高中生物 第2章 遺傳信息傳遞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 2.2 DNA貯存遺傳信息優(yōu)質(zhì)課件 北師大版必修2

1、1第2 2節(jié)DNADNA貯存遺傳信息21.總結(jié)“DNA是主要遺傳物質(zhì)”的探索過程。2.分析證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗設(shè)計思路。3.探討實驗技術(shù)在證明DNA是遺傳物質(zhì)中的作用。4.概述DNA、RNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。5.嘗試制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。6.知道DNA分子的粗提取方法。7.說明基因與遺傳信息的關(guān)系。3一二三四五六七八一、遺傳信息大分子核酸的發(fā)現(xiàn)1869年,瑞士化學(xué)家米歇爾發(fā)現(xiàn)了一種含磷豐富的酸性物質(zhì),由于這種物質(zhì)存在于細(xì)胞核中,他稱之為“核素”,由于其呈酸性,故又改稱為“核酸”。4一二三四五六七八二、DNA是主要遺傳物質(zhì)的探索1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象S型肺炎雙球菌有莢膜,菌落大而

2、光滑,致病能力強;R型肺炎雙球菌無莢膜,菌落小而粗糙,沒有致病能力。(1)過程將活的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)小鼠死亡。將活的R型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)小鼠正常。將死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)小鼠正常。將R型活細(xì)菌和S型死細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)小鼠死亡,且從死掉的小鼠血液中檢測到S型活細(xì)菌。(2)結(jié)論S型細(xì)菌中含有“轉(zhuǎn)化因子”,能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌,從而使小鼠死亡。5一二三四五六七八(2)結(jié)論轉(zhuǎn)化因子是DNA,而不是蛋白質(zhì)和多糖。 6一二三四五六七八3.噬菌體侵染細(xì)菌的實驗(1)原理T2噬菌體侵染細(xì)菌后,在自身遺傳物質(zhì)的控制下,利用細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)合成T2噬菌體自身的組成成分,從而進(jìn)行大量繁殖

3、。(2)過程將噬菌體的外殼蛋白質(zhì)和DNA分別用35S和32P進(jìn)行標(biāo)記。用被標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌。培養(yǎng)一段時間之后,在新產(chǎn)生的噬菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了含32P的DNA,而35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)幾乎都留在了細(xì)菌外面。7一二三四五六七八(3)結(jié)論傳遞遺傳信息的物質(zhì)是DNA,而不是蛋白質(zhì)。 8一二三四五六七八三、RNA也是遺傳物質(zhì)1.煙草花葉病毒的重建(1)煙草花葉病毒感染煙草的過程煙草花葉病毒的RNA 煙草葉片出現(xiàn)病斑。煙草花葉病毒的蛋白質(zhì) 煙草葉片未出現(xiàn)病斑。9一二三四五六七八(2)煙草花葉病毒重建的過程 10一二三四五六七八(3)結(jié)論在RNA病毒中,RNA是遺傳物質(zhì)。2.遺傳物質(zhì)的特點(1)分子結(jié)構(gòu)具有相對的

4、穩(wěn)定性。(2)能夠自我復(fù)制,保持親子代遺傳信息的連續(xù)性。(3)決定生物體的性狀,控制生命的新陳代謝過程。(4)能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。11一二三四五六七八四、DNA的提取1.DNA的粗提取原理洗滌液中含有十二烷基硫酸鈉和堿,它們可使細(xì)胞膜破裂,蛋白質(zhì)變性,使蛋白質(zhì)與DNA分離開來。DNA能溶于氯化鈉溶液中,但不溶于酒精,加入酒精可使DNA從溶液中析出。2.DNA的鑒定原理利用DNA遇二苯胺變藍(lán)的特性對DNA進(jìn)行鑒定。12一二三四五六七八五、DNA分子的結(jié)構(gòu)1.基本組成單位DNA的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸,共有4種,即腺嘌呤脫氧核糖核苷酸、鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸、胞嘧啶脫氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脫

