《高中生物：3《基因的本質 》 課件（新人教版必修2）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中生物：3《基因的本質 》 課件（新人教版必修2）（111頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、新課標人教版課件系列高中生物必修必修2 2第三章基因的本質 教學目標1、通過“肺炎雙球菌的轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”，理解DNA是主要的遺傳物質。2、通過引導學生設計實驗并分析實驗結果，培學生的思維能。 、概述DNA分子結構的主要特點，注重科學史的認識,體會科學家的科學探究精神。、概述DNA分子的復制(理解水平)，情感目標 分析經典實驗，讓學生領悟科學探究思維。、 說明基因與遺傳信息的關系(理解)。第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質第三章基因的本質 科學家們通過分析發(fā)現：染色體中科學家們通過分析發(fā)現：染色體中含有含有DNA和蛋白質兩種成分。和蛋白質兩種成分。生物體的遺傳物質是生物體的遺傳物
2、質是DNA還是蛋白質呢還是蛋白質呢？20世紀二三十年代人們對蛋白質和DNA的認識水平如何？當時認為遺傳物質是哪種物質？為什么會有這樣的觀點？實驗材料：實驗材料： 兩種肺炎雙球菌 多糖類莢膜多糖類莢膜R型菌型菌粗糙，粗糙，無莢膜，無毒無莢膜，無毒S型菌型菌光滑，光滑，有莢膜，有毒，可有莢膜，有毒，可致死致死 一一.格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗 請同學們閱讀教材請同學們閱讀教材P43 ，并，并思考以下問題思考以下問題：肺炎雙球菌的轉化實驗分哪幾個步驟?各看到哪些現象？第四組的實驗結果說明了什么？小鼠死亡小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠正常小鼠正常小鼠死亡小鼠死亡S型加熱型加
3、熱R型活菌型活菌混合混合S型加熱型加熱R型活菌型活菌S型活菌型活菌肺炎雙球菌的轉化實驗過程1234 為什么第四組實驗將R型活細菌和加熱殺死后的S型細菌混合后注射到小鼠體內，導致小鼠死亡？小鼠死亡小鼠死亡S型加熱型加熱R型活菌型活菌混合混合思考思考細菌發(fā)生轉化，性狀的轉化可以遺傳。細菌發(fā)生轉化，性狀的轉化可以遺傳。S型活菌型活菌S型活菌型活菌S型加熱型加熱R型活菌型活菌混合混合后代后代轉化轉化R型活菌型活菌R型活菌型活菌 已經被加熱殺死的已經被加熱殺死的S S型細菌中，必然型細菌中，必然含有某種促成這一轉化的活性物質含有某種促成這一轉化的活性物質 轉化因子轉化因子格里菲思實驗的結論是什么格里菲思
4、實驗的結論是什么?在殺死的在殺死的S S型細菌中含有哪些物質？型細菌中含有哪些物質？多糖多糖 脂類脂類 蛋白質蛋白質 RNA DNARNA DNA加熱殺死的加熱殺死的S S型細菌型細菌但究竟哪一個才是轉化因子呢但究竟哪一個才是轉化因子呢？ 在證明DNA還是蛋白質或其他物質是遺傳物質的實驗中最關鍵的設計思路是最關鍵的設計思路是什么？什么？ 必須將蛋白質、其他物質與DNA分開，單獨、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質。提出問題實驗方案:2、分別與R型細菌混合培養(yǎng)，觀察其后代是否有S型細菌出現.1、從活的S型細菌中分離，提取出各種成分，(DNA、蛋白質和多糖 等物質) DNA蛋白質和其他
5、物質誰是遺傳物質?作出假設:實施方案 驗證預測預期效果:DNA是遺傳物質只有加入只有加入S型菌的型菌的DNA才能使才能使R型菌轉變成型菌轉變成S型菌型菌分析結論實驗材料:兩種類型的肺炎雙球菌(R型和S型)R型細菌型細菌 二、二、 艾弗里確定轉化因子的實驗艾弗里確定轉化因子的實驗R型細菌型細菌只長R型菌只長R型菌R型細菌型細菌S型菌型菌R型細菌型細菌S型菌的型菌的DNAS型菌的型菌的蛋白質或莢膜多糖蛋白質或莢膜多糖S型菌的型菌的DNA+DNA酶酶 DNADNA是使是使R R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質，化的物質，DNADNA是轉化因子。是轉化因子。 以上轉化實驗表明：以上轉化
6、實驗表明： 實驗結論：（1）噬菌體的結構模式圖）噬菌體的結構模式圖 三、三、 噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體中60%是蛋白質,40%是DNA.蛋白質蛋白質外殼外殼DNA 1952年赫爾希和蔡斯設計了一個巧妙實驗：用放射性同位素標記和測試。蛋白質的組成元素：蛋白質的組成元素：DNADNA的組成元素：的組成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N 、P 離心離心離心離心實驗過程及結果：實驗過程及結果：無無35S標標記蛋白質記蛋白質無無32P標標記記DNA外殼蛋白外殼蛋白質無質無35SDNA有有32P標記標記DNA分分子具有子具有連續(xù)性，連續(xù)性，是遺傳是遺傳物質物質思考與討論噬菌體侵染
