内容正文:
第1节 DNA 是主要的遗传物质
必修2 遗传与进化
第1章 遗传的分子基础
本节重点
1、遗传物质的相关实验及结论
2、噬菌体侵染细菌的实验
3、DNA和RNA的异同
为什么在相当长的一段时间里,被认为是遗传物质的是蛋白质而不是DNA?
20种氨基酸组成的蛋白质比4种脱氧核苷酸组成的DNA能储存的信息多得多
生物学家通过哪些实验证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质?
观看视频《格里菲斯的转化实验》
格里菲斯认为,有某种化学物质从加热灭活的S菌进入了活的R菌中
从而使R菌具有了S菌"使小鼠致死"的性状
他将这种物质称为"转化因子"
转化因子是哪一种物质?
观看视频《艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验》
艾弗里由此得出结论:格里菲斯所说的“转化因子”不是蛋白质,而是DNA
这项历时15年的研究首次证明了DNA可作为遗传物质。
迎接艾弗里的不是鲜花和掌声,而是广泛的质疑,这是为什么?
第一,当时科学界深信蛋白质是遗传物质。
第二,受限于当时的技术,DNA和蛋白质无法完全分离。也就是说,其中“向含有R型菌的培养基中加入S型菌的DNA”这一步难免混入蛋白质。
1952年,美国科学家赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料
利用放射性同位素标记技术
更加直观地证明了DNA是遗传物质
观看视频《噬菌体侵染细菌的实验》
然后组装成子代噬菌体并释放
T2噬菌体侵染大肠杆菌时
首先附着在大肠杆菌表面并识别其特异性受体
识别成功后
尾针像注射器的针头那样插入大肠杆菌
头部中的DNA经中空的颈部注入细菌内
而蛋白质外壳则留在细胞外
在大肠杆菌细胞内
T2噬菌体的各个部分在DNA指导下合成
噬菌体繁殖后代的过程是怎样的?
第一,根据DNA含磷但不含硫,
而组成噬菌体蛋白质的氨基酸含硫但极少含磷的事实,
使用了放射性同位素标记技术分别标记了DNA和蛋白质
第二,噬菌体侵染细菌时,只将DNA注入细菌,蛋白质外壳留在了细胞外。
为什么赫尔希和蔡斯的实验结论被生物学界普遍接受?
由此证明,噬菌体的各种性状是通过噬菌体DNA 传递给后代的,DNA 是遗传物质
噬菌体DNA传递给后代的,DNA是噬菌体的遗传物质
其他科学家还做了一些类似的实验。噬菌体DNA 传递给后代的,DNA 是遗传物质
该实验的结论是什么?
TMV的遗传物质是RNA
二者子代病毒的RNA和蛋白质组成分别为?
DNA的物质组成是怎样的?
DNA是一种长链大分子,由多个脱氧核糖核苷酸连接而成
每个脱氧核糖核甘酸中含有
其碱基有4种:
磷酸基团、脱氧核糖和碱基
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)
DNA的基本骨架是什么?
脱氧核糖上有5个碳原子,依次编号为1´-5´
相邻的脱氧核糖通过5´碳和3´碳之间形成的磷酸二酯键相连
组成“磷酸-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖……”的结构
成为DNA单链的基本骨架
这一末端称为3´端
碱基连接在脱氧核糖的1´碳上
DNA单链的这种连接方式决定了其方向性:
单链的一个末端的脱氧核糖5´碳上的羟基没有参与形成磷酸二酯键
这一末端称为5´端
另一个末端的脱氧核糖3´碳上的羟基没有参与形成磷酸二酯键
DNA有没有方向性?
脱氧核糖上有5个碳原子,依次编号为1´-5´
CATG还是GTAC?
所以要写成:CATG
按照国际惯例,常以左端表示5´端
如何书写右图中DNA单链的碱基顺序?
也就是说,DNA双链中的两条单链是反向平行的
DNA双链是如何结合在一起的?
DNA双链中, 两条DNA单链通过碱基之间的氢键结合在一起
通常情况下,A与T配对,形成2个氢键;G与C配对,形成3个氢键
DNA双链中的任意一端,既含一条单链的5´端,也含另一条单链的3´端
DNA双链的结构是怎样的?
DNA双链的走向并不是直线,而是由两条单链盘绕,形成双螺旋结构
这种结构像一座“旋梯”:
两条单链之间的碱基对处于螺旋的内部
层层相叠,形成了旋梯的踏板
磷酸基团和脱氧核糖组成的骨架形成旋梯踏板的支架
生物的遗传信息就是以碱基序列的形式储存在DNA分子中的
本堂小节
1、遗传物质的相关实验及结论
实验名称 实验结论
格里菲斯:肺炎链球菌的体内转化实验 有某种转化因子从加热灭活的S菌进入了活的R菌中,从而使R菌具有了S菌“使小鼠致死”的性状
艾弗里:肺炎链球菌的体外转化实验 转化因子不 是蛋白质,而是DNA
首次证明了DNA是遗传物质
赫尔希和蔡斯:噬菌体侵染细菌实验 T2噬菌体的遗传物质是DNA
使用了放射性同位素标记技术
弗伦克尔-康拉特和威廉姆斯:
烟草花叶的感染实验 TMV的遗传物质是RNA
哪些生物唯一的遗传物质是DNA?哪些生物唯一的遗传物质是RNA?
真核生物、原核生物和DNA病毒唯一的的遗传物质是DNA, RNA病毒唯一的的遗传物质是RNA
2、噬菌体侵染细菌的