第三章基因的本质

1必修二第三章基因的本质（请同学们仔细阅读教材，完成下列填空，做好教材页码标记，并在教材勾画出来）【学习目标】1、肺炎双球菌转化实验的原理和过程。2、噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。2、概述DNA分子的结构的主要特点。4、制作DNA分子的双螺旋结构模型。5、简述DNA双螺旋结构模型构建历程。6、概述DNA分子的复制及其生物学意义。7、基因的概念与DNA的关系。8、脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系。【学习重难点】1、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理、过程和结果。2、概述DNA分子的结构的主要特点。3、概述DNA分子的复制。4、基因的概念与DNA的关系。【学海导航】第一节DNA是主要的遗传物质①R型细菌（荚膜，毒）+小鼠②S型细菌（荚膜，毒）+小鼠③杀死的S型细菌+小鼠④R型细菌＋杀死的S型细菌+小鼠⑤从④中死亡的小鼠体内发现菌和由菌转化成的菌，转化成的S菌后代也是毒性的菌结论：加热杀死的S型菌内含有（假说）①提取S型活菌中的等，分别加入培养菌的培养基中，只有加入时，R菌才能转化成S菌。②用分解DNA，S型细菌则不能使R型细菌发生转化。结论：才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。①用标记T2噬菌体侵染细菌子代噬菌体放射性②用标记T2噬菌体侵染细菌子代噬菌体放射性③结论：子代噬菌休的各种性状是通过亲代来遗传。才是真正的遗传物质。此实验还证明了DNA能够自我，在亲子代之间能够保持一定的性，也证明了DNA能够蛋白质的合成。两实验最关键的设计思路是：设法将和等物质分开，单独地、直接地观察的作用。○1大多数生物（全部有细胞结构的生物）既有DNA又有RNA,其遗传物质是；②无细胞结构的生物－,由于只含有DNA或RNA,它们的遗传物质是，如：烟草花叶病病毒、艾滋病病毒、SARS冠状病毒的遗传物质是，T2噬菌体的遗传物质是③一切生物的遗传物质是；④因为只有少数病毒的遗传物质是RNA，因此说DNA是遗传物质。第二节DNA分子的结构1．DNA分子的化学结构：（1）基本组成元素：（2）基本组成单位是：；由、和三种小分子组成；（3）很多个脱氧核苷酸成为脱氧核苷酸链2.DNA的结构特点○1由两条向平行的盘旋而成；②外侧的基本骨架由［1］和［3］交替连接而成，［4］排列于内侧；③两长链上的碱基通过键按照原则形成［4］。④A、T对之间有个氢键，G、C对之间有个氢键3．碱基互补配对原则：配、配4．DNA的结构特性：①性，②性，③性5．DNA与RNA比较结构基本组成单位碱基五碳糖存在部位无机酸DNA链主要在磷酸RNA链主要在磷酸第三节DNA分子的复制1．概念：以亲代DNA分子为来合成DNA的过程。2．复制的时间：体细胞－分裂的期性原细胞－分裂之前的期DNA是遗传物质的实验证据肺炎双球菌的转化实验格里菲斯体内转化实验噬菌体侵染细菌实验艾弗里体外转化实验生物的遗传物质2标记噬菌体：噬菌体侵染未标记的细菌搅拌、离心搅拌、离心侵染过程：吸附---注入---合成---组装---释放3．场所：主要在，还有。4．复制过程：（见右图）①；②以段为模板进行碱基，从而各自合成；③新合成的子链不断延长，同时每条子链与其对应母链互相盘绕成结构，从而合成个新的DNA分子。5.复制的基本条件：、原料(）、能量和酶(，，等)6．复制的过程特点：边边复制的结果特点：复制7．复制的结构基础：①为复制提供精确的模板②保证复制能准确进行8．复制的意义：使亲代的传给子代,从而保持了遗传信息的。第四节基因是有遗传效应的DNA片段1．与DNA的关系：是有的DNA片段。每个DNA分子上有个基因。所有基因的碱基总数DNA分子的碱基总数。2．基因与脱氧核苷酸的关系：每个基因中含个脱氧核苷酸，基因中的代表遗传信息。3．与染色体的关系：基因在染色体上呈排列。概念：遗传信息是指DNA中。DNA分子的多样性源于:DNA分子的特异性源于:每个DNA分子的生物体多样性和特异性的物质基础是:DNA分子的多样性和特异性三、应用：DNA指纹技术可用于、及【重点难点剖析】1.人类对遗传物质的探索实验过程及各组实验结果分析，体会实验设计的思路与体现的原则（1）DNA是遗传物质的证据◆肺炎双球菌的转化实验-----对照实验格里菲思与艾弗里的两个肺炎双球菌的转化实验是一种递进关系，共同构成了一个完整的科学发现过程：格里菲思肺炎双球菌体内转化实验证明加热杀死的S型细菌存在转化因子。艾弗里肺炎双球菌的转化实验证明了转化因子是DNA◆噬菌体侵染细菌的实验----自身对照实验标记细菌：细菌+含35S的培养基含35S的细菌；细菌+含32P的培养基含32P的细菌35S细菌＋噬菌体35S标记的子代噬菌体；32P细菌＋噬菌体32P标记的子代噬菌体上清液（蛋白质和噬菌体）放射性高含35S的噬菌体+细菌（目的？）沉淀物（细菌）放射性低（沉淀物中有标记的噬菌体，噬菌体在细菌表面还没有侵入）上清液（蛋白质和噬菌体）放射性低含32P的噬菌体+细菌（目的？）