7、細菌包括哪幾個過程?噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程：噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程：侵入別的細菌侵入別的細菌侵入侵入合成合成吸附吸附組裝組裝釋放釋放吸附吸附侵入侵入合成合成組裝組裝釋放釋放 在噬菌體中在噬菌體中,親代和子代之間具有親代和子代之間具有連續(xù)性的物質是連續(xù)性的物質是DNA,而不是蛋白質而不是蛋白質,也就是說也就是說,子代噬菌體的各種性狀是通子代噬菌體的各種性狀是通過親代的過親代的DNA遺傳給后代的遺傳給后代的,因此因此DNA才是真正的遺傳物質。才是真正的遺傳物質。噬菌體侵染細菌的實驗表明噬菌體侵染細菌的實驗表明: 目前，已有充分的科學研究資料目前，已有充分的科學研究資料證明，證明，絕大多數生物絕
8、大多數生物都是以都是以DNA作作為遺傳物質的。為遺傳物質的。DNA主要的遺傳物質主要的遺傳物質 DNADNA是唯一的遺傳物質嗎？是唯一的遺傳物質嗎？遺傳物質的類型遺傳物質的類型 分析分析“煙草花葉病毒重建實驗煙草花葉病毒重建實驗”實驗證明：實驗證明：煙草花葉病毒（煙草花葉病毒（TMVTMV）的遺）的遺傳物質是傳物質是RNARNA(TMV(TMV）蛋蛋白白質質RNARNA 思考思考: DNA DNA或或RNARNADNADNA 2、煙草的遺傳物質是什么？、煙草的遺傳物質是什么？DNA1、動物和人體的遺傳物質是什么？、動物和人體的遺傳物質是什么？ 3、細菌的遺傳物質是什么？、細菌的遺傳物質是什么？
9、 4、一切生物的遺傳物質是什么？、一切生物的遺傳物質是什么？ 5、病毒的遺傳物質是什么？、病毒的遺傳物質是什么？核核 酸酸 生物體遺傳物質總結歸納：生物體遺傳物質總結歸納：1 1、有細胞結構的生物（原核、有細胞結構的生物（原核生物、真核生物）生物、真核生物）DNA2 2、無細胞結構的生物（即病、無細胞結構的生物（即病毒）毒）DNA或或RNA 核酸是一切生物的遺傳物質，核酸是一切生物的遺傳物質，核酸包括脫氧核糖核酸（核酸包括脫氧核糖核酸（DNADNA）和）和核糖核酸（核糖核酸（RNARNA），絕大多數生物），絕大多數生物都是以都是以DNADNA作為遺傳物質的。作為遺傳物質的。 因此因此DNA是主
10、要的遺傳物質。是主要的遺傳物質。 總括總括例：病毒的遺傳物質是（例：病毒的遺傳物質是（ ） 人的遺傳物質是（人的遺傳物質是（ ）A、DNA B、RNA C、DNA和和RNA D、DNA或或RNADA1注射后能使小白鼠因患敗血病而死注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（亡的是（ ）AR型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌B加熱殺死后的加熱殺死后的R型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌C加熱殺死后的加熱殺死后的S型肺炎雙球菌型肺炎雙球菌D加熱殺死后的加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與型肺炎雙球菌與R型細菌混合型細菌混合 D 練習練習:2.格里菲思和艾弗里所進行的肺炎雙格里菲思和艾弗里所進行的肺炎雙球菌的轉化實驗，證實了（球菌的
11、轉化實驗，證實了（ ） DNA是遺傳物質 RNA是遺傳物質 DNA是主要的遺傳物質 蛋白質不是遺傳物質 糖類不是遺傳物質 DNA能產生可遺傳的變異A B. C. D. A 3.噬菌體侵染細菌的實驗證明了（噬菌體侵染細菌的實驗證明了（ ）ADNA是主要的遺傳物質是主要的遺傳物質 BDNA和蛋白質是遺傳物質和蛋白質是遺傳物質CDNA是遺傳物質是遺傳物質 DRNA是遺傳物質是遺傳物質 C 5.一切生物的遺傳物質是一切生物的遺傳物質是:( )A.核酸核酸 B.DNA C.RNA D.蛋白質蛋白質4.噬菌體在細菌體中合成自己的蛋白質噬菌體在細菌體中合成自己的蛋白質需要需要:( )A.噬菌體的噬菌體的DN
12、A和氨基酸和氨基酸 B.噬菌體的噬菌體的DNA和細菌的氨基酸和細菌的氨基酸C.細菌的細菌的DNA和氨基酸和氨基酸D.細菌的細菌的DNA和噬菌體的氨基酸和噬菌體的氨基酸 B A 課后思考題：作為遺傳物質，該具備那些特點？小資料小資料:噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒,噬菌體侵染細菌后,就會在自身遺傳物質的作用下,利用細菌體內的物質來合成自身的組成成分,從而進行大量的繁殖.第二節(jié)DNA分子的結構 第三章基因的本質 一、對一、對DNADNA分子雙螺旋結構分子雙螺旋結構的發(fā)現和認識過程的發(fā)現和認識過程1 1、1919世紀世紀5050年代科學界認識到年代科學界認識到DNADNA的化學組成。的化學
13、組成。DNADNA的基本組成元素有哪些？的基本組成元素有哪些？C C、 H H、 O O、 N N、 P PDNADNA的基本組成單位是什么？由哪幾種物質組成？的基本組成單位是什么？由哪幾種物質組成？脫氧核苷酸脫氧核苷酸 = = 含氮堿基含氮堿基 + + 脫氧核糖脫氧核糖 + + 磷酸磷酸含氮堿基：含氮堿基：A A（腺嘌呤腺嘌呤）、）、T T（胸腺嘧啶胸腺嘧啶） G G（鳥嘌呤鳥嘌呤）、）、C C（胞嘧啶胞嘧啶） 2 2、19511951年威爾金斯展示了年威爾金斯展示了DNADNA的的X X射線的射線的衍射圖譜，并且獲得相關其數據。衍射圖譜，并且獲得相關其數據。3 3、沃森和克里克提出、沃森和
14、克里克提出DNADNA雙螺旋結構的初步構想。雙螺旋結構的初步構想。4 4、19521952年查哥夫指出：腺嘌呤年查哥夫指出：腺嘌呤(A)(A)的量總是等于胸的量總是等于胸腺嘧啶腺嘧啶(T)(T)的量（的量（A=TA=T），鳥嘌呤），鳥嘌呤(G)(G)的量總是等的量總是等于胞嘧啶于胞嘧啶(C)(C)的量的量(G=C)(G=C)。5 5、19531953年沃森和克年沃森和克里克發(fā)表論文里克發(fā)表論文核核酸的分子結構模型酸的分子結構模型脫氧核糖核酸的脫氧核糖核酸的一個結構模型一個結構模型。 討論討論A A：上述資料中涉及到那些學科的知識和方：上述資料中涉及到那些學科的知識和方法？這對你理解生物科學的發(fā)
