1、第三章第三章 基因的本质基因的本质肺炎链球菌的转化实验肺炎链球菌的转化实验一、一、R R型菌型菌（菌落（菌落粗糙）粗糙）无糖无糖荚膜荚膜 无致病性无致病性S S型菌型菌（菌落光滑（菌落光滑）有糖荚膜有糖荚膜 有致病性有致病性1 1、格里菲斯体内转化实验、格里菲斯体内转化实验实验结论实验结论：加热杀死的：加热杀死的S型细菌中含有一种型细菌中含有一种“转化因子转化因子”，能使，能使R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌。型细菌。2 2、艾弗里等体外转化实验、艾弗里等体外转化实验实验结论：实验结论：DNADNA才是使才是使R R型菌产生型菌产生稳定遗传变化稳定遗传变化的物质。的物质。艾弗里的实验思路实际
2、是将艾弗里的实验思路实际是将S型肺炎链球菌中的细胞型肺炎链球菌中的细胞提取物分别进行不同的处理，再进行转化实验，单独、提取物分别进行不同的处理，再进行转化实验，单独、直接地观察它们的作用效果。直接地观察它们的作用效果。典例典例11如图表示某生物兴趣小组做的肺炎链如图表示某生物兴趣小组做的肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是()A ADNADNA酶的作用是水解酶的作用是水解S S型细菌的型细菌的DNA DNA B B结果结果1 1中中S S型肺炎链球菌占绝大多数型肺炎链球菌占绝大多数C C该实验证明该实验证明DNADNA是遗传物质是遗传物质D D结果结果
3、2 2中全部为中全部为R R型肺炎链球菌型肺炎链球菌B B 典例典例22某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验，某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验，进行了以下进行了以下4 4个实验：个实验：R R型细菌的型细菌的DNADNADNADNA酶酶加入加入S S型细菌型细菌注射入小注射入小鼠鼠S S型细菌的型细菌的DNADNADNADNA酶酶加入加入R R型细菌型细菌注射入注射入小鼠小鼠R R型细菌型细菌DNADNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入S S型细菌的型细菌的DNADNA注射入小鼠注射入小鼠S S型细菌型细菌DNADNA酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入R R型细型细菌的菌的DNADN
4、A注射入小鼠以上注射入小鼠以上4 4个实验中小鼠的情况依次个实验中小鼠的情况依次是是()A)A存活、存活、存活、死亡存活、存活、存活、死亡B B死亡、存活、存活、存活死亡、存活、存活、存活C C死亡、死亡、存活、存活死亡、死亡、存活、存活D D存活、死亡、存活、死亡存活、死亡、存活、死亡B B二、噬菌体浸染细菌的实验二、噬菌体浸染细菌的实验T2噬菌体结构噬菌体结构生活方式：寄生在大肠杆菌体内。生活方式：寄生在大肠杆菌体内。实验方法：实验方法：放射性同位素标记放射性同位素标记法法。实验结论：实验结论：DNADNA才是噬菌体的才是噬菌体的遗传物质遗传物质。实验过程和现象实验过程和现象搅拌的目的：搅
5、拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体使吸附在细菌上的噬菌体(蛋白质外壳蛋白质外壳)与细菌分离，与细菌分离，离心的目的：离心的目的：让上清液中析出质量较轻的让上清液中析出质量较轻的T2T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。侵染的大肠杆菌。误差分析：误差分析：被被35S35S侵染的大肠杆菌离心后沉淀物中有侵染的大肠杆菌离心后沉淀物中有少量放射性的原因：少量放射性的原因：搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在搅拌不充分导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。误差分析：误差分析：被被32P32P侵染的大肠杆菌
6、离心后上清液中有少量放射性的原因：侵染的大肠杆菌离心后上清液中有少量放射性的原因：（1 1）培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌：培养（保温）时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌：（2 2）培养（保温）时间过长，部分子代嗤菌体已经释放）培养（保温）时间过长，部分子代嗤菌体已经释放典例典例1某校生物研究性学习小组模拟赫尔某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程如图所示，下列有关分析正确的是如图所示，下列有关分析正确的是()A理论上，理论上，b和和c中不应具有放射性中不应具有放射性B实验中实验中b含少量放射性与含少量放射