沉淀物（细菌）放射性高结论：①DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质②DNA能控制蛋白质的生物合成不是遗传物质（2）证明DNA是遗传物质实验关键：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。（3）肺炎双球菌的转化实验的结论和噬菌体侵染细菌的实验都不能证明DNA是主要．．的遗传物质。（4）处理方法及结论的比较肺炎双球菌的转化实验噬菌体侵染细菌的实验处理方法直接将S型细菌的DNA，蛋白质和多糖等分开，分别与R型细菌混合培养分别用同位素32P、35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，让其侵染细菌实验结论DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质DNA是遗传物质，在亲子代之间保持连续性一、基因本质二、DNA片段中的遗传信息测试放射性＋35S噬菌体细菌细菌体内无35S＋32P噬菌体细菌细菌体内有32P32．遗传物质的判别生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核DNA和RNADNA人，玉米，酵母菌原核细菌，蓝藻非细胞生物DNA病毒只有DNADNAT2噬菌体RNA病毒只有RNARNA如艾滋病毒、烟草花叶病毒、禽流感病毒等整个生物界中绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，所以DNA是主要的遗传物质。3．DNA分子的结构和复制（1）DNA分子的结构：简记5种元素、4种碱基(脱氧核苷酸）、3种小分子、2条长链、1个双螺旋（2）碱基计算的一般规律：①一个双链DNA分子中，A＝T，G＝C②A＋G＝T＋C，A＋C＝T＋G。即嘌呤总数等于嘧啶总数③不配对的两碱基之和的比值等于1，即A＋G/T＋C=1A＋C/T＋G=1④DNA分子中的一条链中不互补碱基之和的比值A+G/T+C的比值=另一条互补链该比值的倒数；A＋C/T＋G的比值=另一条互补链该比值的倒数⑤DNA分子中的一条链中互补配对的碱基之和（如A+T或C+G）=任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例=DNA双链该比值；配对的两碱基之和在每条单链及双链中所占比例相同⑥在一个双链DNA分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均值。○7不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A+T）/（C+G）的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。（3）DNA分子结构特点：DNA稳定性:指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性，原因有：②DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化②碱基配对方式始终不变，即A=T，G=C。DNA多样性:构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序了可以千变万化（每一对碱基对的排列方式有4种，因此有n对碱基对，其排列方式就有4n种）从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。DNA特异性:每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗传信息的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性（4）DNA的复制----DNA复制为半保留复制一个DNA分子复制n次:①则子代DNA分子数为2n个②含有亲代DNA链的子代DNA分子为2个③不含亲代链的子代DNA分子数为2n-2,含有新合成链的DNA为2n个④n次复制共消耗游离的某种脱氧核苷酸为X*(2n-1)(X为一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸数)第n次复制消耗游离的某种脱氧核苷酸为X*2n-1同位素示踪DNA分子复制若干代结果分析表世代DNA分子特点DNA分子中脱氧核苷酸链的特点分子总数细胞中的DNA分子在离心管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比链总数含15N的链含14N的链15N分子含14N15N杂种分子含14N分子01全在下部12112全在中部141/21/2241/2中1/2上1/21/281/43/4381/4中3/4上1/43/4161/87/8n2n2/2n中1－2/2n上2/2n1－2/2n2n＋11/2n1-1/2n