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1、第三章第三章 基因的本质基因的本质第一节第一节 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1一、一、一、一、DNADNADNADNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据是遗传物质的证据是遗传物质的证据1.1.实验材料：实验材料：两种肺炎双球菌两种肺炎双球菌 无荚膜，菌落粗糙，无毒无荚膜，菌落粗糙，无毒有荚膜，菌落光滑，有荚膜，菌落光滑，有毒，可致死有毒，可致死（一）格里菲思的肺炎双球菌转化实验（一）格里菲思的肺炎双球菌转化实验R型菌型菌S型菌型菌22.2.实验过程实验过程R型活细菌型活细菌S型活细菌型活细菌加热杀死加热杀死S型细菌型细菌R型活细菌型活细菌+加加 热杀死热杀死S型细菌型细菌R型细菌型细菌
2、 + “ “转化因子转化因子”S型活细菌型活细菌3.3.结论结论3（二）艾弗里确定转化因子的实验（二）艾弗里确定转化因子的实验 分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRR+SDNA蛋白质蛋白质荚膜多糖荚膜多糖DNA+DNA酶酶S型活细菌型活细菌DNA才是使才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是遗传物质。是遗传物质。结论：结论：4+S型菌型菌DNAR型菌型菌DNADNA重组重组肺炎双球菌转化作用图解肺炎双球菌转化作用图解转化的转化的S型菌型菌5（三）噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）（三）噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）头部头部尾部尾部DN
3、A 蛋白质蛋白质 大肠杆菌大肠杆菌T2噬菌体结构噬菌体结构61.1.实验方法：实验方法：同位素示踪法同位素示踪法蛋白质的组成元素：蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N 、P （标记（标记（标记（标记3232P P）（标记（标记（标记（标记3535S S ） 在分别含有放射性同位素在分别含有放射性同位素在分别含有放射性同位素在分别含有放射性同位素32323232P P P P 和和和和35353535S S S S的培养基中培养细菌的培养基中培养细菌的培养基中培养细菌的培养基中培养细菌 分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养分别用上述细菌培养分别用上述细
4、菌培养T T T T2 2 2 2噬菌体，获得含噬菌体，获得含噬菌体，获得含噬菌体，获得含32323232P P P P的噬菌体和含的噬菌体和含的噬菌体和含的噬菌体和含 35 35 35 35S S S S的噬菌体的噬菌体的噬菌体的噬菌体vv标记噬菌体标记噬菌体标记噬菌体标记噬菌体2.2.实验过程实验过程vv噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌vv检测放射性检测放射性检测放射性检测放射性7含含35S的噬菌体的噬菌体含含32P的噬菌体的噬菌体35S32P培养培养培养培养培养培养细菌细菌培养培养细菌细菌含含35S培养基培养基含含32P培养基培养基同位素标记噬菌体同位素标记噬菌体
5、 含含35S 含含32P 蛋白质蛋白质DNA8 35S离心离心搅拌器搅拌器细菌培养液细菌培养液噬菌体与细噬菌体与细菌相分离菌相分离35S35S噬菌体噬菌体 935S离心离心搅拌器搅拌器细菌培养液细菌培养液噬菌体与细噬菌体与细菌相分离菌相分离35S35S噬菌体噬菌体 10 离心离心细菌培养液细菌培养液搅拌器搅拌器32P噬菌体噬菌体32P噬菌体与细噬菌体与细菌相分离菌相分离32P 11离心离心细菌培养液细菌培养液搅拌器搅拌器32P噬菌体噬菌体32P噬菌体与细噬菌体与细菌相分离菌相分离 32P12噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程（吸附、（吸附、感染感染13（复制、（复制、组装）组装）增殖增殖（吸