15、展有什么啟示？法？這對你理解生物科學的發(fā)展有什么啟示？ 主要涉及了物理學（主要是晶體學），生物化主要涉及了物理學（主要是晶體學），生物化學、數學和分子生物學等學科的知識。學、數學和分子生物學等學科的知識。 涉及的方法主要有：涉及的方法主要有：X X射線衍射結構分析方法，射線衍射結構分析方法，其中包括數學計算法、構建模型的方法等等。其中包括數學計算法、構建模型的方法等等。 現代科學技術中許多成果的取得都是多學科交現代科學技術中許多成果的取得都是多學科交叉運用的結果；反過來，多學科交叉的運用，又會叉運用的結果；反過來，多學科交叉的運用，又會促進學科的發(fā)展，誕生新的邊緣學科，如生物化學、促進學科的發(fā)
16、展，誕生新的邊緣學科，如生物化學、生物物理學等。生物物理學等。v要善于利用他人的研究成果和經驗；要善于利用他人的研究成果和經驗；v要善于與他人交流和溝通，閃光的思想是在交要善于與他人交流和溝通，閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的；流與撞擊中獲得的；v研究小組成員在知識背景上最好是互補的；研究小組成員在知識背景上最好是互補的；v對所從事的研究要有興趣和激情等。對所從事的研究要有興趣和激情等。 討論討論B B：沃森和克里克默契配合，發(fā)現：沃森和克里克默契配合，發(fā)現DNADNA雙雙螺旋結構的過程，作為科學家合作的研究的典范，螺旋結構的過程，作為科學家合作的研究的典范，在科學界傳為佳話。他們的這種工作方
17、式給予你在科學界傳為佳話。他們的這種工作方式給予你那些啟示？那些啟示？以超高分辨率掃描式電子以超高分辨率掃描式電子顯微鏡拍到的顯微鏡拍到的DNADNA照片。照片。DNA的結構模式圖從圖中可見DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結構放大DNADNA空間空間結構結構AAATTTGGGGCCCATC磷酸脫氧核糖含氮堿基1 1、DNADNA的化學組成的化學組成脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基磷酸磷酸脫氧核苷脫氧核苷脫氧核苷酸脫氧核苷酸DNADNA的基本單位的基本單位脫氧脫氧核糖核糖含氮堿基含氮堿基磷酸磷酸A G C T腺嘌呤腺嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶1 1、DNADNA的化學組成的化學組成鳥
18、嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸A腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸GCTATGC磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵AGCT氫鍵氫鍵ATGC DNA DNA分子是分子是如何維系它的如何維系它的結構穩(wěn)定性？結構穩(wěn)定性？ 堿基對之間的堿基對之間的氫鍵維系兩條鏈氫鍵維系兩條鏈的偶聯；的偶聯； 堿基對之間的堿基對之間的相互作用力相互作用力3 3、DNADNA的雙螺旋結構的雙螺旋結構構成構成方式方式位置位置雙螺旋外側雙螺旋外側雙螺旋內側雙螺旋內側堿基對堿基對主鏈主鏈(骨架骨架)1 1）脫氧核糖與）脫氧核糖與磷酸交替排列；磷酸交替排列；2）兩條主鏈呈）兩
19、條主鏈呈反向平行；反向平行；3）盤繞成規(guī)則）盤繞成規(guī)則的雙螺旋。的雙螺旋。1 1）主鏈上對應）主鏈上對應堿基以堿基以氫鍵氫鍵連結連結成對；成對；2 2）堿基互補配對）堿基互補配對（A A T T，G G C C）4 4、DNADNA多樣性和特異性多樣性和特異性1 1）多樣性）多樣性 同學們嘗試兩個符號牌的排列方式，這兩個符號牌可以寫同學們嘗試兩個符號牌的排列方式，這兩個符號牌可以寫出相同符號出相同符號A A或或B B，又可以寫成，又可以寫成A A和和B B，它們由左向右的書寫類型，它們由左向右的書寫類型有多少種？有多少種？四種：四種：AAAA、BBBB、ABAB、BABA 在生物體內，一個最短
20、在生物體內，一個最短DNADNA分子也大約有分子也大約有40004000個堿基對，個堿基對，堿基對有：堿基對有：ATAT、TATA、GCGC、CGCG。請同學們計算。請同學們計算DNADNA分子分子有多少種？有多少種？ 4 種種 4n(n表示堿基對數表示堿基對數)4000 堿基對堿基對排列順序的千變萬化，構成了排列順序的千變萬化，構成了DNADNA分分子的多樣性，從而能夠儲存了大量的遺傳信息。子的多樣性，從而能夠儲存了大量的遺傳信息。2 2）特異性）特異性 每個每個DNADNA分子中的堿基對都有分子中的堿基對都有特定排列順序特定排列順序，又構成了每一個又構成了每一個DNADNA分子的特異性。分
21、子的特異性。3) 3) 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 DNA DNA分子中的分子中的脫氧核糖脫氧核糖和和磷酸基團磷酸基團交替連接的交替連接的方式不變，兩條鏈之間堿基互補配對的方式不變。方式不變，兩條鏈之間堿基互補配對的方式不變。設設DNADNA一條鏈為一條鏈為1 1鏈，互補鏈為鏈，互補鏈為2 2鏈。根據堿基互補配對原則鏈。根據堿基互補配對原則可知：可知：A A1 1=T=T2 2 ， A A2 2=T=T1 1， GG1 1 = C = C2 2 ， GG2 2 =C =C1 1。則在則在DNADNA雙鏈中：雙鏈中： A = T A = T ， G = CG = C可引申為：可引申為：嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基