5、氧核糖核苷酸。2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(1)一個DNA分子含有兩條多核苷酸鏈,多核苷酸鏈由很多個核苷酸聚合而成。(2)兩條多核苷酸鏈按反向平行方式向右盤繞成螺旋結(jié)構(gòu),每一輪螺旋包含10個堿基對。(3)外側(cè):脫氧核糖和磷酸交替連接,形成DNA分子多核苷酸鏈的骨架。(4)內(nèi)側(cè):兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接形成堿基對。13一二三四五六七八(5)堿基互補配對:A(腺嘌呤)與T(胸腺嘧啶)通過兩個氫鍵連接配對;G(鳥嘌呤)與C(胞嘧啶)通過三個氫鍵連接配對。 DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖 14一二三四五六七八六、RNA分子的結(jié)構(gòu)1.基本單位:四種核糖核苷酸。2.堿基組成:A、G、C、U。配對方式是AU,GC

6、。3.結(jié)構(gòu):通常是單鏈,有些區(qū)域也會形成雙鏈結(jié)構(gòu)。4.核酶:有的RNA具有酶的催化作用,能夠?qū)NA自身的特定序列進(jìn)行自我剪接,被稱為核酶。15一二三四五六七八七、DNA分子的遺傳信息多樣性1.遺傳信息:DNA上的核苷酸的排列順序。2.DNA分子的特異性:每一個DNA分子具有特定的堿基排列順序。3.DNA遺傳信息的多樣性:不同的DNA分子具有不同的堿基排列順序。16一二三四五六七八八、基因和遺傳信息的關(guān)系1.基因:DNA分子上具有遺傳效應(yīng)的特定核苷酸序列。2.DNA分子、基因以及遺傳信息的關(guān)系:一個DNA分子上有很多基因,不同基因所蘊藏的遺傳信息不同,因此控制著不同性狀的表達(dá)。17一二三四五一

7、、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的分析1.實驗材料:兩種不同類型的肺炎雙球菌18一二三四五2.肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 19一二三四五20一二三四五3.轉(zhuǎn)化因子的探究實驗 21一二三四五2.DNA分子結(jié)構(gòu)信息解讀(1)每個DNA片段中,游離的磷酸基團有2個。(2)磷酸、脫氧核糖、堿基之間的數(shù)量關(guān)系為1 1 1。(3)DNA一條鏈中相鄰的兩個脫氧核糖核苷酸之間的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵。22一二三四五(4)配對的兩個堿基之間的化學(xué)鍵為氫鍵,A與T之間是2個氫鍵,G與C之間是3個氫鍵,DNA分子中GC堿基對越多,結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。(5)每個脫氧核糖分別在3號、5號碳原子上連接著2個磷酸。(6)若堿基對為n,則氫鍵數(shù)為2n

8、3n;若已知A有m個,則氫鍵數(shù)為3n-m。23一二三四五三、DNA分子中各種堿基的數(shù)量關(guān)系1.最根本的原則:堿基互補配對原則。2.在雙鏈DNA分子中,存在以下數(shù)量關(guān)系:A=T;G=C;A+G=T+C或A+C=T+G;(A+G)/(T+C)=1。3.在雙鏈DNA分子中,一條鏈中的A、T之和與另一條鏈中的A、T之和相等,一條鏈中的G、C之和與另一條鏈中的G、C之和相等。4.如果一條鏈中的(A+T)/(G+C)=a,那么另一條鏈中該比值也是a;如果一條鏈中(A+G)/(T+C)=b,那么在另一條鏈中該比值是1/b。5.根據(jù)堿基互補配對原則可知,兩個非互補配對的堿基之和占雙鏈DNA分子堿基總數(shù)的50%

9、,即 A+C=T+G=A+G=T+C。24一二三四五6.在雙鏈DNA分子的一條鏈中,A、T之和占該鏈堿基的比例等于另一條鏈中的A、T之和占該鏈堿基的比例,還等于雙鏈DNA分子中A、T之和占整個DNA分子堿基的比例,即(A1+T1)%=(A2+T2)%=(A總+T總)%。同理(G1+C1)%=(G2+C2)%=(G總+C總)%。25一二三四五四、DNA與RNA的比較 26一二三四五五、基因的本質(zhì)1.基因與生物性狀的關(guān)系:基因控制著生物的性狀。2.基因與DNA的關(guān)系:基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,一個DNA分子含有多個基因。3.基因的位置:基因存在于染色體(核基因)以及線粒體、葉綠體內(nèi)(質(zhì)基因)