6、附、（吸附、侵入）侵入）感染感染噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程14（复制、（复制、组装）组装）增殖增殖（吸附、（吸附、侵入）侵入）感染感染噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程15成熟成熟（复制、（复制、组装）组装）增殖增殖（吸附、（吸附、侵入）侵入）感染感染（裂解、释放）（裂解、释放）噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程16（裂解、释放）（裂解、释放）（复制、（复制、组装）组装）增殖增殖（吸附、（吸附、侵入）侵入）感染感染成熟成熟噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程17亲代噬菌体亲代噬菌体细菌内细菌内子代噬菌体子代噬菌体32P标记标记DNA35S标记蛋白质标记蛋白质有有32P标记标记DN
7、A无无35S标记蛋白质标记蛋白质DNA有有32P标记及标记及31P衣壳蛋白无衣壳蛋白无35S标记标记在亲子代之间具有连续性的物质是在亲子代之间具有连续性的物质是DNA，即，即DNA是遗传物质，是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质而蛋白质不是遗传物质3.3.实验结论：实验结论：18二、二、二、二、RNARNARNARNA病毒，病毒，病毒，病毒，RNARNARNARNA是遗传物质是遗传物质是遗传物质是遗传物质l在丙组实验中观察到的现象是在丙组实验中观察到的现象是出出现病株，并能从中提取出完整的现病株，并能从中提取出完整的病毒病毒，结论是，结论是RNA是遗传物质是遗传物质。l在乙组实验中观察到的现象是在
8、乙组实验中观察到的现象是没没有出现病株有出现病株，结论是，结论是蛋白质外壳蛋白质外壳不是遗传物质不是遗传物质。19核酸核酸遗传物物质原核原核细胞胞真核真核细胞胞噬菌体（噬菌体（T系）系）烟草花叶病毒烟草花叶病毒具有细胞结构的生物，核酸是具有细胞结构的生物，核酸是DNADNA和和RNARNA，遗传物质是，遗传物质是DNADNA。 不具有细胞结构的病毒，核酸是不具有细胞结构的病毒，核酸是DNA DNA 或或 RNA RNA ，遗传物质，遗传物质 是是DNADNA 或或 RNA RNA 。绝大多数生物具有细胞结构，绝大多数生物具有细胞结构，DNADNA是主要遗传物质是主要遗传物质。DNA与与RNAD
9、NADNA与与RNADNADNADNARNARNA20三、三、三、三、DNADNADNADNA在真核细胞内的分布在真核细胞内的分布在真核细胞内的分布在真核细胞内的分布主要在染色体上主要在染色体上细胞质中细胞质中细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传细胞质遗传生物的遗传生物的遗传211.用含用含15N、35S、32P的噬菌体去侵染不含放射性元素的细的噬菌体去侵染不含放射性元素的细 菌，则释放出的子代噬菌体中（菌，则释放出的子代噬菌体中（ ） A.只含只含32P B.大多数含大多数含15N和和32P C.少数含少数含15N、35S和和32P D.全部不含全部不含35S2.肺炎双球菌中的肺炎双球菌中的S型具
10、有多糖类荚膜，型具有多糖类荚膜，R型则不具有。下列叙型则不具有。下列叙 述错误的是（述错误的是（ ） A.培养培养R型活细菌时加型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能产生一些具型细菌的多糖类物质，能产生一些具 荚膜的细菌荚膜的细菌 B.培养培养R型活细菌时加型活细菌时加S型细菌型细菌DNA的完全水解产物，不能产的完全水解产物，不能产 生具荚膜的细菌生具荚膜的细菌 C.培养培养R型活细菌时加型活细菌时加S型细菌的型细菌的DNA，能产生具荚膜的细菌，能产生具荚膜的细菌 D.培养培养R型活细菌时加型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能产生具荚膜的型细菌的蛋白质，不能产生具荚膜的 细菌细菌D A 22第三章