22、總數嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數A+G=T+C A+G=T+C 即即A+G/T+C=1A+G/T+C=1雙鏈雙鏈DNADNA分子中分子中A+T/G+CA+T/G+C等于其中任等于其中任何一條鏈的何一條鏈的A+T/G+CA+T/G+C。A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA雙鏈雙鏈A+TA+TG+CG+CA A1 1+T+T1 1GG1 1+C+C1 1A A2 2 +T +T2 2G G 2 2 +C +C2 2= = =例題例題1 1、某雙、某雙鏈鏈DNADNA分子中，分子中，GG占占23%23%，求，求A A占
23、多少？占多少？解析：解析：因為因為DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。所以，。所以，A=50%23%=27%A=50%23%=27% 雙鏈雙鏈DNADNA分子中，互補的兩條鏈中分子中，互補的兩條鏈中A+G/T+CA+G/T+C互為倒數?；榈箶?。A A1 1+G+G1 1T T1 1 +C +C1 1 = a = aT T2 2 +C +C2 2A A2 2 +G +G2 2 = 1/a = 1/aA A 1 1+C1+C1T T 1 1 +G +G1 1T T2 2 +G +G2 2A A2 2 +C +C2 2= = 例題例題2 2、在、在DNADNA的一個單鏈中，的
24、一個單鏈中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補，上述比例在其互補鏈和整個鏈和整個DNADNA分子中分別是多少？分子中分別是多少？2.5 1 2.5 1 A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A 2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA雙鏈雙鏈 雙鏈雙鏈DNADNA分子中，分子中，A+TA+T占整個占整個DNADNA分分子堿基總數的百分比等于其中任何一條子堿基總數的百分比等于其中任何一條鏈中鏈中A+TA+T占該鏈堿基總數的百分比，其中占該鏈堿基總數的百分比，其中任何一條鏈任何一條鏈A+TA+T是整個是整個DNADNA分子分子A
25、+TA+T的一半。的一半。A+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= = =A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C+C2 2A A2 2 +T +T2 2= =A A1 1 +T +T1 1（A+TA+T）1 12 2= = =A A2 2 +T+T2 2A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA雙鏈雙鏈 例題例題3 3、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子中，分子中，A A與與T T之和占整個之和占整個DNADN
26、A堿基總數堿基總數的的54%54%，其中一條鏈上，其中一條鏈上G G占該鏈堿基總數的占該鏈堿基總數的22%22%。求另一條鏈上。求另一條鏈上G G占其所在鏈堿基總數的百分含量。占其所在鏈堿基總數的百分含量。24%24%（G+CG+C）1 12 2G G1 1 +C +C1 1G G2 2 +C +C2 2= = =A AT=54% G+C=46% T=54% G+C=46% 例題例題 4 4、在含有四種堿基的、在含有四種堿基的DNADNA區(qū)段中，有腺嘌呤區(qū)段中，有腺嘌呤a a個，占個，占該區(qū)段全部堿基的比例為該區(qū)段全部堿基的比例為b b，則，則 （ ) ) A.A. b0.5 B. b0.5b
27、0.5 B. b0.5C.C.胞嘧啶為胞嘧啶為a(1/2a(1/2b) D.b) D.胞嘧啶為胞嘧啶為b(1/2 b(1/2 a)a)C C 例題例題5 5、分析一個、分析一個DNADNA分子時，發(fā)現分子時，發(fā)現30%30%的脫氧核苷酸含有的脫氧核苷酸含有A A，由此可知，該分子中一條鏈上由此可知，該分子中一條鏈上G G含量的最大值可占此鏈堿基總含量的最大值可占此鏈堿基總數的多少？數的多少？40%40% 例題例題6 6、某、某DNADNA分子中分子中A+TA+T占整個占整個DNADNA分子堿基總數的分子堿基總數的34%34%，其中一條鏈，其中一條鏈上的上的C C占該鏈堿基總數的占該鏈堿基總數的
28、28%28%，那么，那么，對應的另一條互補鏈上的對應的另一條互補鏈上的C C占該鏈堿占該鏈堿基總數的比例是多少？基總數的比例是多少？38%38%化學組化學組成單位成單位雙雙螺螺旋旋結結構構基本單位基本單位脫氧核苷酸脫氧核苷酸種類種類四種四種主要主要特點特點堿基互補配對堿基互補配對原則原則DNADNA分子的多分子的多樣性、特異性樣性、特異性和穩(wěn)定性和穩(wěn)定性由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成。盤旋而成。外側由脫氧核糖和磷酸交替連接構外側由脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架成基本骨架 ，堿基排列在內側。，堿基排列在內側。DNADNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連分子兩