7、性与过程中培养时间过长过程中培养时间过长或过短有关或过短有关C实验中实验中c含有放射性与含有放射性与过程中搅拌不充分有关过程中搅拌不充分有关D该实验证明了该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物是遗传物质，蛋白质不是遗传物质质A典例典例2如果用如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，共同标记噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的标记元素为中，能够找到的标记元素为()A在外壳中找到在外壳中找到15N和和35SB在在DNA中找到中找到15N和和32PC在外壳中找在外壳中找到到15N和和32PD在在DNA中找到中找
8、到15N、32P和和35SB“二看法二看法”判断子代噬菌体标记情况判断子代噬菌体标记情况三、三、DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质(1)新型冠状病毒中有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基？病毒的遗传物质是否都是新型冠状病毒中有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基？病毒的遗传物质是否都是RNA?提示：提示：一种、四种、一种和四种；不一定，如噬菌体的遗传物质是一种、四种、一种和四种；不一定，如噬菌体的遗传物质是DNA。(2)菠菜细胞中含有几种核酸、核苷酸、五碳糖及碱基？细胞核中的遗传物质是菠菜细胞中含有几种核酸、核苷酸、五碳糖及碱基？细胞核中的遗传物质是DNA，那么细胞质，那么细胞质中的遗传物质是
9、中的遗传物质是DNA还是还是RNA?提示：提示：两种、八种、两种和五种；细胞质中的遗传物质也是两种、八种、两种和五种；细胞质中的遗传物质也是DNA。(3)小麦根尖细胞中的小麦根尖细胞中的“核酸核酸”和和“遗传物质遗传物质”是否含义相同？为什么？是否含义相同？为什么？提示：提示：不相同，因为小麦不相同，因为小麦根尖细胞中有根尖细胞中有DNA和和RNA两种核酸，但遗传物质仅指两种核酸，但遗传物质仅指DNA。(4)为什么说为什么说DNA是主要的遗传物质？是主要的遗传物质？提示：提示：因为大部分生物的遗传物质是因为大部分生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物，只有极少数生物的遗传物质是的遗传物质是RN
10、A，所以，所以DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。典例典例2下列关于生物遗传物质的说法，正确的是下列关于生物遗传物质的说法，正确的是()A同时含有同时含有DNA和和RNA的生物的遗传物质是的生物的遗传物质是DNABDNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNAC真核生物的遗传物质都是真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是，病毒的遗传物质都是RNAD肺炎链球菌体肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质A四、四、DNADNA双螺旋结构双螺旋结构1构
11、建者：构建者：沃森沃森和和克里克克里克。2构建历程构建历程3.DNA3.DNA分子的结构层次分子的结构层次元素组成：元素组成：4.DNA4.DNA分子结构特点分子结构特点:(1)(1)由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（2 2）由脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。）由脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。（3 3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。并且遵循碱基互补配对原则：并且遵循碱基互补配对原则：A A与与T T配对、配对、G G与与C
12、 C配对配对重难点拨重难点拨一、一、DNA分子的结构及特点分子的结构及特点5.DNA5.DNA分子相关计算规律（分子相关计算规律（DNADNA分子中）分子中）规律一：规律一：不互补碱基之和相等不互补碱基之和相等 A+G=T+C A+G=T+C，即即“嘌呤数嘌呤数=嘧啶数嘧啶数”A+C=T+G A+C=T+G 即即 A+G/T+C=1 A+C/T+G=1A+G/T+C=1 A+C/T+G=1任意两个不互补碱基之和占全部碱基的一半任意两个不互补碱基之和占全部碱基的一半A+GA+GT+CT+CA+CA+CT+GT+G1/21/2（A+G+T+CA+G+T+C）A A1 1T T2 2T T1 1A
13、A2 2G G1 1C C2 2C C1 1G G2 2规律三：规律三：在在DNADNA双链双链中，假设一条单链中，假设一条单链的的不互补碱基和之比不互补碱基和之比A+G/T+CA+G/T+C等于等于m m，则则互补互补链链的的A+G/T+CA+G/T+C的值的值与之互为倒数关系即与之互为倒数关系即1/m1/m；规律二：规律二：在在DNADNA双链双链中，假设一条单链中，假设一条单链的的互补碱基和之比互补碱基和之比A+T/G+CA+T/G+C等于等于m m，则则互补链互补链的的A+A+T T/G+C/G+C的的值值及及整个整个DNADNA分子分子中中A+T/G+CA+T/G+C的值的值与之相等
