高中生物必修2第三章、基因的本质

1、基因的本质,必修 遗传与进化,第三章,人教版新课标高中生物多媒体教学课件, 3-1、DNA是主要的遗传物质,二、肺炎双球菌的转化实验,R型活细菌无毒,S型活细菌有毒,S型死细菌无毒,从中分离出了 S型活细菌,可能的原因:,加热杀死的S细菌内存在某种活性物质,能使R细菌转化为S型细菌 该物质应该就是人们寻找中的遗传物质。,1、格里菲思的小鼠实验（1928年）,细菌, 3-1、DNA是主要的遗传物质,一、对遗传物质的早期预测,2、蛋白质种类很多，早期发现的酶都是蛋白质，推测遗传物质应该也是蛋白质,3、DNA被发现后，人们还发现DNA的变性温度高于90 ， 有人猜测遗传物质可能是DNA。,二、肺炎双

2、球菌的转化实验,1、格里菲思的小鼠实验（1928年）,细菌,1、1866年，孟德尔通过豌豆的杂交实验，揭示了遗传的基本规律，指出 生物体的性状应该是由遗传因子（基因或称为遗传物质）决定的。,遗传物质：,决定生物体性状的物质,2、1903年，萨顿通过类比推理，指出基因在染色体上。,3、1926年，摩尔根通过果蝇的杂交实验，证明了基因在染色体上。,遗传物质就在染色体上, 是染色体上的蛋白质还是DNA？,1、课本P42问题讨论,你认为遗传物质可能具有什么特征？,4、20世纪30年代，科学家们发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。,遗传物质必须稳定（分子的稳定性）,能贮存大量的遗传信息（结构的多样性

3、）,能准确复制遗传信息，传递给下代,不同生物体内的遗传物质不同（特异性）, 3-1、DNA是主要的遗传物质,二、肺炎双球菌的转化实验,可能的原因:,加热杀死的S细菌内存在某种活性物质,能使R细菌转化为S型细菌 该物质应该就是人们寻找中的遗传物质。,1、格里菲思的小鼠实验（1928年）,2、艾弗里的分离实验（ 1944年）,DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 即:DNA是遗传物质.,将它们分别加入R型细菌培养液中, 加入DNA且只有加入DNA才能使 R型细菌转化为S型细菌., 3-1、DNA是主要的遗传物质,一、对遗传物质的早期预测,1、蛋白质种类很多，早期发现的酶都是蛋白质，最早推测遗传

4、物质也是蛋白质,2、DNA被发现后，有人猜测DNA可能是遗传物质,二、肺炎双球菌的转化实验,可能的原因:,加热杀死的S细菌内存在某种活性物质,能使R细菌转化为S型细菌,1、格里菲思的小鼠实验（1928年）,2、艾弗里的分离实验（ 1944年）,DNA是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质 即:DNA是遗传物质.,三、噬菌体侵染细菌的实验（1952年）,病毒,35S噬菌体侵染细菌,32P噬菌体侵染细菌, 3-1、DNA是主要的遗传物质,一、对遗传物质的早期预测,1、蛋白质种类很多，早期发现的酶都是蛋白质，最早推测遗传物质也是蛋白质,2、DNA被发现后，有人猜测DNA可能是遗传物质,二、肺炎双球菌的

5、转化实验,可能的原因:,加热杀死的S细菌内存在某种活性物质,能使R细菌转化为S型细菌,1、格里菲思的小鼠实验,2、艾弗里的分离实验（ 1944年）,DNA是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质 即:DNA是遗传物质.,三、噬菌体侵染细菌的实验,32S噬菌体侵染细菌,31P噬菌体侵染细菌,结论: DNA是遗传物质,后来发现在部分病毒中，RNA是遗传物质,DNA是主要的遗传物质,病毒 增殖,练习,1、肺炎双球菌转化实验中，将无毒的R型活细菌和被加热死的有毒S型细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内可以找到的细菌类型是 A有毒S型 B有毒S型和无毒R型 C有毒R型和无毒S型 D无毒R型,2、用32P标

6、记某噬菌体的DNA，用35S标记其蛋白质外壳，则该噬菌体侵染细菌后新产生的噬菌体中可含有的是 A32P B35S C32P 和35S D32P 和35S都没有,B有毒S型和无毒R型,A32P,3、关于T2噬菌体侵染细菌的实验过程的叙述错误的是 A用放射性同位素32P 标记噬菌体的DNA B用放射性同位素35S标记噬菌体的蛋白质 C用35S 标记的蛋白质去侵染细菌，细菌内有了放射性 D用32P 标记的DNA去侵染细菌，细菌内有了放射性,4、在证明DNA是遗传物质的几个著名经典实验中， 在实验设计思路中最关键的是 A要用同位素标记DNA和蛋白质 B要分离DNA和蛋白质 C要分离DNA和蛋白质，单独

