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1、第二节DNA贮存遗传信息 DNA是主要的遗传物质的探索 一 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验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 肺炎双球菌的转化实验过程 使小鼠患败血症而死亡 细菌发生转化 性状的转化可以遗传 思考 为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内 导致小鼠死亡 格里菲思实验结论 已经被加热杀死的S型细菌中含有一种 转化因子 能使R型细菌转化为S型细菌 在杀死的S型细菌中含有哪些物质 但究竟哪一个才是转化因子呢 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
2、开 单独地 直接地观察它们的作用 才能确定究竟谁是遗传物质 实验过程 多糖脂类蛋白质RNADNADNA水解物 二 艾弗里确定转化因子的实验 结果发现只有加入DNA R型细菌才能够转化为S型细菌 DNA的纯度越高 转化就越有效 实验结论 DNA才是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质 也就是说DNA是遗传物质 而蛋白质不是遗传物质 T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA 1 噬菌体的结构模式图 三 噬菌体侵染细菌的实验 T2噬菌体中60 是蛋白质 40 是DNA 硫仅存在于蛋白质分子中 99 的磷都存在于DNA分子中 2 实验方法 放射性同位素标记法 蛋白质的组成元素 C H O N S 标记
3、35S C H O N P 标记32P 标记噬菌体方法 在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养细菌 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 DNA的组成元素 3 实验过程 说明噬菌体的蛋白质外壳并没有进入到细菌内部 而是留在细菌外部 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DNA 说明噬菌体的DNA进入到细菌体内 噬菌体侵染细菌的动态过程 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 烟
4、草花叶病毒感染烟叶的实验 RNA也是遗传物质 证明 RNA也是遗传物质 总结 对于绝大多数生物来说 遗传物质是DNA 在只含有RNA和蛋白质的病毒中 RNA是遗传物质 因此DNA是主要的遗传物质 作为遗传物质应该具备的特点 1 分子结构具有相对的稳定性 2 能够自我复制 保持亲子代遗传信息的连续性 3 决定生物体的性状 控制生命的新陈代谢过程 4 能够产生可遗传的变异 1 DNA分子的基本单位 一 DNA分子的化学组成 脱氧核糖核苷酸 简称脱氧核苷酸 一分子磷酸 一分子脱氧核糖 一分子含氮碱基 DNA分子的结构 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 T 胸腺嘧啶 鸟嘌呤脱氧核苷酸 2 这样 就有
5、了4种脱氧核糖核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 3 脱氧核苷酸的连接 连接 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 DNA的空间结构 2 两条多核苷酸链反向平行 3 磷酸和脱氧核糖交替连接 形成DNA分子多核苷酸链的基本骨架 排列在外侧 碱基排列在内侧 二 DNA分子结构特点 1 一个DNA含有两条多核苷酸链 多核苷酸链是由很多个核苷酸聚合而成的 碱基对 另一碱基对 4 DNA分子两条链上的碱基 遵循一定的规律形成碱基对 碱基之间通过氢键连接 即腺嘌呤 A 与胸腺嘧啶 T 通过两个氢键连接配对 鸟嘌呤 G 与胞嘧啶 C 通过三个氢键连接配对
6、A与T配对 C与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 你知道右图 结构中的哪个结构是稳定不变的 哪个结构是千变万化的 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 碱基的构成方式不变 长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的 三 DNA分子的特性 1 多样性 DNA分子碱基对的排列顺序千变万化 一个最短的DNA分子也有4000个碱基对 可能的排列方式就有44000种 n个碱基对构成的DNA具有4n种碱基排列顺序 2 特异性 每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序 不同的生物 碱基对的数目可能不同 碱基对的排列顺序肯定不同 3 稳定性 两条主链由磷
7、酸和脱氧核糖交替排列的顺序稳定不变 碱基的构成方式不变 RNA的分子结构 1 基本单位 核糖核苷酸 2 核糖核苷酸的组成也有4种 腺嘌呤 A 核糖核苷酸鸟嘌呤 G 核糖核苷酸胞嘧啶 C 核糖核苷酸尿嘧啶 U 核糖核苷酸 图2 26RNA分子结构 3 结构 通常是单链 有些区域也会形成双链结构 4 核酶 有的RNA具有酶的催化功能作用 能够对自身的特定序列进行自我剪接 称为核酶 设DNA一条链为1链 互补链为2链 根据碱基互补配对原则可知 A1 T2 A2 T1 G1 C2 G2 C1 则在DNA双链中 A T G C 可引申为 嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A G T C即A G T C 1 双
9、A的一个单链中 A T G C 0 4 上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少 2 51 0 40 4 有关DNA中的碱基计算 3 某双链DNA分子中 A与T之和占整个DNA碱基总数的54 其中一条链上G占该链碱基总数的22 求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量 24 4 某双链DNA分子的碱基中 鸟嘌呤占30 则胸腺嘧啶为 20 5 一个DNA分子的碱基中 腺嘌呤占20 那么在含有100个碱基对的DNA分子中 胞嘧啶应是 60个 6 某DNA分子中A T占整个DNA分子碱基总数的34 其中一条链上的C占该链碱基总数的28 那么 对应的另一条互补链上的C占该链碱基总数的比例是多少
10、 38 7 在含有四种碱基的DNA区段中 有腺嘌呤a个 占该区段全部碱基的比例为b 则 b 0 5B b 0 5C 胞嘧啶为a 1 2b 1 D 胞嘧啶为b 1 2a 1 C 8 分析一个DNA分子时 发现30 的脱氧核苷酸含有A 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总数的多少 40 9 已知在DNA分子中的一条单链 A G T C m时 求 1 在另一互补链中这一比例是多少 1 m 2 这个比例关系在整个分子中又是多少 1 3 在另一互补链中这一比例是多少 n 4 这个比例在整个DNA分子中又是多少 n 当在一单链中 如果 A T G C n时 求 10 从某生物组织中提取DNA进行分析 其四种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46 又知DNA的一条链 H链 所含的碱基中28 是腺嘌呤 问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的 26 24 14 11 A 11 下图是DNA分子结构模式图 用文字填出1 10的名称
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