新教材人教版高中生物必修二第三章基因的本質(zhì)

第三章基因的本質(zhì)3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)20世紀中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的，在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)呢？問題探討1.20世紀20年代——蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)氨基酸的多種多樣的排列順序可能蘊含著遺傳信息2.20世紀30年代后——DNA才是遺傳物質(zhì)回顧：基本單位：化學(xué)組成：DNA的組成元素：一、對遺傳物質(zhì)的早期推測脫氧核糖核苷酸磷酸、脫氧核糖、含氮堿基CHONP類型R型肺炎雙球菌S型肺炎雙球菌菌體無莢膜有莢膜（多糖類）菌落粗糙（rough）光滑（smooth）毒性不致病可致病，使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡二、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1.實驗材料：兩種肺炎鏈球菌

第一組第二組二、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗注射R型活細菌注射S型活細菌1、2組對照，說明R型細菌無毒性，S型細菌有毒性有毒S型死細菌

小鼠正常

活R+有毒S型死細菌小鼠死亡S型活細菌第三組第四組二、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗注射加熱致死的S細菌將R型活細菌與加熱致死的S型細菌混合后注射說明有部分R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌二、格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗分析實驗對照：第一組和第二組對照，說明

。第二組和第三組對照，說明

。第四組小鼠死亡是由于體內(nèi)有S型活細菌，那么S型活細菌是怎么來的？結(jié)合第一、二、三、四組對照，格里菲思推論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中，必然含有“_________”。R型菌無毒性而S型菌有毒性S型菌加熱殺死后無毒性轉(zhuǎn)化因子體外轉(zhuǎn)化多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNA……多糖蛋白質(zhì)RNADNA脂質(zhì)S型細菌關(guān)鍵思路：把S型細菌的各種物質(zhì)分開，單獨的、直接的觀察它們的作用。03艾弗里思考1：在殺死的S型細菌中含有哪些物質(zhì)？思考2：哪一個才是轉(zhuǎn)化因子呢？那如何才能在這些物質(zhì)中將它找出來呢？你有何想法？三、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗實驗過程：討論1：加熱致死的S型細菌細胞提取物可能有哪些成分？蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)、DNA。三、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗實驗過程：討論2：第二到第五組實驗中加入的酶有什么作用？破壞細胞提取物中相應(yīng)的蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)和DNA。三、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗實驗過程：討論3：第一組實驗有什么作用？作空白對照三、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗實驗過程：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子）。

實驗結(jié)論：該實驗的設(shè)計遵循哪些原理？其巧妙之處是什么？遵循單一變量原則和對照原則。其巧妙之處在于：運用“減法原理”（P46），即在每個實驗組人為去除某個影響因素后，觀察實驗結(jié)果的變化。三、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗R型細菌四、噬菌體侵染大腸桿菌的實驗1.實驗者：赫爾希和蔡斯2.實驗材料：T2噬菌體T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒,T2噬菌體侵染大腸桿菌后,就會在自身遺傳物質(zhì)的作用下,利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分,進行大量的繁殖.吸附注入合成組裝釋放噬菌體侵染細菌過程吸附注入合成組裝釋放四、噬菌體侵染大腸桿菌的實驗4.實驗方法：放射性同位素標記法32P35S