29、條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。接成堿基對。堿基堿基4 4種、堿基對種、堿基對2 2種、排種、排列順序不同列順序不同A A C C G GA TA A C C G GA TT T G G C C T AT T G G C C T ADNADNA的的結結構構DNADNA雙螺旋結構的構建雙螺旋結構的構建 1 1、某雙鏈、某雙鏈DNADNA分子的堿基中，鳥嘌呤占分子的堿基中，鳥嘌呤占30%30%，則胸腺嘧啶為，則胸腺嘧啶為_ 2 2、一個、一個DNADNA分子的堿基中，腺嘌呤占分子的堿基中，腺嘌呤占20%20%，那么在含有，那么在含有100100個堿基對的個堿基對的DNADNA分子中，分子中，胞嘧
30、啶應是胞嘧啶應是_ 3 3、 DNADNA分子的一條單鏈中，分子的一條單鏈中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整個，求整個DNADNA分子中分子中G= _G= _ 20% 20% 6060個個29%29% 4. 4.已知在已知在DNADNA分子中的一條單鏈分子中的一條單鏈(A+G)/(T+C)= m(A+G)/(T+C)= m 時時, ,求求: :(1)(1)在另一互補鏈中這一比例是多少在另一互補鏈中這一比例是多少? ? 1/m1/m(2) (2) 這個比例關系在整個分子中又是多少這個比例關系在整個分子中又是多少? ?1 1(3)(3)在另一互補鏈中這一比例是多少在另一互補鏈中這
31、一比例是多少? ?n n(4)(4)這個比例在整個這個比例在整個DNADNA分子中又是多少分子中又是多少? ?n n當在一單鏈中當在一單鏈中, ,如果如果(A+T)/(G+C)=n(A+T)/(G+C)=n 時時, ,求求: : 5: 5:從某生物組織中提取從某生物組織中提取DNADNA進行分析進行分析, ,其其四種堿基數的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占四種堿基數的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的全部堿基數的46% ,46% ,又知又知DNADNA的一條鏈的一條鏈(H(H鏈鏈) )所所含的堿基中含的堿基中28%28%是腺嘌呤是腺嘌呤, ,問與問與H H鏈相對應的另鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占
32、該鏈全部堿基數的一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數的 ( )( ) 、26%26% 、24% 24% 、14% 14% 、11%11%A A基礎知識簡答基礎知識簡答1 1、沃森和克里克于、沃森和克里克于 年提出了著名的年提出了著名的 模模型，為合理地解釋遺傳物質的型，為合理地解釋遺傳物質的 奠定了基礎。奠定了基礎。2 2、DNADNA又稱又稱 ，組成它的基本單位，組成它的基本單位是是 （由一分子（由一分子 、一分子、一分子 、一分子一分子 組成）。組成組成）。組成DNADNA的堿基共有的堿基共有 種種（符號表示為（符號表示為 ），脫氧核苷共有），脫氧核苷共有 種種（名稱是（名稱是 、 、 、 ）。
33、）。1953 1953 DNADNA雙螺旋雙螺旋各種功能各種功能脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖含氮堿基含氮堿基4 4A T G CA T G C4 4胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸3 3、下圖是、下圖是DNADNA分子結構模式圖，用文字填出分子結構模式圖，用文字填出110110的名稱。的名稱。PPPPA AC CT TG G1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101 21 23 43 45 65 67 87 89 109 10胞嘧啶（
34、胞嘧啶（C C）腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鳥嘌呤（鳥嘌呤（G G）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸胸腺嘧啶脫氧核苷酸堿基對堿基對氫鍵氫鍵一條脫氧核苷酸鏈的片段一條脫氧核苷酸鏈的片段第三節(jié)DNA的復制 第三章基因的本質 復習：復習：1.DNA分子具有特殊的空間結構，分子具有特殊的空間結構，也就是具有規(guī)則的（也就是具有規(guī)則的（ ）結構。結構。2. （ ）與（）與（ ）交）交替連接構成替連接構成DNA分子的基本骨分子的基本骨架。架。3. 堿基互補配對原則：堿基互補配對原則：A與與（ ）；）；G與（與（ ）兩條鏈上的堿基通過（兩條鏈上的堿基通過（ ）連接。連接。雙螺
35、旋雙螺旋TC氫鍵氫鍵脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸 北京奧運會會徽北京奧運會會徽“中國印中國印 舞動的北京舞動的北京”怎樣將這枚會徽復制成怎樣將這枚會徽復制成兩個完全一樣的印章？兩個完全一樣的印章？一、對一、對DNA分子復制的推測分子復制的推測1、保留型復制：新復制、保留型復制：新復制出的分子直接形成，出的分子直接形成， 完全完全沒有舊的部分。沒有舊的部分。3、分散型復制：復制的兩個分、分散型復制：復制的兩個分子同時含有的和新的部分，但子同時含有的和新的部分，但其分配是隨機組合的。其分配是隨機組合的。2、半保留型復制：以雙鏈、半保留型復制：以雙鏈DNA的每一條鏈作為模板進行復制，的每一條鏈作為模板進