14、即与之相等即m m；A A1 1+G+G1 1T T1 1+C+C1 1 =m=mA A1 1+T+T1 1G G1 1+C+C1 1=m mA A2 2+T+T2 2G G2 2+C+C2 2A+TA+TG+CG+C=m m=T T2 2+C+C2 2A A2 2+G+G2 2=1/m1/m五、五、DNADNA的复制的复制实验材料：实验材料：大肠杆菌大肠杆菌科学方法：科学方法：同位素标记法、同位素标记法、密度梯度离心法密度梯度离心法梅塞尔森梅塞尔森（M.MeselsonM.Meselson）和）和 斯塔尔斯塔尔1515N N和1414N N是N元素的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质
15、量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大，从而区分亲代和子代的DNA。重重带带中中带带轻轻带带15N14N15N15N14N14N亲代亲代子一代子一代子二代子二代半保留复制半保留复制全保留复制全保留复制分散复制分散复制2 2、DNADNA复制的过程复制的过程重难点拨重难点拨(一一)DNA复制的场所复制的场所1真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体，其中主要场所真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体，其中主要场所是细胞核。是细胞核。2原核生物：核区、细胞质原核生物：核区、细胞质(如质粒的复制如质粒的复制)。3病毒：宿主细胞内。病毒：宿主细胞内。(二二)真核生物细胞核中真核生物细胞核中DNA复制发生的
16、时间复制发生的时间分裂前的间期在体细胞中发生在有丝分裂间期；在有性分裂前的间期在体细胞中发生在有丝分裂间期；在有性生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。生殖过程中发生在减数第一次分裂前的间期。(三三)DNA复制所需的酶复制所需的酶1解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。2DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。3DNA连接酶的作用是连接连接酶的作用是连接DNA片段。片段。(四四)两个子代核两个子代核DNA的位置及分开时间的位置及分开时间复制产生的两个子代核复制产生的两个子代核DNA分子位于一对姐妹染色单体分子位于一对姐妹染色单体
17、上，由着丝粒连在一起，在有丝分裂后期或减数分裂上，由着丝粒连在一起，在有丝分裂后期或减数分裂后后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中，如下图所期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中，如下图所示：示：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子4.4.结果：结果：5.5.意义：意义：使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。从子链的5 端向 3 端延伸3.3.方向方向:6.6.DNADNA准确复制的原因准确复制的原因DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。典例典例1下列有关下列有关DNA复制的叙
18、述，正确的是复制的叙述，正确的是()ADNA分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸分子在解旋酶的作用下水解成脱氧核苷酸B在复制过程中解旋和复制是同时进行的在复制过程中解旋和复制是同时进行的C解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链D两条新的子链通过氢键形成一个新的两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子分子典例典例2图图1是果蝇是果蝇DNA电镜照片，图中的泡状结构电镜照片，图中的泡状结构是是DNA复制泡，是复制泡，是DNA上正在复制的部分；图上正在复制的部分；图2为真核生为真核生物染色体上物染色体上DNA分子复制过程示意图。下列有关叙述错分子复制过程示意图。
19、下列有关叙述错误的是误的是()A图中图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的分子复制是从多个起点同时开始的B图中图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的分子复制是边解旋边双向复制的C真核生物真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶分子复制过程需要解旋酶D真核生物的这种复制方式提高了复制速率真核生物的这种复制方式提高了复制速率2如图为真核细胞如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，复制过程的模式图，据图分析，相关叙述错误的是据图分析，相关叙述错误的是()A由图示得知，由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制分子复制的方式是半保留复制BDNA在复制过程中先全部解旋，再复制在复制过程中先全部解旋，再复制
