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1、三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验 19521952DNA是唯一的遗传物质？ 现代科学证明，遗传物质除了现代科学证明，遗传物质除了DNADNA外，还有外，还有RNARNA。有些病毒不含有有些病毒不含有DNADNA，只含有，只含有RNARNA和蛋白质，如烟和蛋白质，如烟草花叶病毒。在这些病毒中，草花叶病毒。在这些病毒中，RNARNA是遗传物质。是遗传物质。RNA是遗传物质的验证实验是遗传物质的验证实验烟草花叶病毒烟草花叶病毒（TMV）感染烟草实验）感染烟草实验烟草花叶病毒结构烟草花叶病毒结构烟草花叶病毒结构烟草花叶病毒结构：蛋白质蛋白质RNARNA感染感染1、完整的、完整的TMV病
2、毒感染烟草：病毒感染烟草：感染过程：感染过程：一一段段时时间间后后感染感染感染感染、提取、提取TMV的的RNA感染烟草：感染烟草：过一段时间过一段时间、提取、提取TMV的蛋白质感染烟草：的蛋白质感染烟草：过一段时间过一段时间结论：结论：是遗传物质是遗传物质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的作用。作用。 3 3、 DNADNA是主要遗传物质的证据是主要遗传物质的证据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
3、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 核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（氧核糖核酸（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作为遗传物质作为遗传物质的，因此的，因此DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。 DNA主要存在于染色体上，因此，染色主要存
4、在于染色体上，因此，染色体是遗传物质的主要载体。体是遗传物质的主要载体。 作为遗传物质，必作为遗传物质，必须具备什么条件呢？须具备什么条件呢？分子结构具有相对的稳定性分子结构具有相对的稳定性能够自我复制，保持前后代的连续性能够自我复制，保持前后代的连续性能通过指导蛋白质合成，控制生物性状能通过指导蛋白质合成，控制生物性状能产生可遗传的变异能产生可遗传的变异1 1、蛋白质不是遗传物质的原因之一是、蛋白质不是遗传物质的原因之一是 ( ) ( ) ： A.A.它的含量很少它的含量很少 B.B.它不能自我复制它不能自我复制 C.C.与新陈代谢无关与新陈代谢无关 D.D.它的种类很多它的种类很多2 2、
5、地球上的一切生物的遗传物质都是、地球上的一切生物的遗传物质都是( ) ( ) ： A.A.核酸核酸 B.B.核苷酸核苷酸 C.C.脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 D. D. 核糖核酸核糖核酸 B B A A 美国军方是如何判断自己逮捕的美国军方是如何判断自己逮捕的人物是真正的人物是真正的萨达姆萨达姆呢呢? ?一一.DNA双螺旋结构模型的构建双螺旋结构模型的构建DNA双螺旋模型的构建的构建历程双螺旋模型的构建的构建历程资料资料1: 20世纪世纪30年代，科学家认识到：组成年代，科学家认识到：组成DNA分子的分子的基本单位是基本单位是 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 。资料资料2： DNA是由许多个脱氧核苷酸连接
6、而成的是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链长链。资料资料3： 1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的的X射线衍射图谱射线衍射图谱 。资料资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量）的量(A=T)，鸟嘌呤，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（）的量总是等于胞嘧啶（C）的量）的量(G=C)。资料5、1953年沃森、克里克在利用他人的沃森、克里克在利用他人的研究成果和经验中终于构建出了研究成果和经验中终于构建出了DNA双螺双螺旋结构模型旋结构模
7、型.二二.DNA分子的结构分子的结构何何谓谓反反向向平平行行？3 3 3 35 5 5 53 3 3 35 5 5 53 3 3 35 5 5 53 3 3 35 5 5 5图中的图中的DNA双链，左双链，左边的单链从上到下是边的单链从上到下是5向向3方向，右边的单链方向，右边的单链从上到下是从上到下是3向向5方向，方向，两条单链方向相反，两条单链方向相反，因此称为因此称为“反向平行反向平行”。 AGCTDNADNA分子的平面结构分子的平面结构氢键氢键氢键氢键ATGC（1 1）两条长链）两条长链反向反向平行方式平行方式盘旋成双螺旋结构的。盘旋成双螺旋结构的。（2 2）脱氧核糖脱氧核糖和和磷酸磷
8、酸交替连交替连接，排列在接，排列在DNADNA分子的分子的外侧外侧，构成基本骨架；构成基本骨架；碱基碱基排列在排列在内侧内侧。（3 3）碱基通过）碱基通过氢键氢键连结起来，连结起来，形成碱基对，遵循形成碱基对，遵循碱基互补碱基互补配对原则配对原则。小结小结( (一一)DNA)DNA分子双螺旋结分子双螺旋结构的主要特点：构的主要特点：已知已知已知已知1 1 1 1个个个个DNADNADNADNA分子中有分子中有分子中有分子中有1800180018001800个碱基对，其中胞嘧啶有个碱基对，其中胞嘧啶有个碱基对，其中胞嘧啶有个碱基对，其中胞嘧啶有1000100010001000个，这个个，这个个，
9、这个个，这个DNADNADNADNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数分子中应含有的脱氧核苷酸的数分子中应含有的脱氧核苷酸的数分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是目和腺嘌呤的数目分别是目和腺嘌呤的数目分别是目和腺嘌呤的数目分别是 （ ）A A A A1800180018001800个和个和个和个和800800800800个个个个 B B B B1800180018001800个和个和个和个和l800l800l800l800个个个个C C C C3600360036003600个和个和个和个和800800800800个个个个D D D D3600360036003600个和个和个和个和3
