?3.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：思考如下问题：1、DNA分子复制发生在什么时间分子复制发生在什么时间?有丝分裂间期有丝分裂间期 减数第一次分裂的间期减数第一次分