11、第三章 基因的本质基因的本质第二节第二节 DNA的分子结构和复制的分子结构和复制231. DNA的基本单位的基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸腺嘌呤腺嘌呤 A鸟嘌呤鸟嘌呤 G胞嘧啶胞嘧啶 C胸腺嘧啶胸腺嘧啶 TP脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基一、一、DNA分子的结构分子的结构DNA是四种脱氧核苷酸连接成的长链是四种脱氧核苷酸连接成的长链2. DNA分子的结构分子的结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构24CTTGACAGDNA平面结构平面结构DNA双螺旋双螺旋2nm3.4nm5533每个螺旋含每个螺旋含10对对碱基碱基253. 碱基互补配对原则碱基互补配对原则 A TG CA+GT+CA+CT+G=
12、 1双链（双链（A+T）% 单链（单链（A+T）%双链（双链（G+C）% 单链（单链（G+C）% 50%一条单链一条单链与另一条互补单链与另一条互补单链A+GT+CA+GT+C的值的值（A+G）（T+C）（A+C）（T+G）互为倒数互为倒数26（2）多样性）多样性碱基对的排列顺序千变万化，能够贮存大量的信息。碱基对的排列顺序千变万化，能够贮存大量的信息。 （3）特异性）特异性每一个每一个DNA分子的碱基对都有其特定的排列顺序，这种特定的排列顺序包含分子的碱基对都有其特定的排列顺序，这种特定的排列顺序包含着特定的遗传信息。着特定的遗传信息。n44. DNA分子的特性分子的特性（1）稳定性）稳定性
13、 通过氢键形成的碱基对，使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。通过氢键形成的碱基对，使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。27DNA复制的机理复制的机理碱基互补配对原则碱基互补配对原则DNA复制的场所复制的场所真核细胞：细胞核（主要）、线粒体、真核细胞：细胞核（主要）、线粒体、 叶绿体叶绿体原核细胞：拟核、质粒原核细胞：拟核、质粒DNA复制的复制的条件条件模板模板亲代亲代DNA的两条链的两条链原料原料4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸能量能量ATP酶酶DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等DNA复制的过程复制的过程边解旋边复制边解旋边复制DNA复制的特点复制的特点半保留复制半保留复制二、
14、二、二、二、DNADNADNADNA的复制的复制的复制的复制28CTGACGTA29CTCTTAGACGACGTAG30CTCTTAGACGACGTAG子链子链母链母链3132解旋解旋以母链为模板，合成子链以母链为模板，合成子链母子链结合形成新的分子母子链结合形成新的分子（解旋酶、能量）（解旋酶、能量）（模板、原料、酶）（模板、原料、酶）1个个DNA分子分子2个个DNA分子分子复制复制33转移到含转移到含14NH4Cl的的培养液中培养液中三、三、三、三、DNADNADNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据大肠杆菌在含大肠杆菌在含1515NHN
15、H4 4ClCl的的培养液中生长若干代培养液中生长若干代提取提取DNADNA离心离心密度密度低低高高15N/15N-DNA细胞分裂一次细胞分裂一次第一代第一代提取提取DNADNA离心离心15N/14N-DNA第二代第二代提取提取DNADNA离心离心15N/14N-DNA14N/14N-DNA细胞分裂两次细胞分裂两次大肠杆菌大肠杆菌15N/15N-DNA第一代第一代15N/14N-DNA14N14N第二代第二代14N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N34 将某哺乳动物的细胞放在含有将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后
