第二節(jié) DNA貯存遺傳信息

第二節(jié)DNA貯存遺傳信息●DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探索一、格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗1.實(shí)驗?zāi)康模貉芯緿NA和蛋白質(zhì)誰是遺傳物質(zhì)？R型菌粗糙，無多糖莢膜，無毒

多糖類莢膜S型菌光滑，有多糖莢膜，有毒性，使小鼠患敗血癥死亡2.實(shí)驗材料：兩種肺炎雙球菌肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗過程小鼠正常S型加熱3小鼠正常R型2小鼠死亡S型活細(xì)菌1小鼠死亡4S型加熱R型活菌混合使小鼠患敗血癥而死亡。細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，性狀的轉(zhuǎn)化可以遺傳。思考：為什么第四組實(shí)驗將R型活細(xì)菌和加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，導(dǎo)致小鼠死亡？因為:R型細(xì)菌S型細(xì)菌轉(zhuǎn)化格里菲思實(shí)驗結(jié)論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中含有一種“轉(zhuǎn)化因子”，能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。在殺死的S型細(xì)菌中含有哪些物質(zhì)？多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNA加熱殺死的S型細(xì)菌但究竟哪一個才是轉(zhuǎn)化因子呢？

在證明DNA還是蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗中最關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么？

必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開，單獨(dú)地、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質(zhì)。

實(shí)驗過程：

多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNADNA水解物S型活細(xì)菌

分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)二、艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實(shí)驗

R型

R型

R型

R型

多數(shù)

R型

少數(shù)S型

R型

結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有加入DNA，R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效。

實(shí)驗結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì)，也就是說DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。T2噬菌體的遺傳物質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是DNA?1、噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖

三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗T2噬菌體中60%是蛋白質(zhì),40%是DNA；硫僅存在于蛋白質(zhì)分子中,99%的磷都存在于DNA分子中。2、實(shí)驗方法：放射性同位素標(biāo)記法蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、O、N、S（標(biāo)記35S）C、H、O、N、P（標(biāo)記32P）標(biāo)記噬菌體方法：在分別含有放射性同位素32P和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌分別用上述細(xì)菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和含35S的噬菌體DNA的組成元素：3、實(shí)驗過程：說明噬菌體的蛋白質(zhì)外殼并沒有進(jìn)入到細(xì)菌內(nèi)部，而是留在細(xì)菌外部。①用放射性同位素35S標(biāo)記噬菌體外殼蛋白質(zhì)上清液(T2噬菌體顆粒)--含放射性物質(zhì)35S沉淀被感染的細(xì)菌和新形成的噬菌體--未檢測到35S離心+細(xì)菌(未標(biāo)記)蛋白質(zhì)含35S的噬菌體②用放射性同位素32P標(biāo)記內(nèi)部DNA說明噬菌體的DNA進(jìn)入到細(xì)菌體內(nèi)(T2噬菌體顆粒)--未檢測到32P被感染的細(xì)菌和新形成的噬菌體中--檢測到32P離心+細(xì)菌(未標(biāo)記)DNA含32P的噬菌體噬菌體侵染細(xì)菌的動態(tài)過程：侵入別的細(xì)菌侵入合成吸附組裝釋放吸附侵入合成組裝釋放

在噬菌體中，親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)。也就是說，子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的，因此DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗表明:煙草花葉病毒感染煙葉的實(shí)驗感染RNA蛋白質(zhì)不感染●RNA也是遺傳物質(zhì)證明：RNA也是遺傳物質(zhì)總結(jié)：對于絕大多數(shù)生物來說，遺傳物質(zhì)是DNA；在只含有RNA和蛋白質(zhì)的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備的特點(diǎn)：1、分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(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。1、DNA分子的基本單位P脫氧核糖含氮堿基一、DNA分子的化學(xué)組成

脫氧核糖核苷酸（簡稱脫氧核苷酸）：（一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基）●DNA分子的結(jié)構(gòu)A—腺嘌呤G—鳥嘌呤C—胞嘧啶T—胸腺嘧啶

鳥嘌呤脫氧核苷酸P脫氧核糖AP脫氧核糖TP脫氧核糖C2、這樣，就有了4種脫氧核糖核苷酸：腺嘌呤脫氧核苷酸

脫氧核糖GP胸腺嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸3、脫氧核苷酸的連接P脫氧核糖含氮堿基P脫氧核糖含氮堿基連接

ATGCATGCDNA的結(jié)構(gòu)模式圖從圖中可見DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結(jié)構(gòu)DNA的空間結(jié)構(gòu)磷酸脫氧核糖含氮堿基AAATTTGGGGCCCATC（2）兩條多核苷酸鏈反向平行。（3）磷酸和脫氧核糖交替連接，形成DNA分子多核苷酸鏈的基本骨架，排列在外側(cè)；堿基排列在內(nèi)側(cè)。AAATTTGGGGCCCATC二、DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）一個DNA含有兩條多核苷酸鏈，多核苷酸鏈?zhǔn)怯珊芏鄠€核苷酸聚合而成的。堿基對另一堿基對