10、。4.基因與染色體的關(guān)系:染色體為基因的主要載體,且基因在染色體上呈線性排列。5.基因與脫氧核糖核苷酸的關(guān)系:每個基因含有成百上千個脫氧核糖核苷酸。脫氧核糖核苷酸的排列順序代表遺傳信息,脫氧核糖核苷酸排列順序的特異性和多樣性決定了基因的特異性和多樣性。27題型一題型二題型三題型四轉(zhuǎn)化因子的探究實驗 【例1】 艾弗里和同事們用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實驗,結(jié)果如下表。從表可知() A.不能證明S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子B.說明S型細(xì)菌的莢膜多糖有酶活性C.和說明S型細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子D.說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)28題型一題型二題型三題型四解析：第組實驗說明蛋白質(zhì)和莢膜多糖與R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為

11、S型細(xì)菌無關(guān),但不能說明莢膜多糖具有酶活性,A、B兩項錯誤。第組實驗說明DNA與R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌有關(guān)。第組實驗說明DNA水解后的產(chǎn)物不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,組成對照實驗可證明S型細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子,C項正確。只能說明DNA是遺傳物質(zhì),而不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì),D項錯誤。答案：C29題型一題型二題型三題型四DNA分子的結(jié)構(gòu) 【例2】 下列能正確表示DNA片段示意圖的是() 30題型一題型二題型三題型四解析：DNA分子的兩條長鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?而B項中是同向的(依據(jù)兩條鏈中脫氧核糖的方向分析);DNA中存在T,不存在U,可排除A項;A與T之間形成兩個氫鍵,G與C之間形成三個氫

12、鍵,因此可排除C項。答案：D31題型一題型二題型三題型四DNA分子中的堿基互補配對關(guān)系 【例3】 細(xì)胞內(nèi)某一DNA片段中有30%的堿基為A,則該片段中()A.G的含量為30%B.U的含量為30%C.嘌呤含量為50% D.嘧啶含量為40%解析：在雙鏈DNA中,A=T=30%,G=C=20%。A+G=T+C=50%。答案：C32題型一題型二題型三題型四基因的結(jié)構(gòu) 【例4】 下圖是果蠅染色體上的白眼基因示意圖,下列敘述正確的是()A.白眼基因片段中,含有成百上千個核糖核苷酸B.S基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段C.白眼基因不在DNA分子上D.基因片段中有5種堿基,8種核苷酸33題型一題型二題型三題型四解

13、析：S基因控制果蠅的白眼,所以是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。白眼基因位于DNA分子上,含有成百上千個脫氧核糖核苷酸,有4種堿基,4種脫氧核糖核苷酸。答案：B34探究方法能力展示遺傳物質(zhì)的研究方法:肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌的實驗都遵循了單一變量原則和對照原則。如肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗,設(shè)法把DNA、蛋白質(zhì)、多糖等分開,各組培養(yǎng)基中分別只加入其中一種,形成相互對照,以增強結(jié)果的科學(xué)性和可信度。這為我們在今后的學(xué)習(xí)中進(jìn)行實驗的設(shè)計和分析等提供了方法和思路。35探究方法能力展示請以DNA酶為試劑,選擇適當(dāng)?shù)牟牧?、用具設(shè)計實驗方案,驗證“促進(jìn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的物質(zhì)是DNA”,并預(yù)測實

14、驗結(jié)果,得出實驗結(jié)論。(1)設(shè)計方案第一步,從S型細(xì)菌中提取DNA;第二步,然后分別處理;36探究方法能力展示第三步,;第四步, 。 (2)預(yù)測實驗結(jié)果并得出結(jié)論: 。 (3)通過你設(shè)計的實驗,還能得出什么新的結(jié)論?解析：根據(jù)對照原則,要驗證促進(jìn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的物質(zhì)是DNA,根據(jù)提供的試劑可設(shè)計三組實驗。即加入S型細(xì)菌的DNA的一組為實驗組,不加任何物質(zhì)及加入S型細(xì)菌的DNA和DNA酶的兩組為對照組,然后將R型細(xì)菌分別接種到三組培養(yǎng)基上培養(yǎng),觀察結(jié)果并進(jìn)行比較分析得出結(jié)論。 37探究方法能力展示答案：(1)配制符合要求的培養(yǎng)基將R型細(xì)菌分別接種到三組培養(yǎng)基上將接種后的培養(yǎng)基放置在相同且