標記DNA

標記

蛋白質(zhì)思路：分別標記噬菌體的外殼和DNA，看到底是誰起到了作用，誰就是遺傳物質(zhì)。蛋白質(zhì)的組成元素：DNA的組成元素：（32P標記）（35S標記）C、H、O、N、SC、H、O、N、P四、噬菌體侵染大腸桿菌的實驗（1）分別在含有放射性同位素35S和放射性同位素的32P的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌。（2）用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到蛋白質(zhì)含有35S標記的噬菌體或DNA含有32P標記的噬菌體。（3）分別用35S或32P的T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌。思考：如何讓噬菌體帶上標記呢？短時間保溫四、噬菌體侵染大腸桿菌的實驗6.實驗過程（放射性同位素標記法）保溫的目的是為了保證酶的活性，攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌上的菌體與細菌分離，離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。短時間保溫四、噬菌體侵染大腸桿菌的實驗6.實驗過程（放射性同位素標記法）35S標記的實驗32P標記的實驗標記部位放射性情況上清液沉淀物子代有無放射性原因蛋白質(zhì)很高DNA很低蛋白質(zhì)未進入細菌中DNA進入細菌中很高很低7.實驗結(jié)果：8.實驗結(jié)論：子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，因此，DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。四、噬菌體侵染大腸桿菌的實驗35S標記的實驗發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？攪拌不充分導(dǎo)致部分蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌上，離心時隨細菌到沉淀物中。32P標記的實驗發(fā)現(xiàn)上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？培養(yǎng)（保溫）時間過短，部分噬菌體還未侵染細菌；培養(yǎng)（保溫）時間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。

思考：項目肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌實驗設(shè)計思路處理方法結(jié)論設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨、直接研究他們各自不同的遺傳功能減法原則：分離S型菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型菌混合培養(yǎng)同位素標記法：分別用35S、32P標記蛋白質(zhì)和DNA證明DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)真核生物原核生物DNA病毒RNA病毒絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNADNA是主要的遺傳物質(zhì)六、DNA是主要的遺傳物質(zhì)具有細胞結(jié)構(gòu)的生物不具細胞結(jié)構(gòu)：病毒DNADNARNA（大多數(shù)病毒，如T2噬菌體）（煙草花葉病毒，流感病毒和艾滋病病毒）分別侵染健康煙草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒：四、煙草五、煙草花葉病毒侵染煙草葉片實驗實驗結(jié)論：RNA也是遺傳物質(zhì)格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗（赫爾希和蔡斯）噬菌體侵染大腸桿菌的實驗（加熱致死的S型細菌含有某種促使R型活細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子）艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子）能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)證明DNA是遺傳物質(zhì)不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)D4．下列有關(guān)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的敘述，正確的是(

)A．格里菲思認為已經(jīng)加熱致死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子B．體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗表明S型細菌的DNA可以使小鼠死亡C．艾弗里的實驗不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)D．艾弗里的實驗運用了“加法原理”A5.生物興趣小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌實驗如下圖。有關(guān)分析不正確的是（）A.理論上，b中不應(yīng)具有放射性B.b中含放射性的高低，與②過程中攪拌是否充

分有關(guān)C.b中含有放射性，與①過程中培養(yǎng)時間的長短有關(guān)D.上述實驗過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)C1.將加熱致死的S型細菌與R型細菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠體內(nèi)S型、R型細菌數(shù)量的變化情況如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．R型細菌中的轉(zhuǎn)化因子促使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌B．曲線ab段與bc段相比，小鼠體內(nèi)抵抗R型細菌的物質(zhì)更多C．曲線bc段絕大多數(shù)的R型細菌轉(zhuǎn)化成了S型細菌D．cd段R型細菌數(shù)量上升的原因可能是S型細菌降低了小鼠的免疫能力D第三章基因的本質(zhì)3.2DNA的結(jié)構(gòu)回顧對DNA的認識OPCH2

OHOOHHOHHHHH堿基

磷酸

1.DNA的基本單位：脫氧核苷酸3.核苷酸的組成2.元素組成：一分子磷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基C、H、O、N、PA腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶4.含氮堿基OPCH2

OHOOHHOHHHHHA磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHC磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHT磷酸

OPCH2

OHOOHHOHHHHHG磷酸

腺嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸脫氧核苷酸如何形成DNA分子？DNA的結(jié)構(gòu)又是如何的呢？１９５３年美國科學(xué)家沃森（Ｊ．Ｄ．Ｗatson)和英國科學(xué)家克里克（Ｆ．Ｃrick)提出ＤＮＡ分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。被譽為20世紀最偉大的發(fā)現(xiàn)。20世紀初1951-19521952年1951年DNA的結(jié)構(gòu)單位:四種脫氧核苷酸