36、行復制，因此形成的分子一半新，因此形成的分子一半新， 一半一半舊。（舊。（沃森和克里克沃森和克里克）復制一次復制一次復復制制一一次次復制一次復制一次DNA分子到底是以什么方式進行分子到底是以什么方式進行復制的？我們如何判斷復制的？我們如何判斷DNA的復的復制是半保留的還是全保留的？制是半保留的還是全保留的？1958年，科學家運用年，科學家運用同位素標記法同位素標記法進行實驗，進行實驗，證實了證實了DNA以以半保留半保留的方式復制。的方式復制。重帶重帶中帶中帶輕帶輕帶中帶中帶中帶中帶(中間中間)1515N/ N/ 1414N-DNAN-DNA重帶重帶(下部下部)1515N/ N/ 1515N-D
37、NAN-DNA輕帶輕帶(上部上部)1414N/ N/ 1414N-DNAN-DNA1515N/ N/ 1414N-DNAN-DNA中帶中帶(中間中間)親代親代DNADNA第一代第一代 DNADNA第二代第二代DNADNA親代親代(第一代第一代)第二代第二代第三代第三代第四代第四代1 1、任意兩個不互補堿基之和任意兩個不互補堿基之和 ，并為堿，并為堿基總數的基總數的 。2、場所：、場所：3、時期：、時期：4、條件、條件5、復制、復制過程過程：6、復制特點復制特點：7、復制的結果：、復制的結果：8、復制的精確性：、復制的精確性：9、復制的生物學意義：、復制的生物學意義：三、三、DNADNA分子復制
38、的過程分子復制的過程（1 1）（2 2）（3）（4）閱讀思考閱讀思考P54DNA分子結構主要特點分子結構主要特點1.DNA分子是有分子是有 條鏈組成，條鏈組成， 盤旋成盤旋成 結構。結構。2. 交替連接，排列在外側，構成基本骨架；交替連接，排列在外側，構成基本骨架； 排列在內側。排列在內側。3.堿基通過堿基通過 連接成堿基對，并遵循連接成堿基對，并遵循 原則。原則。4.任意兩個不互補堿基之和任意兩個不互補堿基之和 ，并為堿基總數，并為堿基總數的的 。課堂小測課堂小測1、場所：、場所：2、時期：、時期：3、條件、條件4、復制、復制過程過程：5、復制特點復制特點：6、復制的結果：、復制的結果：7、
39、復制的精確性：、復制的精確性：8、復制的生物學意義：、復制的生物學意義：（1 1）（2 2）（3）（4）DNA的復制的復制課堂小測課堂小測解旋酶催化解旋酶催化解旋：解旋：模板模板 （在（在DNA聚合酶的催化下，聚合酶的催化下，利用利用游離的脫氧核苷酸進行堿基配游離的脫氧核苷酸進行堿基配對對）復制復制: 以母鏈為模板進行堿基配對以母鏈為模板進行堿基配對母鏈（舊鏈）母鏈（舊鏈）子鏈（新鏈）子鏈（新鏈）復制后的復制后的DNA:同時進行同時進行組成組成復制過程復制過程規(guī)律規(guī)律1：親代親代DNA分子經分子經 n 次復制后，次復制后，所合成的所合成的DNA分子中，分子中，DNA分子數，分子數，含親代母鏈的
40、含親代母鏈的DNA分子數，不含親代母分子數，不含親代母鏈的鏈的DNA分子數依次為：分子數依次為：2n變通：變通：親代母鏈與子代親代母鏈與子代DNA鏈數之比為：鏈數之比為：含親代母鏈的含親代母鏈的DNA分子數與子代分子數與子代DNA分子數分子數之比為：之比為：2/（2n2）2/ 2n四、四、DNADNA復制有關計算規(guī)律總結復制有關計算規(guī)律總結即即1/（2n） 22n-2規(guī)律規(guī)律2：含某堿基數為含某堿基數為a的親代的親代DNA分子分子經經 n 次復制次復制后后，所需該游離的脫氧核所需該游離的脫氧核苷酸數苷酸數R是多少？是多少？R =R =2n-1( )a1.一個一個DNA分子自我復制后形成兩個分子
41、自我復制后形成兩個DNA分分子，這兩個新的子，這兩個新的DNA分子（分子（ ）A.分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成B.兩條母鏈和兩條子鏈隨機結合而成兩條母鏈和兩條子鏈隨機結合而成C.分別由一條子鏈及一條母鏈結合而成分別由一條子鏈及一條母鏈結合而成D.一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結合一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結合C 評價反饋練習評價反饋練習2下列關于下列關于DNA復制過程中，正確順序是復制過程中，正確順序是互補堿基對間氫鍵斷裂互補堿基對間氫鍵斷裂 互補堿基對之間形成氫鍵互補堿基對之間形成氫鍵 DNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母鏈為模板進行堿基互補配對以
42、母鏈為模板進行堿基互補配對 子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結構子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結構 A B C DC3一個雙鏈一個雙鏈DNA分子為第一代，經過分子為第一代，經過3次自我次自我復制，在第四代復制，在第四代DNA分子中，共有分子中，共有 條脫氧條脫氧核苷酸長鏈，有核苷酸長鏈，有 條第一代脫氧核苷酸的長條第一代脫氧核苷酸的長鏈鏈 A2 B4 C8 D16DA4、經、經15N標記的一個標記的一個DNA分子，放入分子，放入14N的培的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經過養(yǎng)基中培養(yǎng)，經過4次復制后，子代中含次復制后，子代中含15N的的DNA占（占（ ） A 1/16 B 1/8 C 1/4 D 1/2B5、某雙鏈、某雙鏈DN