15、適宜的條件下培養(yǎng)一段時間,觀察菌落的生長情況(2)A、C組未長出S型細(xì)菌的菌落,只有B組培養(yǎng)基中出現(xiàn)S型細(xì)菌的菌落,說明S型細(xì)菌的DNA可促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌(3)S型細(xì)菌的DNA的結(jié)構(gòu)要保持完整,才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌(或DNA的水解產(chǎn)物不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌)38123456781下列關(guān)于遺傳信息的說法,不正確的是()A.基因的脫氧核糖核苷酸的排列順序代表遺傳信息B.遺傳信息的傳遞主要是通過染色體上的基因傳遞的C.生物體內(nèi)的遺傳信息主要儲存在DNA分子上D.遺傳信息即生物表現(xiàn)出來的性狀解析：生物的遺傳信息是指DNA分子上的脫氧核糖核苷酸的排列順序,它控制著生物性狀的表達(dá)。

16、答案：D39123456782甲、乙兩生物的體細(xì)胞中,DNA分子數(shù)、堿基的總量與種類均分別相同。下列與之相關(guān)的判斷,正確的是()A.甲、乙的遺傳信息完全相同B.甲、乙是同一生物的后代C.甲、乙細(xì)胞中的基因數(shù)相同D.不足以得出上述任何一種結(jié)論解析：甲、乙兩生物體細(xì)胞中DNA分子數(shù)、堿基的總量與種類均分別相同,但堿基對的排列順序不一定相同,故無法得出A、B、C中的結(jié)論。答案：D40123456783赫爾希和蔡思所做的噬菌體侵染細(xì)菌實驗進(jìn)一步證實了DNA是遺傳物質(zhì)。這項實驗獲得成功的原因之一是噬菌體()A.侵染細(xì)菌后會裂解宿主細(xì)胞B.只將其DNA注入細(xì)菌細(xì)胞中C.DNA可用15N放射性同位素標(biāo)記D.

17、蛋白質(zhì)可用32P放射性同位素標(biāo)記解析：噬菌體侵染細(xì)菌過程中,只有DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),而蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入,遵循了實驗的單一變量原則;如果噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)都進(jìn)入了細(xì)菌,則無法得到DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。答案：B41123456784噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中,合成子代噬菌體蛋白質(zhì)需要的遺傳物質(zhì)和原料分別是()A.噬菌體的DNA,噬菌體內(nèi)的氨基酸B.細(xì)菌的DNA,細(xì)菌體內(nèi)的氨基酸C.噬菌體的DNA,細(xì)菌體內(nèi)的氨基酸D.細(xì)菌的DNA,噬菌體內(nèi)的氨基酸解析：噬菌體侵染細(xì)菌時,只將其DNA注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),其蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌體外,在子代噬菌體蛋白質(zhì)合成的過程中不起作用。在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),噬菌體只提供遺傳物質(zhì)

18、DNA,細(xì)菌為噬菌體繁殖提供所需的原料,如脫氧核苷酸、氨基酸等。答案：C42123456785在DNA分子的一條鏈中,連接兩個相鄰堿基A和T的化學(xué)結(jié)構(gòu)是()A.脫氧核糖磷酸脫氧核糖B.核糖磷酸核糖C.磷酸脫氧核糖磷酸D.氫鍵答案：A43123456786決定DNA遺傳特異性的是()A.脫氧核苷酸鏈上磷酸和脫氧核糖的排列順序B.嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)的比值C.堿基互補配對原則D.堿基排列順序解析：組成DNA的堿基雖然只有4種,但堿基的排列順序卻千變?nèi)f化,因此,堿基的排列順序就代表了遺傳信息。堿基排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性,而堿基的特定的排列順序又決定了每一個DNA分子的特異性。答案：D44123456787在“制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”實驗中,如果用一種長度的塑料片代表A和G,用另一長度的塑料片代表C和T,那么由此搭建而成的DNA雙螺旋的整條模型 ()A.粗細(xì)相同,因為嘌呤環(huán)必定與嘧啶環(huán)互補B.粗細(xì)相同,因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸相似C.粗細(xì)不同,因為嘌呤環(huán)不一定與嘧啶環(huán)互補D.粗細(xì)不同,因為嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)的空間尺寸不同解析：A和