沃森和克里克推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)，嘗試建構(gòu)模型：雙螺旋、三螺旋→失?。ㄅ鋵`反化學(xué)規(guī)律）物理模型X射線衍射技術(shù)威爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖譜查哥夫在DNA中，腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）鳥嘌呤（G）=胞嘧啶（C）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建（X說明DNA是螺旋的）雙螺旋結(jié)構(gòu)早凋的“科學(xué)玫瑰”－－富蘭克林（

R.E.Franklin）

她和同事威爾金斯在1951年率先采用X射線衍射技術(shù)拍攝到DNA衍射圖譜。但“科學(xué)玫瑰”沒等到分享榮耀，在研究成果被承認之前就已凋謝。(英，R.E.Franklin,1920－1958）

為推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實驗依據(jù)。1962年03DNA的結(jié)構(gòu)（1）DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。立體結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)5’ATGCTACG3’5’3’（1）由

條單鏈按_________方式盤旋成_______結(jié)構(gòu)反向平行雙螺旋25’3’5’3’CH2

HOHHHHH堿基

磷酸

5’4’3’2’1’DNA的一條單鏈具有兩個末端：一端有一個游離的磷酸基團，這一端稱作5’-端；另一端有一個羥基，稱作3’-端。磷酸二酯鍵氫鍵磷酸ATATTAGGGCCATC

和

交替連接，構(gòu)成基本骨架；(2)外側(cè)：堿基內(nèi)側(cè):脫氧核糖(3)堿基互補配對原則

兩條鏈上的堿基通過

連接形成

，且A只和

配對、G只和

配對，堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系，就叫作

。氫鍵氫鍵TC堿基互補配對原則堿基對堿基對DNA的結(jié)構(gòu)腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，即含G、C堿基對比例越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。A-T堿基對由2個氫鍵連接G-C堿基對由3個氫鍵連接DNA的結(jié)構(gòu)（1）DNA是由兩條單鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋

結(jié)構(gòu)。（2）DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；

堿基排列在內(nèi)側(cè)。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對具有一定的

規(guī)律：A(腺嘌呤）一定與T(胸腺嘧啶）配對；G(鳥嘌呤）一定與

C(胞嘧啶）配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系，叫作堿基互補

配對原則。DNA的結(jié)構(gòu)(4)總結(jié)：氫鍵ATATTAGGGCCATC堿基對五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、T、C、G三種物質(zhì)：兩條長鏈：一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈氫鍵關(guān)系:A=TG≡C451.穩(wěn)定性：①外部穩(wěn)定的基本骨架:磷酸和脫氧核糖交替連接形成；②內(nèi)部堿基對穩(wěn)定:通過氫鍵連接，嚴格遵循堿基互補配對原則A-T，G-C，加強穩(wěn)定性；③空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定:規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)；DNA的結(jié)構(gòu)特性463.特異性：堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。2.多樣性：DNA的結(jié)構(gòu)特性堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性。

①以1，2，3，4四個數(shù)字排列成四位數(shù)，有多少種組合方式？4

種400044種

在生物體內(nèi)，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，堿基對有（4種）：A—T、T—A、G—C、C—G。請同學(xué)們計算DNA分子上的堿基對有多少種排列方式？②如果排列成四位數(shù)，有多少種組合方式？遺傳信息：DNA分子中的堿基對排列順序就代表了遺傳信息。提示：2個；1：1：1提示：G與C之間有三個氫鍵，而A與T之間只有兩個氫鍵。因此G與C所占比例越大，DNA分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越強。１２３４AGCT下圖是DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出1—10的名稱。５６７８９１０胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脫氧核糖磷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸堿基對氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、練一練：設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。則在DNA雙鏈中：A=T，G=C①嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)A+G=T+CA1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈例題1、某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？因為DNA分子中，A+G=T+C。所以，A=50%–23%=27%堿基互補配對原則應(yīng)用A+GT+CA+GA+T+G+CA%=50%-G%變式：=1；=50%；②任意兩個非互補堿基之和占堿基總量的50%