43、A分子共含有堿基分子共含有堿基1400個，其個，其中一條鏈上（中一條鏈上（A+T）/（C+G）=2:5，問該，問該DNA分子連續(xù)復制兩次共需游離的胸腺嘧啶分子連續(xù)復制兩次共需游離的胸腺嘧啶的數目（的數目（ ）。）。 A.300個個 B.400個個 C.600個個 D.1200個個C6.圖中一、二、三表示圖中一、二、三表示DNA復制的過程復制的過程一表示一表示_，這一過程中，這一過程中，DNA分子在分子在_的作用下，兩條扭成螺旋的的作用下，兩條扭成螺旋的長鏈開始長鏈開始_。二表示二表示_ 。每條。每條母鏈在一些母鏈在一些_ _的作用下，鏈上的的作用下，鏈上的堿基按照堿基按照_與周圍環(huán)與周圍環(huán)境中
44、游離的境中游離的_來配對來配對.三表示三表示_。解旋解旋解旋酶解旋酶 以母鏈為模板進行堿基配對以母鏈為模板進行堿基配對解開解開DNA聚合酶聚合酶堿基互補配對原則堿基互補配對原則脫氧核苷酸脫氧核苷酸形成兩個新的形成兩個新的DNA分子分子3.復制的條件復制的條件2.復制的過程復制的過程4.復制的特點復制的特點DNADNA分子的復分子的復制制 1. 復制的概念復制的概念5. 復制的意義復制的意義知識小結知識小結一、對一、對DNADNA復制的推測復制的推測三、三、DNADNA復制的過程復制的過程二、二、DNADNA半保留復制的實驗證據半保留復制的實驗證據、G0、G1、G2三代三代DNADNA離心后的試
45、管分別是離心后的試管分別是圖中的：圖中的：G0 、G1 、G2 。 ABD、G2代在代在、三條帶中三條帶中DNADNA數數的比例是的比例是 。、圖中、圖中 、 兩條帶中兩條帶中DNADNA分子所含的分子所含的同位素磷分別是：同位素磷分別是： ， 。、上述實驗結果證明了、上述實驗結果證明了DNADNA的復制方式的復制方式是是 。0:1:131P31P 和和32P半保留復制半保留復制8.8.以含有以含有31P標志的大腸桿標志的大腸桿菌放入菌放入32P的培養(yǎng)液中，培的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)養(yǎng)2代。離心結果如右：代。離心結果如右：二、二、DNA半保留復制的實驗證據半保留復制的實驗證據自學思考以下問題，然后與小
46、組同學交流自學思考以下問題，然后與小組同學交流 1、大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？、大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？ 2、然后轉移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？、然后轉移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？ 3、如果是半保留復制的，離心后應該出現、如果是半保留復制的，離心后應該出現 幾條帶？幾條帶？ 4、三條帶離心后在試管中的分布如何？、三條帶離心后在試管中的分布如何？ 5、實驗結論是什么？、實驗結論是什么？第四節(jié)基因是有遺傳效應的DNA片段 第三章基因的本質 基因基因= =DNA嗎？嗎？基因和基因和DNA有什么關系呢有什么關系呢？閱讀課本閱讀課本P P5555P P5656資料分析資料分析，回答下列問題
47、？回答下列問題？1. 從資料從資料1你能得出什么結論？你能得出什么結論？2. 從資料從資料2你能得出什么結論？你能得出什么結論？3. 從資料從資料3你能得出什么結論？你能得出什么結論？4. 從資料從資料4你能得出什么結論？你能得出什么結論？5. 綜合以上綜合以上4個資料，你能得出個資料，你能得出什么結論？什么結論？大腸桿菌大腸桿菌一個一個DNA上含上含有有多個多個基因?；?。說明說明基因是一段基因是一段DNA。把海蟄的綠色熒光基因轉把海蟄的綠色熒光基因轉入鼠的體內，鼠體內出現入鼠的體內，鼠體內出現了以前沒有的熒光。了以前沒有的熒光。說明說明基因有遺傳效應基因有遺傳效應。人體中構成基因的堿基對組
48、成人體中構成基因的堿基對組成較少，所占比例不超過全部堿較少，所占比例不超過全部堿基總數的基總數的2%。這說明這說明并不是隨便一段并不是隨便一段DNA就就稱為基因。稱為基因。基因是一段基因是一段DNA，但是一段，但是一段DNA不一定是基因不一定是基因。沒有沒有HMGIC基因，就沒有肥胖基因，就沒有肥胖的表現；有的表現；有HMGIC基因就有肥基因就有肥胖表現。胖表現。說明說明基因能控制生物的性狀基因能控制生物的性狀?；蚴腔蚴怯羞z傳效應有遺傳效應的的DNA片片段段，它是生物體遺傳的，它是生物體遺傳的功能功能單位單位和和結構單位結構單位。 （1）DNA分子數分子數 基因數?；驍?。 （2）所有基因
49、的堿基總數）所有基因的堿基總數 DNA分子的堿基總數。分子的堿基總數。小于小于小于小于（填（填“大于大于”、“等于等于”、或、或“小小于于”）練習練習探究：探究： 作為遺傳物質一定要蘊含大作為遺傳物質一定要蘊含大量的遺傳信息，量的遺傳信息，DNA是否足以是否足以儲存大量的遺傳信息？儲存大量的遺傳信息？ 若若1個堿基對組成一個基因，個堿基對組成一個基因，4個堿基能個堿基能形成多少種基因？形成多少種基因？可形成可形成種基因種基因 若若個堿基對組成一個基因，個堿基對組成一個基因，4個堿基能個堿基能形成多少種基因？形成多少種基因？可形成可形成2種基因種基因 若若10個堿基對組成一個基因，個堿基對組成一