20、C从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的D解旋酶能使双链解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗解开，且需要消耗ATP4.4.下图为下图为DNADNA的复制方式模式图。图中的复制方式模式图。图中“”“”表示复表示复制方向。下列叙述错误的是制方向。下列叙述错误的是()A A由图可知，由图可知，DNADNA复制为多起点双向复制复制为多起点双向复制 B B除图示中的酶外，除图示中的酶外，DNADNA复制还需复制还需DNADNA聚合酶和聚合酶和 DNADNA连接酶等连接酶等 C CDNADNA复制时，两条子链的合成方向是相反的复制时，两条子链的合成方向是相反的 D
21、 D解旋含解旋含GCGC碱基对较多的区域时，消耗的能量碱基对较多的区域时，消耗的能量 相对较多相对较多BADNA复制过程中相关物质数量变化规律复制过程中相关物质数量变化规律将含有将含有15N的的DNA分子放在含有分子放在含有14N的培养基上培养，复制的培养基上培养，复制n次，则：次，则：1DNA分子数分子数子代子代DNA分子数分子数2n个。个。含有亲代含有亲代DNA链的子代链的子代DNA分子数分子数2个。个。不含亲代链的子代不含亲代链的子代DNA分子数分子数(2n2)个。个。2脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数子代子代DNA分子中脱氧核苷酸链数分子中脱氧核苷酸链数2n1条。条。亲代脱氧核苷酸链数亲代
22、脱氧核苷酸链数2条。条。新合成的脱氧核苷酸链数新合成的脱氧核苷酸链数(2n12)条。条。3消耗的脱氧核苷酸数若一亲代消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过个，经过n次复制需要消耗次复制需要消耗该脱氧核苷酸该脱氧核苷酸m(2n1)个；第个；第n次复制，消耗该脱氧核苷酸数为次复制，消耗该脱氧核苷酸数为m2n1。易错提醒易错提醒DNA复制相关计算的复制相关计算的3个易错点个易错点(1)“DNA复制了复制了n次次”和和“第第n次复制次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。(2)在
23、在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。分子都只有两个。(3)看清碱基的数目单位是看清碱基的数目单位是“对对”还是还是“个个”，“DNA分子数分子数”还是还是“链数链数”，“含含”还是还是“只含只含”等关键词。等关键词。典例典例1 1假设一个双链均被假设一个双链均被32P标记的标记的DNA由由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，将其置于只含有，将其置于只含有31P的环境中复制的环境中复制3次。下列叙述错误的是次。下列叙述错误的是()A该该DNA分子
24、中含有氢键分子中含有氢键的数目为的数目为1.3104B子代子代DNA分子平均分子量与亲代相比减少分子平均分子量与亲代相比减少3.75103C子代子代DNA分子中含分子中含32P的脱氧核苷酸单链与含的脱氧核苷酸单链与含31P的脱氧核苷酸单链之比为的脱氧核苷酸单链之比为17D复制过程中需要复制过程中需要2.1104个游离的个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸B 典例典例22已知某已知某DNADNA分子含有分子含有500500个碱基对，其中一条链上个碱基对，其中一条链上A AG GT TC C1 12 23 34 4。该。该DNADNA分子连续分子连续复制数次后，消耗周围环境中含复制数次后，消耗
25、周围环境中含G G的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸2 1002 100个，则该个，则该DNADNA分子已经复制了分子已经复制了()A)A3 3次次B B4 4次次 C C5 5次次 D D6 6次次1用一个用一个32P标记的噬菌体侵染在标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有上有m个碱基对，其中个碱基对，其中胞嘧啶有胞嘧啶有n个。下列叙述错误的是个。下列叙述错误的是()A大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等 B噬菌体噬菌体DNA含有含有(2mn)个氢键个氢键C该噬菌体繁殖该噬菌体繁殖4次，子代中只有次，子代中只有14个含有个含有31P D噬菌体噬菌体DNA第第4次复制共需要次复制共需要8(mn)个腺嘌呤脱个腺嘌呤脱氧核苷酸氧核苷酸2某某DNA分子含分子含m对碱基，其中腺嘌呤有对碱基，其中腺嘌呤有a个。下列有关此个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述，错误的是酸数目的叙述，错误的是()A在第一次复制时，需要在第一次复制时，需要(ma)个个 B在第二次复制时，需要在第二次复制时，需要2(ma)个个C在第在第n次复制时，需要次复制时，需要2n1(ma)个个 D在在n次复制过程中，总共需要次复制过程中，总共需要2n(ma)个个ACD