(A+G)%=(T+C)%=50%設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。則在DNA雙鏈中：A=T，G=C

③雙鏈DNA分子中，互補的兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈堿基互補配對原則應(yīng)用A1+C1T1+G1T2+G2A2+C2=A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2

=1/a

例題2、在DNA的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是多少？2.5;1④“互補堿基之和”的比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相同A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=A1+T1（A+T）12==A2

+T2

例題3、某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%。求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。24%（G+C）12G1+C1G2+C2==A＋T=54%,G+C=46%,G=23%A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈⑤任何一條鏈A+T是整個DNA分子A+T的一半A%=(A1%

+A2%)/2設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則可知：A1=T2

，A2=T1，G1=C2

，

G2=C1。則在DNA雙鏈中：A=T，G=C③雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A1T2T1A2G1C2C1G2DNA雙鏈堿基互補配對原則應(yīng)用A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2==變式：1.若DNA分子中一條鏈的堿基A:C:T:G=1:2:3:4，則另一條鏈上的A:C:T:G=3:4:1:22.某雙鏈DNA片段中，A占23%，其中一條鏈中的C占該單鏈的24%，問另一條鏈中的C占多少？A+C=50%,C=27%,(C1+C2)/2=27%,已知C1=24%,所以C2=30%因為A1=15%,G1=40%,C1=25%,所以T1=20%根據(jù)堿基互補配對原則，T2=15%,C2=40%,G2=25%,A2=20%A%=(A1%+A2%)/2=(15+20)/2=17.5%G%=(G1%+G2%)/2=(40+25)/2=32.5%或G%=50-17.5=32.5%C%=G%=32.5%3.在一個DNA分子中，一條鏈中腺嘌呤占15%，鳥嘌呤占40%，胞嘧啶占25%。則互補鏈中的腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶分別是多少？在整個DNA分子中又是多少？如圖：設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則（1）1鏈和2鏈上的哪些堿基數(shù)量總是相等的？兩條鏈的堿基數(shù)目是否相等？

（2）在DNA雙鏈中，哪些堿基數(shù)量總是相等的？（3）在1鏈上，A1等于T1嗎？G1和C1的數(shù)量一樣嗎？(4)已知：1鏈上堿基共有100個，其中A1+A2共30個問：這個DNA分子中堿基一共有多少個？G1和G2共多少個？？A1T1G1C1T2A2C2G2有關(guān)DNA中的堿基計算規(guī)律A1=T2，T1=A2，G1=C2，C1=G2A1+T1+G1+C1=T2+A2+C2+G2A=A1+A2=T2+T1=T，同理：C=G不一定100*2=200個因為A1+A2=A1+T1=30所以G1+G2=G1+C1=100-(A1+T1)=100-30=70第三章基因的本質(zhì)3.3DNA的復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。1.真核生物：主要在細胞核，少數(shù)在葉綠體、線粒體中;2.原核生物：主要在擬核內(nèi)3.DNA病毒：宿主細胞內(nèi)一、DNA復(fù)制的概念:二、DNA復(fù)制的時期:有絲分裂間期、減數(shù)第一次前的間期三、DNA復(fù)制的場所:隨染色體的復(fù)制而復(fù)制四、對DNA分子復(fù)制的推測沃森和克里克的推測：1.復(fù)制時,DNA的雙螺旋解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂；2.解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板,游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補配對原則，合成新的一條鏈。半保留復(fù)制半保留復(fù)制

全保留復(fù)制二、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)