7、观察它们的作用 D要得到噬菌体和肺炎双球菌,C用35S 标记的蛋白质去侵染细菌，细菌内有了放射性,C要分离DNA和蛋白质，单独观察它们的作用, 3-2、DNA分子结构,一、DNA双螺旋结构模型的建立,1、相关素材,（1）DNA水解生成四种脱氧核苷酸，脱氧核苷酸水解生成脱氧核糖、磷 酸、碱基。DNA是由四种脱氧核苷酸构成的。,（2）DNA晶体的衍射图谱表明，DNA应为螺旋结构,（3）DNA彻底水解得到的腺嘌呤（A）总量等于胸腺嘧啶（T） 鸟嘌呤（G）总量等于胞嘧啶（C）,2、沃森和克里克创建DNA双螺旋结构, 3-2、DNA分子结构,一、DNA双螺旋结构模型的建立,1、相关素材,2、沃森和克里克

8、创建DNA双螺旋结构,由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成（双螺旋）,外侧由脱氧核糖和磷酸交替排列,内侧由碱基对组成.,碱基配对原则:,A=T、G C,二、DNA分子的结构,碱基对的排列顺序代表遗传信息.,平 面 结 构,DNA结构特点:,稳定性 多样性 特异性,4n,n ：碱基对的对数, 3-3、DNA的复制,一、（沃森和克里克）对DNA分子复制的推测：,1、DNA分子的双螺旋解开 互补的碱基对间的氢键断裂, 3-3、DNA的复制,一、（沃森和克里克）对DNA分子复制的推测：,1、DNA分子的双螺旋解开 互补的碱基对间的氢键断裂,2、解开的两条单链为 复制的模板, 3-3、DNA的复制,一

9、、（沃森和克里克）对DNA分子复制的推测：,1、DNA分子的双螺旋解开 互补的碱基对间的氢键断裂,2、解开的两条单链为 复制的模板,3、游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上, 3-3、DNA的复制,一、（沃森和克里克）对DNA分子复制的推测：,1、DNA分子的双螺旋解开 互补的碱基对间的氢键断裂,2、解开的两条单链为 复制的模板,3、游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上,半保留复制, 3-3、DNA的复制,一、（沃森和克里克）对DNA分子复制的推测：,二、DNA半保留复制的实验证据,半保留复制,（1）思路：,以含有15

10、N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，得到的DNA中 的N都是15N。分子较重。,以含有15N标记的DNA为模板，在含有14N标记的NH4Cl培养液培养;若以半保留复制，则合成的DNA一条链含15N，另一条链含14N ，的中重DNA。,以中重DNA为模板，在含有14N标记的NH4Cl培养液培养;若以半保留复制，则合成的2个DNA分子，一个为中重 ，一个较轻。,（2）实验结果与推测一致 P53, 3-3、DNA的复制,一、（沃森和克里克）对DNA分子复制的推测：,二、DNA半保留复制的实验证据,半保留复制,（1）思路：,以含有15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，得到的DNA中 的N都是15

11、N。分子较重。,以含有15N标记的DNA为模板，在含有14N标记的NH4Cl培养液培养;若以半保留复制，则合成的DNA一条链含15N，另一条链含14N ，的中重DNA。,以中重DNA为模板，在含有14N标记的NH4Cl培养液培养;若以半保留复制，则合成的2个DNA分子，一个为中重 ，一个较轻。,（2）实验结果与推测一致 P53, 3-3、DNA的复制,一、（沃森和克里克）对DNA分子复制的推测：,二、DNA半保留复制的实验证据,半保留复制,（1）思路：,以含有15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，得到的DNA中 的N都是15N。分子较重。,以含有15N标记的DNA为模板，在含有14N标记的