16、得到磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代代细胞。然后将细胞。然后将G0代细胞移到含有代细胞移到含有32P的培养基中培养，经过第的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，次细胞分裂后，分别得到分别得到G1、G2代细胞。再从代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心，经密度梯度离心后得到的结果如图所示。若后得到的结果如图所示。若、分别表示轻、中、重分别表示轻、中、重3中中DNA分子的位置，分子的位置，请回答：请回答：（1）图中）图中两条带中的两条带中的DNA分子所含的同位素分别是：条分子所含的同位素分别是：条 带带 ，条带，条带 。（2）G0、G1、G2三代
17、三代DNA分子离心后的试管分别是图中的：分子离心后的试管分别是图中的： G0 ，G1 ，G2 。ABCD31P31P和和32PABD35（3）上述实验结果证明）上述实验结果证明DNA的复制方式为的复制方式为 。DNA 的自我复制能使生物的的自我复制能使生物的 保持相对稳定。保持相对稳定。（4）若原）若原G0代代DNA分子中共有分子中共有14 000个脱氧核苷酸，且个脱氧核苷酸，且 (A+T)/(G+C)=2/5，则培养，则培养G2代细胞时，培养基中至少添代细胞时，培养基中至少添 加游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸加游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 个。个。半保留复制半保留复制遗传特性遗传特性600036第三章
18、第三章 基因的本质基因的本质第三节第三节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段37一、一、一、一、 基因与染色体、基因与染色体、基因与染色体、基因与染色体、DNADNADNADNA、脱氧核苷酸的关系、脱氧核苷酸的关系、脱氧核苷酸的关系、脱氧核苷酸的关系4种脱氧种脱氧核苷酸核苷酸基因基因DNA染色体染色体基基本本组组成成单单位位每个基因中含许多脱氧核苷酸每个基因中含许多脱氧核苷酸1个个DNA分子上间断地排列着含许多个基因分子上间断地排列着含许多个基因具有遗传效应具有遗传效应的的DNA片段片段主要载体主要载体每条染色体上有每条染色体上有1个或个或2个个DNA分子分子38二、二、二、二
19、、 基因的结构基因的结构基因的结构基因的结构（一）原核细胞的基因结构（一）原核细胞的基因结构编码区编码区与与RNA聚合酶结合聚合酶结合位点位点非编码区非编码区非编码区非编码区转录出信使转录出信使RNA指导蛋白质指导蛋白质合成合成不能转录不能转录RNA，不能编码，不能编码蛋白质蛋白质催化催化DNA转录为信使转录为信使RNA编码区连续不间断编码区连续不间断39（二）真核细胞的基因结构（二）真核细胞的基因结构与与RNARNA聚合酶结合聚合酶结合位点位点外显子外显子1 1外显子外显子2 2外显子外显子3 3外显外显子子4 4外显子外显子5 5编码区是间隔的、不连续的编码区是间隔的、不连续的外显子外显子
20、内含子内含子编码蛋白质的序列编码蛋白质的序列一般不能编码蛋白质的序列一般不能编码蛋白质的序列编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区二、二、二、二、 基因的结构基因的结构基因的结构基因的结构40三、三、三、三、 基因与遗传信息的关系基因与遗传信息的关系基因与遗传信息的关系基因与遗传信息的关系 基因中特定的脱氧核苷酸序列代表遗传信息，任意两个不同的基因其本基因中特定的脱氧核苷酸序列代表遗传信息，任意两个不同的基因其本质的差异均在于脱氧核苷酸序列不同。质的差异均在于脱氧核苷酸序列不同。四、四、四、四、 基因的功能基因的功能基因的功能基因的功能遗传信息的传递：发生在传种接代过程中。通过复制和有丝分裂实现由亲代遗传信息的传递：发生在传种接代过程中。通过复制和有丝分裂实现由亲代细胞传向子代细胞；通过减数分裂和受精作用实现由亲代个体传向子代个体细胞传向子代细胞；通过减数分裂和受精作用实现由亲代个体传向子代个体（以配子作为亲子代间的传递桥梁）。（以配子作为亲子代间的传递桥梁）。遗传信息的表达：发生在生物个体发育的过程中，通过转录和翻译控制蛋白遗传信息的表达：发生在生物个体发育的过程中，通过转录和翻译控制蛋白质的合成来实现控制生物的个体发育和生物的性状。质的合成来实现控制生物的个体发育和生物的性状。41