要分析DNA的復(fù)制究竟是半保留復(fù)制的還是全保留的，就需要區(qū)分親代與子代的DNA。探究DNA是如何復(fù)制的？1.從結(jié)果入手：若子代DNA兩條鏈________________________，為半保留復(fù)制若子代DNA兩條鏈_________________________，為全保留復(fù)制都是母鏈或都是子鏈一條母鏈一條子鏈2.如何區(qū)分母鏈和子鏈復(fù)制一次復(fù)制一次紅色為母鏈藍色為子鏈驗證子代DNA兩條鏈的來源2.如何區(qū)分母鏈和子鏈同位素標記法(同位素示蹤法）如何將不同標記的DNA區(qū)分開呢？（提示：密度不同）62提取DNA，進行密度梯度離心15N標記母鏈，14N標記子鏈復(fù)制一次復(fù)制一次紅色為母鏈藍色為子鏈密度梯度離心3.若以大腸桿菌為原料，如何讓親代DNA獲得15N標記？4.如何讓子代DNA獲得14N標記？將大腸桿菌放入含15NH4CL培養(yǎng)若干代將上述親代大腸桿菌轉(zhuǎn)入含14NH4CL培養(yǎng)基中重帶(下部)密度最大15N//15N中帶(中間)密度居中15N//14N輕帶(上部)密度最小14N//14N中帶(中間)密度居中15N//14N實驗結(jié)論：DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。輕帶(上部)14N//14N重帶(下部)15N//15N如果全保留復(fù)制是正確的，實驗預(yù)期又會是怎樣的？6.這個結(jié)果排除了哪種復(fù)制方式？全保留復(fù)制第一代重帶(下部)15N//15N14N//14N輕帶(上部)第二代有人認為DNA復(fù)制就復(fù)印材料一樣，一張材料復(fù)印一次也可以得到兩張相同的材料。這種說法對不對，為什么？1DNA→2DNA單鏈（母）→（母鏈十子鏈）＋（母鏈十子鏈）→子DNA

＋子DNA

→2DNA

與復(fù)印材料不同，因為DNA分子的復(fù)制結(jié)果并沒有形成一個完整的新的DNA分子，而是形成了一半新、一半舊的兩個DNA分子，并且原來的舊的DNA也不存在。1解旋：解旋酶ATP模板2復(fù)制:同時進行(邊解旋邊復(fù)制）酶：DNA聚合酶原料：游離的脫氧核苷酸3形成子代DNA:組成母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）五、DNA復(fù)制的過程半保留復(fù)制多起點復(fù)制DNA連接酶DN子鏈合成方向從5，到3，子鏈母鏈母鏈模板親代DNA的兩條單鏈原料細胞中游離的脫氧核苷酸酶解旋酶（使氫鍵斷裂）、DNA聚合酶（生成磷酸二酯鍵）等能量需要ATP提供能量六、DNA復(fù)制的特點：1.半保留復(fù)制2.邊解旋邊復(fù)制七、DNA復(fù)制的條件：方向子鏈合成從5，到3，DNA為什么能準確復(fù)制？1.將遺傳信息從親代傳給子代；2.保持了遺傳信息的穩(wěn)定性、連續(xù)性。①DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確的模板；②通過堿基互補配對保證了復(fù)制準確無誤。想一想：八、DNA復(fù)制的意義：【例題】將用15N標記的一個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中，讓其復(fù)制二次，則含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脫氧核苷酸鏈占全部DNA單鏈的比例依次是(

)

A．1/2,1/4B．1/4,1/4C．1/4,1/8D．1/2,1/8A九、DNA復(fù)制中有關(guān)計算規(guī)律：已知一條全部被15N標記的DNA分子（親代，0代）），轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)n代,其結(jié)果如下，回答下列問題：（1）DNA分子數(shù)1.子代DNA分子數(shù)=

2.含15N的DNA分子=

3.含14N的DNA分子=4.只含15N的DNA分子=

5.只含14N的DNA分子=

（2）脫氧核苷酸鏈數(shù)1.子代DNA分子中的脫氧核苷酸鏈數(shù)=

2.含15N的鏈=3.含14N的鏈=2n022n-22n+12……2n2n+1-2已知一條全部被15N標記的DNA分子（親代，0代）），轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)n代,其結(jié)果如下，回答下列問題：（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù)設(shè)親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，則：1.經(jīng)過n次復(fù)制，共需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為：2.在第n次復(fù)制時，共需消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為：……m×（2n-1）m×2n-1課堂練習(xí)