50、個基因，4個堿基能個堿基能形成多少種基因？形成多少種基因？可形成可形成10種基因種基因結論：結論：DNA中的堿基排列順序儲存大量的遺傳信息中的堿基排列順序儲存大量的遺傳信息. n種基因種基因堿基排列順序堿基排列順序的千變萬化的千變萬化-構成構成DNA分子的分子的多樣性多樣性堿基的堿基的特定排列順序特定排列順序-構成構成DNA分子的分子的特異性特異性 DNA分子的多樣性和特異性是分子的多樣性和特異性是生生物體物體多樣性和特異性的基礎。多樣性和特異性的基礎。如何理解如何理解DNA分子的多樣性？分子的多樣性？不同不同DNA的的堿基的個數不同堿基的個數不同，排列順序不同排列順序不同-形成了不同的形成了
51、不同的DNADNA分子多樣性是指：分子多樣性是指：堿基排列順序堿基排列順序的千變萬化的千變萬化如何理解如何理解DNA分子的特異性？分子的特異性？ 每個特定的每個特定的DNA分子都是具分子都是具有特定的堿基排列順序。有特定的堿基排列順序。這種排列是其他這種排列是其他DNA沒有的，可以理沒有的，可以理解為獨有的。解為獨有的。染色體染色體染色體、染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸之間的關系、基因、脫氧核苷酸之間的關系DNA每條染色體上有一個每條染色體上有一個DNA 分子分子染色體是染色體是DNA的的主要載體主要載體基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸-主要的遺傳物質主要的遺傳物質每個每個DNA分子含有許多基因
52、分子含有許多基因基因是有基因是有遺傳效遺傳效應的應的DNA片段片段每個基因中含有許多脫氧核苷酸每個基因中含有許多脫氧核苷酸基因中脫氧核苷基因中脫氧核苷酸排列順序代表酸排列順序代表著遺傳信息著遺傳信息本節(jié)小結：本節(jié)小結：基因基因是有是有遺傳遺傳效應效應的的DNA片段片段控制具體的控制具體的某一性狀某一性狀基因位于基因位于DNA上上基因的遺傳效應：基因的遺傳效應：基因由基因由脫氧核苷酸脫氧核苷酸組成組成基因與基因與DNA的的關系關系DNA片片段中的段中的堿基的排列順序代表遺傳信息堿基的排列順序代表遺傳信息堿基排列順堿基排列順序的多樣性序的多樣性DNA分子的多樣性分子的多樣性堿基排列順堿基排列順序的
53、特異性序的特異性DNA分子的特異性分子的特異性基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNA片段片段走近職業(yè)走近職業(yè)檢測檢測細菌與病毒感染細菌與病毒感染、人類的人類的基因突變基因突變、甚至、甚至是是親子鑒定親子鑒定或或犯罪證據犯罪證據的分析等方面，在的分析等方面，在出入出入境檢測、食品檢疫境檢測、食品檢疫方面方面也有關廣泛的應用。也有關廣泛的應用。走近職業(yè)走近職業(yè)人類遺傳信息的攜帶者是：人類遺傳信息的攜帶者是：A.DNA和和RNA B.DNA或或RNA C.DNA D.RNA下列關于下列關于DNA與基因的關系正確的是與基因的關系正確的是A.基因是堿基對隨機排列的基因是堿基對隨機排列的DNA片段片段
54、 B.一個一個DNA分子上有許多基因分子上有許多基因 C.DNA的堿基排列順序就代表基因的堿基排列順序就代表基因 D.組成不同的基因的堿基數量一定不同組成不同的基因的堿基數量一定不同破譯天書破譯天書 生命昭然生命昭然2000年年6月月26日，科學家公布了人類基日，科學家公布了人類基因工作草圖，這是人類基因組研究的重大成因工作草圖，這是人類基因組研究的重大成果，這一成果被譽為是人類果，這一成果被譽為是人類“生命天書生命天書”的的破譯，是人類科學史上的重要里程碑。繼破譯，是人類科學史上的重要里程碑。繼2000年年6月月26日公布日公布“基因工作草圖基因工作草圖”以后，以后，經過幾個月的努力，科學家
55、于經過幾個月的努力，科學家于2001年年2月月 12日宣布，人類基因組共有日宣布，人類基因組共有32億對堿基。包含億對堿基。包含了了34萬個基因。這標志著人類基因組研究萬個基因。這標志著人類基因組研究工作取得了實質進展，為破譯生命之謎奠定工作取得了實質進展，為破譯生命之謎奠定了堅實的基礎。了堅實的基礎。 人類人類“生命天書生命天書”有一有一“套套”，這套書有，這套書有24“24“本本”。組成這套書的組成這套書的“文學文學”有四種基本有四種基本“筆畫筆畫”，每兩個筆畫，每兩個筆畫形成一個形成一個“偏旁部首偏旁部首”，每三個，每三個“偏旁部首偏旁部首”形成一個形成一個“文字文字”。 每本每本“生命
56、天書生命天書”中含有幾千個關于人類生命的結構、中含有幾千個關于人類生命的結構、功能、生老病死的功能、生老病死的“信息信息”，每條信息由幾千個，每條信息由幾千個“文字文字”組成。人類基因組計劃就是首先要破譯這套天書中所含有組成。人類基因組計劃就是首先要破譯這套天書中所含有的的1010億個文字中的億個文字中的3030多億個偏旁部首的排列順序；然后再多億個偏旁部首的排列順序；然后再破譯書中每條信息的具體含義即具體功能。破譯書中每條信息的具體含義即具體功能。 （l l）人類）人類“生命天書生命天書”有有“2424本本”，每，每“本書本書”是指一個是指一個_，這套書為什么是，這套書為什么是“2424本本”？ （2 2）“生命天書生命天書”中的中的“信息信息”是指一個是指一個_ _ _。 （3 3）“生命天書生命天書”中的四種中的四種“基本筆畫基本筆畫”是指是指_ _ _。 （4 4）“生命天書生命天書”中的每個中的每個“偏旁部首偏旁部首”是指是指_，它，它們是們是_ _ _ _ _ _ _。染色體染色體基因基因分別含分別含A、T、C、G堿基的四種脫氧核苷酸堿基的四種脫氧核苷酸堿基對堿基對AT、TA、CG、GC
高中生物：3《基因的本質 》 課件（新人教版必修2）