10、600360036003600个个个个C讨论：讨论：作为遗传物质，应该储存大量的遗传信息。作为遗传物质，应该储存大量的遗传信息。DNA只有只有4种种脱氧核苷酸，它如何能够储存脱氧核苷酸，它如何能够储存足够量的足够量的遗传信息？遗传信息？碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序千变万化千变万化碱基对排列方式和碱基对数量（碱基对排列方式和碱基对数量（n）的关系：）的关系：碱基对排列方式碱基对排列方式 = 4n (n代表碱基对数代表碱基对数) ( (二二).DNA).DNA分子的结构特点分子的结构特点1）多样性）多样性 在生物体内，一个最短DNA分子也大约有4000个碱基对，碱基对有：AT、TA、GC、CG
11、。请同学们计算DNA分子有多少种？4 种4000碱基对的排列顺序的千变万化，构成了碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。分子的多样性。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DNA分子的特异性。分子的特异性。3) 稳定性稳定性主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。主链：磷酸与脱氧核糖交替排列稳定不变。碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。3. 3. 拓展题拓展题你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概式吗？推
12、导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。括出一些规律。A=T G=CA=T G=C A+G=T+C A+G=T+C 也可以写成以下形式：也可以写成以下形式： 规律概括：在规律概括：在DNADNA双链中，任意两个不互补碱基之双链中，任意两个不互补碱基之和和 ，并为碱基总数的，并为碱基总数的 。A+GA+G( )=T+CT+C( )=50%A+GA+G T+C T+C =( )( )( )=( ( ） ( )=1A+G+T+CA+G+T+CA+CT+CT+GA+G恒等恒等一半一半设设DNA一条链为一条链为1 1链，互补链为链，互补链为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
13、：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DNA双链中：双链中： A = T A = T ， G = CG = 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 即即A+G/T+C=1双链双链DNA分子中分子中A+T/G+C等于其等于其中任何一条链的中任何一条链的A+T/G+C。A+TG+CA 1+T 1G 1+C 1A 2 +T 2G 2 +C 2=A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链DNA单单链中，链中
14、，互补互补碱基的数量碱基的数量不一定相等不一定相等 （A T、C G） 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互为倒数互为倒数。A1+G 1T 1 +C 1T 2 +C 2A 2 +G 2=A 1+C 1T 1 +G 1T 2 +G 2A 2 +C 2=双链双链DNA分子中，分子中，A+T占整个占整个DNA分子碱基总数的百分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链比，其中任何一条链A+T是整个是整个DNA分子分子A+T的一半。的一半。同理：同理：A+TA+T+G+CA 1 +
15、T 1 +G 1 +C 1A 1 +T 1=A 2 +T 2 +G 2 +C 2A 2 +T 2=G+CA+T+G+C=A 1 +T 1 +G 1 +C 1G1 +C 1A 2 +T 2 +G 2 +C 2G 2 +C 2（G+C）12G 1 +C1G 2 +C 2=A 1 +T 1（A+T）12=A 2 +T 2有关有关DNA中的碱基计算中的碱基计算1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，求，求A A占多少？占多少？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、在在D
16、NADNA的一个的一个单链单链中，中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例在其上述比例在其互补链和整个互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述比例在其互上述比例在其互补链和整个补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 1 ; 0.4 0.43、某双链、某双链DNA分子中，分子中，A与与T之和占整个之和占整个DNA碱基总数的碱基总数的54%，其中一条链上，其中一条链上G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%。求另一条链上。求另一条链上G占其占
17、其所在链碱基总数的百分含量。所在链碱基总数的百分含量。解析一：设DNA分子碱基总数为100.已知：A+T=54，则G+C=46所以，G1+C 1 =G 2 +C 2 =23已知：G 1 =10022%=1112所以, C 2=G 1=11则: G 2=2311=12G 2A 2 +T 2 +G 2 +C 2=1212100= 24%解析二:已知A+T总= 54%,则= 46%G+C总所以G1+C 11/2总= 46%.已知1/2总G 1= 22%所以1/2总C 1= 46%22%= 24%因为 G2=C1所以1/2总G 2= 24%24%4、某、某DNA分子中分子中A+T占整个占整个DNA分子
18、碱基总数的分子碱基总数的34%，其中一条链上的其中一条链上的C占该链碱基总数的占该链碱基总数的28%，那么，对应的，那么，对应的另一条互补链上的另一条互补链上的C占该链碱基总数的比例是多少？占该链碱基总数的比例是多少？38%5、在含有四种碱基的、在含有四种碱基的DNA区段中，有腺嘌呤区段中，有腺嘌呤a个，占该区个，占该区段全部碱基的比例为段全部碱基的比例为b，则则 （ ）A.b0.5 B. b0.5B.C.胞嘧啶为胞嘧啶为a(1/2b1) D.胞嘧啶为胞嘧啶为b(1/2a 1)C6、分析一个、分析一个DNA分子时，发现分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有的脱氧核苷酸含有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G含量的最大值可占此链碱基含量的最大值可占此链碱基总数的多少？总数的多少？40%