1.1個DNA分子經(jīng)過4次復(fù)制，形成32個DNA分子，其中含有最初DNA分子長鏈的DNA分子有（）

A.2個B.8個C.16個D.32個

2.DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細胞有絲分裂的（）

A、分裂前期B.分裂中期

C.分裂后期D.分裂間期

3.下列關(guān)于DNA復(fù)制的說法，其中不正確的是（）

A.DNA復(fù)制過程中需要酶的催化

B.DNA復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供

C.DNA分子是邊解旋復(fù)制的

D.DNA復(fù)制過程中兩條母鏈均可作模板

4、以DNA的一條鏈“－A－T－C－”為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈是（）

A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”

C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”

5.由15N標記細菌的DNA，然后又將14N來供給這種細菌，于是該細菌便用14N來合成DNA，假設(shè)細菌連續(xù)分裂三次產(chǎn)生了八個新個體，它們DNA中的含14N的鏈與15N的鏈的比例是（）

A、4：1B、2：1C、1：1D、3：1A6.在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為14N-DNA（對照）；在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子均為15N-DNA（親代）。將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（I和II），用離心的方法分離得到的結(jié)果如下表所示，請分析：

對照親代III輕鏈14N-DNA全輕鏈

1/2輕鏈中鏈

全中鏈1/2中鏈重鏈15N-DNA

全重鏈

（1）由實驗結(jié)果可以推出第一代（I）細菌DNA分子中一條鏈是

，另一條鏈是

。（2）中鏈含有氮元素是

。（3）將第一代（I）轉(zhuǎn)移到含15N的培養(yǎng)基上繁殖一代，將所得到的細菌的DNA用同樣方法分離。那么得到的輕中重鏈情況是

（4）上述實驗表明DNA分子復(fù)制的特點是

15N母鏈

14N新鏈

15N和14N

1/2中鏈，1/2重鏈

半保留復(fù)制

7．下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的正確順序是 （）

①互補堿基對之間氫鍵斷裂②互補堿基對之間形成氫鍵③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)

A.①③④②⑤B.①④②⑤③C.①③⑤④②D.③①④②⑤D8．DNA分子的雙鏈在復(fù)制時解旋，這時下述哪一對堿基從氫鍵連接處分開（）

A．G與C

B．A與C

C．G與A

D．G與TA9．DNA復(fù)制的基本條件是（）

A．模板，原料，能量和酶

B．模板，溫度，能量和酶

C．模板，原料，溫度和酶

D．模板，原料，溫度和能量A10．DNA分子復(fù)制能準確無誤地進行原因是（）

A．堿基之間由氫鍵相連

B．DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)

C．DNA的半保留復(fù)制

D．DNA的邊解旋邊復(fù)制特點B11.DNA的復(fù)制是在細胞的

分裂和

第一次分裂前的

期進行的。復(fù)制是指以

為模板來合成

的過程。復(fù)制特點是

復(fù)制過程必需以

為模板、

為原料、

提供能量、

的催化等條件，

為DNA的復(fù)制提供精確的模板、并有

能力保證復(fù)制能夠準確無誤地完成。一個親代DNA分子通過復(fù)制形成了兩個

，新形成的DNA分子都是既含一條

鏈、又含一條

鏈，因此，稱DNA的復(fù)制為“”。有絲減數(shù)間親代DNA分子子代DNA分子邊解旋邊復(fù)制親代DNA分子一條鏈脫氧核苷酸ATP酶DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補配對結(jié)構(gòu)完全相同的子代DNA分子母子半保留復(fù)制半保留復(fù)制全保留復(fù)制實驗結(jié)論：DNA的復(fù)制方式的確是半保留復(fù)制。3.4基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段第三章基因的本質(zhì)

我國科學(xué)家將外源生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵，培育出了轉(zhuǎn)基因鯉魚。與對照組相比，轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率加快。

