DNA是主要的遗传物质1

1、基因的本质,第3章,第一节DNA是主要的遗传物质,对遗传物质的早期推测,蛋白质：(氨基酸)多种多样遗传物质,20世纪20年代：蛋白质是生物的遗传物质 20世纪30年代：认识到DNA有重要作用,染色体,DNA：（对其结构不清晰）,DNA是主要的遗传物质的证据,格里菲思的肺炎双球菌转化实验,艾弗里确定转化因子的实验,噬菌体侵染细菌的实验,1.实验目的： 研究DNA和蛋白质谁是遗传物质？,2.实验材料：,两种肺炎双球菌,R型菌 粗糙， 无荚膜，无毒,S型菌 光滑， 有荚膜，有毒，可致死,一.格里菲思的肺炎双球菌转化实验,过程探究1格里菲思的实验：,A、B、C与D组对照说明了：被加热杀死的S型细菌有“

2、转化因子”，促进R型细菌转化为S型细菌,已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质 转化因子,格里菲思实验的结论是什么?,在杀死的S型细菌中含有哪些物质？,假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明转化因子是什么物质?,在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？,必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。,R型细菌,二、 艾弗里确定转化因子的实验,R型细菌,只长R型菌,只长R型菌,R型细菌,DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。,以上转化实验表明：,D N A 是 遗 传

3、 物 质 。,实验结论：,（1）噬菌体的结构模式图,三、 噬菌体侵染细菌的实验,噬菌体是一种专门寄生在细菌 体内的病毒，它的头、尾的外 部都有由蛋白质组成的外壳， 头的内部含有DNA。,小资料:,T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,T2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T2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,99%的磷都存在于DNA分子中.,蛋白质的组成元素： DNA 的组成元素：,C、H、O、N、S,C、H、O、N 、P,（标记32p）,（标记35s ）,1、在

4、分别含有放射性同位素32p 和35S的培养基中培养大肠杆菌。,2、分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32p 的噬菌体 和含35S 的噬菌体。,赫尔希和蔡斯的实验原理：同位素标记法,用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质 用放射性同位素32P标记内部的DNA,标记 混合 搅拌离心 检测 再检测,图 3-6 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,实验过程：,蛋白质含35S 的噬菌体,+细菌 (未标记),上清液(T2噬菌体颗粒) -含放射性物质35S,沉淀被感染的细菌和新形成的噬菌体 -未检测到35S 或低,说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内,DNA含32P 的噬菌体,+细菌 (未标记),(T2噬菌体颗粒

5、) -未检测到32P或低,被感染的细菌和新形成的噬菌体中 -检测到32P,说明DNA进入到细菌内去了,离心,噬菌体侵染细菌的动态过程：,侵入别的细菌,侵入,合成,吸附,组装,释放,在噬菌体中,亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质,也就是说,子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的,因此DNA才是真正的遗传物质,噬菌体侵染细菌的实验表明:,目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。,DNA主要的遗传物质,有些病毒（如烟草花 叶病毒），它们不含有DNA, 只含有RNA。 在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。,核酸是一切生物的遗传物质，

6、核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。 因此DNA是主要的遗传物质。,总结,第二节DNA分子的结构,脱氧核苷酸的种类,脱氧核糖,含氮碱基,P,(A)腺嘌呤脱氧核苷酸,(G)鸟嘌呤脱氧核苷酸,(C)胞嘧啶脱氧核苷酸,(T)胸腺嘧啶脱氧核苷酸,面对DNA双螺旋模型的美国生物学家沃森（左）和英国生物物理学家克里克（右）。,DNA双螺旋结构模型的构建,富兰克林拍摄的DNA晶体的X射线衍射照片，这张照片正是发现DNA结构的关键,沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。,左一：威尔金斯 左三：克里克 左五

7、：沃森,DNA的空间结构,图的上半部分是以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的照片。,图的下半部分是DNA的人工模型。,从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构,DNA的结构模式图,从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构,放大,DNA的空间结构,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,碱基对,另一碱基对,嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。,A,T,G,C,氢键,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由两条反

8、向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。,（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。,（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。,DNA双螺旋结构的主要特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。,长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。,两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。,长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。,DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。,DNA 分 子 的 多 样 性,1. DNA分子的双螺旋结构中，

9、基本骨架是稳定 不变的，即：两条长链上的脱氧核糖与磷 酸交替排列的顺序是稳定不变的；,碱基对的排列顺序是无穷的 一般来说，一个DNA分子4,000400,00,000,000个核苷酸对，其排列顺序的组合是几近无穷的.,3. DNA分子的特异性。每个特定的DNA分子都 具有其特定的碱基对数量和排列顺序。,DNA双螺旋结构特点总结,1. 稳定性： 双螺旋结构；氢键联结,2. 方向性： 反向平行；,3. 专一性：碱基互补配对；,4. 多样性： 碱基对排列序列无穷；,5. 特异性：特定DNA分子有特定 的碱基对数目和排列组合顺序,碱基计算的一般规律:,DNA双链中，互补碱基的数量相等 (A=T 、C=G) ； DNA单链中，互补碱基的数量不一定相等 （A T、C G）,2. 双链DNA分子不互补碱基对的碱基之和的比值为1，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 （A+C）/（T+G）=1 即 A+C = T+G （A+G）/（T+C）=1 即 A+G = T+C,3. DNA分子其中一条链中的互补碱基对的碱基之和的比值与另一条互补链中以及双链DNA中该比值相等。 若（A1+ T1）/（G1+ C1）= a 则（A2+ T2）/（G2 + C2）= a （A+ T）