12、NH4Cl培养液培养;若以半保留复制，则合成的DNA一条链含15N，另一条链含14N ，的中重DNA。,以中重DNA为模板，在含有14N标记的NH4Cl培养液培养;若以半保留复制，则合成的2个DNA分子，一个为中重 ，一个较轻。,（2）实验结果与推测一致 P53, 3-3、DNA的复制,一、（沃森和克里克）对DNA分子复制的推测：,二、DNA半保留复制的实验证据,半保留复制,三、DNA分子复制的过程,时期： 场所： 特点： 模板： 条件： 基础： 意义：,细胞核(主要)、线粒体、叶绿体,边解旋边复制、半保留复制,亲代DNA分子的两条单链,脱氧核苷酸、ATP、酶、温度、PH,有丝分裂和减数第一次

13、分裂间期,（原料）,练习,1、下列关于DNA复制过程的正确顺序是 互补碱基对之间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶的作用下解旋 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋状结构 ABCD,2、用一个32P标记的噬菌体侵染细菌(不含32P)。若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有32P的噬菌体有 A0个 B2个 C30个 D32个,D,3、体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关酶、4种脱氧核苷酸和ATP，37下保温、适宜的酸碱度。下列叙述中正确的是 A能生成DNA，DNA的碱基比例与4种脱氧核苷酸的比例一致 B不生成DNA，因为缺少D

14、NA模板 C能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联 D不生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件,B2个,B不生成DNA，因为缺少DNA模板,图解,练习,4、保证DNA准确无误复制的关键步骤是 A解旋酶破坏氢键，解开DNA的双螺旋 B酶促下,游离核苷酸与母链碱基互补配对 C酶促下,配对的游离核苷酸连接形成子链 D子链与模板母链盘旋形成双螺旋结构,5、假如一个DNA分子含有1000个碱基对，将这个DNA分子放在32P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次，则新形成DNA的碱基对个数比原来增加了 A1000 B2000 C500 D无法确定,B酶促下,游离核苷酸与母

15、链碱基互补配对,A1000,6、一双链DNA分子，在复制解旋时，一条链上是G变成了C，则DNA经n次复制后，发生差错的DNA占 A1/2 B1/2n1 C1/2n D1/2n + 1,7、某双链DNA分子中共有含氮碱基1400个，其中一条单链上 (A+T)(C+G)=25。问该分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是 A200个 B400个 C600个 D1200个,A1/2,C600个,一、说明基因与DNA关系的实例,1、大肠杆菌拟核中的DNA长度为4700000个碱基对，分布有4400个基因， 每个基因平均约为1000个碱基对。,2、一种海蜇能发出绿色荧光，是因为其DNA分子上

16、有一段5170个碱基对 的片段绿色荧光蛋白基因。,3、人类基因组24条染色体（22条常染色体+X+Y），共有31.6亿个碱 基对，大约3万个基因，构成基因的碱基数不超过碱基总数的2%。,二、基因是有遗传效应的DNA片段,1、碱基（对）的排列顺序代表遗传信息.,2、碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性,4n,3、碱基的特定排列顺序，又构成了每一个DNA的特异性, 3-4、基因是有遗传效应的DNA片段,练习,1、下列关于遗传信息的说法，不确切的是 A基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息 B遗传信息是通过染色体上的基因传递的 C生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上 D遗传信息即生物表现

17、出来的性状,2、紫茉莉的遗传信息储存于它的 ADNA和RNA分子，在细胞质和细胞核中 BDNA分子，在细胞质和细胞核中 CDNA或RNA分子，在细胞质和细胞核中 DDNA，在细胞质中,D遗传信息即生物表现出来的性状,3、“人类基因组计划”最新研究表明24条染色体上含有2.53万多个蛋白质的编码基因，这一事实能说明一事实能说明 A基因是DNA上有遗传效应的片段 B基因是染色体片段 C一个DNA分子上有许多个基因 D基因只存在于染色体上,BDNA分子，在细胞质和细胞核中,C一个DNA分子上有许多个基因,练习,4、下列关于DNA、染色体、基因的关系，其中不正确的是 A每条染色体有一个DNA分子，经过复制每条染色单体上有一个DNA分子 B每个DNA分子上有许多基因 C基因在染色体上呈线性排列 D基因在DNA分子双链上成对存在,D基因在DNA分子双链上成对存在,6、DNA分子具有多样性和特异性是由于 ADNA分子是高分子化合物，相对分子质量大 BDNA分子中碱基数目很多，形成很多氢键 CDNA分子中两条链上的脱氧核苷酸和磷酸的排列顺序变化多端 DDNA分子中碱基对的排列顺序千变万化，但在特定的DNA分子中碱基排 列顺序不变,7、豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)本质上的区别是 A所含有的性状不同 B所存在的遗传密码