據(jù)科學(xué)家介紹，外源基因?qū)胧荏w細胞后，必須整合到受體細胞的DNA上才能發(fā)揮作用。討論1.為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率更快?2.導(dǎo)入的外源基因是1個DNA分子，還是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列?問題探討討論1．為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率更快?問題探討因為外源生長激素基因整合到轉(zhuǎn)基因鯉魚的DNA中，并發(fā)揮了促進生長激素合成的功能，而生長激素可使鯉魚的生長速率加快。2．導(dǎo)入的外源基因是1個DNA分子，還是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列?導(dǎo)入的是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列。關(guān)于基因關(guān)于遺傳物質(zhì)探究過程①孟德爾提出遺傳因子①推測蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)②約翰遜將遺傳因子命名為基因②格里菲思提出轉(zhuǎn)化因子的存在③薩頓提出基因位于染色體上的假說③艾弗里證明遺傳物質(zhì)是DNA④摩爾根通過實驗證明基因在染色體上，并呈線性排列。④蔡斯和赫爾希證明遺傳物質(zhì)是DNA結(jié)論基因在染色體上，基因控制生物性狀DNA是遺傳物質(zhì)思考：基因與DNA是什么關(guān)系？基因=DNA嗎？一、說明基因與DNA關(guān)系的實例實例1.大腸桿菌細胞的擬核有1個DNA分子(圖A），長度約為4.7×106個堿基對，在DNA分子上分布了大約4.4×103個基因，每個基因的平均長度約為1×103個堿基對。圖A：正在分裂的大腸桿菌,細胞內(nèi)的DNA被染成紅色①大腸桿菌一個DNA上含有多個基因。②4.4×103×1×103＜4.7×106。說明基因是一段DNA。說明DNA某些序列不是基因。實例2.生長在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色熒光(圖B)，這是因為水母的DNA上有一段長度為5.17×103個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。說明：基因是特定的DNA片段，可以控制某種性狀。圖B：發(fā)出綠色熒光的水母綠色熒光蛋白基因綠色熒光蛋白控制合成綠色熒光發(fā)出實例2.轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻?，轉(zhuǎn)入了水母綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，也能像水母一樣發(fā)光(圖C)。圖C正常光線（左）及紫外線照射下(右)的4只小鼠,其中3號小鼠為對照組，1、2、4號小鼠轉(zhuǎn)入了綠色熒光蛋白基因基因是可以切除，拼接到其他生物的DNA上去，在其他生物體中表現(xiàn)出該性狀。說明：基因是遺傳的結(jié)構(gòu)與功能單位。實例3.人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y)上DNA的堿基序列。每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約含有31.6億個堿基對,其中,構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。人的一個DNA分子上有很多個基因片段，也有很多個非基因片段。實例1實例3大腸桿菌DNA人的DNA實例2轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灮蚴且粋€DNA片段基因可以控制某種性狀基因具有遺傳效應(yīng)基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段根據(jù)以上實例，請從DNA水平上給基因下一個定義，要求既能反映基因與DNA的關(guān)系，又能體現(xiàn)基因的作用。有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，其基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。二、DNA片段中的遺傳信息1.如果是100個堿基對組成1個基因,可能組合成多少種基因?堿基排列順序蘊藏遺傳信息4100種二、DNA片段中的遺傳信息2.怎樣理解DNA的多樣性和特異性?堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每個DNA分子的特異性。堿基排列順序蘊藏遺傳信息二、DNA片段中的遺傳信息2.