（4）DNA分子兩條鏈上的堿基，遵循一定的規(guī)律形成堿基對，堿基之間通過氫鍵連接，即腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶(T)通過兩個氫鍵連接配對，鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)通過三個氫鍵連接配對。

A與T配對、C與G配對，這種堿基之間的一一對應(yīng)的關(guān)系就叫做堿基互補(bǔ)配對原則。ATGC氫鍵你知道右圖ＤＮＡ結(jié)構(gòu)中的哪個結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定不變的，哪個結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的？兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序是穩(wěn)定不變的;堿基的構(gòu)成方式不變。長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。AAATTTGGGGCCCATC三、DNA分子的特性：（1）多樣性：DNA分子堿基對的排列順序千變?nèi)f化。一個最短的DNA分子也有4000個堿基對，可能的排列方式就有44000種。（n個堿基對構(gòu)成的DNA具有4n種堿基排列順序）（2）特異性：每個DNA分子都有其特定的堿基排列順序。不同的生物，堿基對的數(shù)目可能不同，堿基對的排列順序肯定不同。（3）穩(wěn)定性：兩條主鏈由磷酸和脫氧核糖交替排列的順序穩(wěn)定不變，堿基的構(gòu)成方式不變。●RNA的分子結(jié)構(gòu)1、基本單位：核糖核苷酸2、核糖核苷酸的組成也有4種：腺嘌呤(A)核糖核苷酸鳥嘌呤(G)核糖核苷酸胞嘧啶(C)核糖核苷酸尿嘧啶(U)核糖核苷酸圖2-26RNA分子結(jié)構(gòu)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具有酶的催化功能作用，能夠?qū)ψ陨淼奶囟ㄐ蛄羞M(jìn)行自我剪接，稱為核酶。AU配對方式:CG設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補(bǔ)鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則可知：A1=T2，A2=T1，G1=C2，

G2=C1。則在DNA雙鏈中：A=T，G=C可引申為：①嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)A+G=T+C即A+G/T+C=1②雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+C。A+TG+CA1+T1G1+C1A2

+T2G2+C2==A

1T2T1A2G

1C2C1G

2DNA雙鏈DNA堿基互補(bǔ)配對原則的計算規(guī)律③雙鏈DNA分子中，A+T占整個DNA分子堿基總數(shù)的百分比等于其中任何一條鏈中A+T占該鏈堿基總數(shù)的百分比，其中任何一條鏈A+T是整個DNA分子A+T的一半。A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1=A2

+T2+G2

+C2A2+T2=即：

(A+T)℅=(A1+T1)℅=(A2+T2)℅同理：（G+C）℅=（G1+C1）℅=（G2+C2）℅④雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)的兩條鏈中A+G/T+C互為倒數(shù)。A1+G1T1+C1T2+C2A2+G2=A

1+C1T1+G1T2+G2A2+C2=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%2、在DNA的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNA分子中分別是多少？3、若DNA的一個單鏈中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個DNA分子中分別是多少？2.51;0.40.4有關(guān)DNA中的堿基計算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%4、某雙鏈DNA分子的堿基中，鳥嘌呤占30%，則胸腺嘧啶為_____20%5、一個DNA分子的堿基中，腺嘌呤占20%，那么在含有100個堿基對的DNA分子中，胞嘧啶應(yīng)是_____60個6、某DNA分子中A+T占整個DNA分子堿基總數(shù)的34%，其中一條鏈上的C占該鏈堿基總數(shù)的28%，那么，對應(yīng)的另一條互補(bǔ)鏈上的C占該鏈堿基總數(shù)的比例是多少？38%7、在含有四種堿基的DNA區(qū)段中，有腺嘌呤a個，占該區(qū)段全部堿基的比例為b，則（)b≤0.5B.b≥0.5C.胞嘧啶為a(1/2b－1)D.胞嘧啶為b(1/2a－1)C8、分析一個DNA分子時，發(fā)現(xiàn)30%的脫氧核苷酸含有A,由此可知，該分子中一條鏈上G含量的最大值可占此鏈堿基總數(shù)的多少？40%9.已知在DNA分子中的一條單鏈(A+G)/(T+C)=m時,求:(1)在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少?1/m(2)這個比例關(guān)系在整個分子中又是多少?1(3)在另一互補(bǔ)鏈中這一比例是多少?n(4)這個比例在整個DNA分子中又是多少?n當(dāng)在一單鏈中,如果(A+T)/(G+C)=n時,求:10、從某生物組織中提取DNA進(jìn)行分析,其四種堿基數(shù)的比例是鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%,又知DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,問與H鏈相對應(yīng)的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數(shù)的()Ａ、26%Ｂ、24%Ｃ、14%Ｄ、11%APPPPACTG1234567891011、下圖是DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖，用文字填出1—10的名稱。123