你能從DNA的結(jié)構(gòu)特點分析生物體具有多樣性和特異性的原因嗎?DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。堿基排列順序蘊藏遺傳信息二、DNA片段中的遺傳信息3.在刑偵領(lǐng)域,DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。結(jié)合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性,你能分析這一方法的科學(xué)依據(jù)嗎?在人類的DNA中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。堿基排列順序蘊藏遺傳信息二、DNA片段中的遺傳信息4.你認為基因是堿基對隨機排列成的DNA片段嗎?為什么?堿基排列順序蘊藏遺傳信息不是?；虻膲A基序列都有特定的排列順序。DNA上分布著許多個基因，基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。堿基排列順序的千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA的多樣性,而堿基特定的排列順序,又構(gòu)成了每個DNA分子的特異性；DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。DNA能夠儲存足夠量的遺傳信息：遺傳信息蘊藏在_________________之中;4種堿基的排列順序總結(jié)染色體DNA基因①②③④⑤⑥總結(jié)：基因-DNA-染色體之間的關(guān)系①染色體是DNA的主要載體②DNA和蛋白質(zhì)組成染色體染色體DNA基因①②③④⑤⑥總結(jié)：基因-DNA-染色體之間的關(guān)系③基因在染色體上呈線性排列④染色體是基因的主要載體染色體DNA基因①②③④⑤⑥總結(jié)：基因-DNA-染色體之間的關(guān)系⑤DNA是基因的載體⑥基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段染色體DNA基因脫氧核苷酸是主要的遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的功能結(jié)構(gòu)單位是DNA的主要載體，每條染色體上有1個或2個DNA分子?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段，每個DNA分子上有許多基因?；蛑忻撗鹾塑账岬呐帕许樞虼磉z傳信息，每個基因含有許多脫氧核苷酸脫氧核苷酸-基因-DNA-染色體之間的關(guān)系總結(jié)練習(xí)與應(yīng)用（P59）一、概念檢測1.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)人工轉(zhuǎn)基因操作的番薯都含有農(nóng)桿菌的部分基因，而這些基因的遺傳效應(yīng)促使番薯根部發(fā)生膨大產(chǎn)生了可食用的部分，因此番薯被人類選育并種植。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A.農(nóng)桿菌這些特定的基因可以在番薯細胞內(nèi)復(fù)制B.農(nóng)桿菌和番薯的基因都是4種堿基對的隨機排列C.農(nóng)桿菌和番薯的基因都是有遺傳效應(yīng)的DNA片段D.農(nóng)桿菌這些特定的基因可能在自然條件下轉(zhuǎn)入了番薯細胞B2.整理總結(jié)染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系，并以你認為最簡明的形式表示出來。二、拓展應(yīng)用1.在嚴查偷獵野生動物的行動中，執(zhí)法部門發(fā)現(xiàn)某餐館出售的一種烤肉比較可疑，餐館工作人員說是“山羊肉”，經(jīng)實驗室檢驗，執(zhí)法部門確定這種“山羊肉”來自國家二級保護動物斑羚。你認為執(zhí)法部門最可能采取哪種檢測方法?為什么?最可能采取DNA鑒定的方法。因為每種生物的DNA具有特異性，只有將“山羊”的DNA與斑羚的DNA進行比對，才能確定這種“山羊肉”是否來自國家二級保護動物斑羚。2.我國一些城市在交通路口啟用了人臉識別技術(shù)，針對行人和非機動車闖紅燈等違規(guī)行為進行抓拍。這種技術(shù)應(yīng)用的前提是每個人都具有獨一無二的面孔。為什么人群中沒有一模一樣的兩個人呢?請你從生物學(xué)的角度評述人臉識別技術(shù)的可行性。人臉識別技術(shù)的前提是每個人都有獨特的面部特征，而這些都是由基因決定的，這說明了基因的多樣性。復(fù)習(xí)與提高（P62）一、選擇題1.本章介紹的艾弗里的實驗、赫爾希和蔡斯的實驗都證明DNA是遺傳物質(zhì)，這兩個實驗在設(shè)計思路上的共同點是（

）A.重組DNA片段，研究其表型效應(yīng)B.去掉DNA片段，研究其表型效應(yīng)C.設(shè)法分別研究DNA和蛋白質(zhì)各自的效應(yīng)D.應(yīng)用同位素標記技術(shù)，研究DNA在親代與子代之間的傳遞C