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本节看点
1. 分析格里菲斯&艾弗里实验的过程和意义
2. 理解赫尔希&蔡斯实验中，标记、孵育、搅拌及离心等过程的目的和意义
3. 理解DNA是主要的遗传物质
01.遗传物质的探索
02.DNA的基本结构
03.基因
04.碱基计算专题
格里菲斯&艾弗里——肺炎双(链)球菌转化实验
DNA
细 胞 壁
细 胞 膜
多糖荚膜
细 胞 质
S型：具多糖荚膜，对小鼠致死
R型：无多糖荚膜，对小鼠不致死
格里菲斯&艾弗里——肺炎双(链)球菌转化实验
体内转化
体外转化(老教材版本)
1928年，英国格里菲思等人
1944年，美国艾弟里等人
过 程 1.R型活菌 注射小鼠 小鼠存活 2.S型活菌 注射小鼠 小鼠死亡 3.灭活S型活菌 注射小鼠 小鼠存活 4.灭活S型菌+R型活菌 注射小鼠 小鼠死亡（分离出R型菌+S型菌）
S型活细菌
R R R R R+S R
结 论 灭活S型菌种含有“转化因子” 可以使R型菌转变为S型菌
DNA是转化因子（遗传物质）
注意： R型菌转化为S型菌，变异的本质为基因重组
分别与R型活细菌混合培养
多糖 脂质 蛋白质 RNA
DNA
DNA 水解物
艾弗里实验——减法原则的完美应用
R型活菌培养基
结果
--------◆
加入
--------◆
结果
--------◆
加入
--------◆
结果
--------◆
加入
--------◆
结果
--------◆
加入
--------◆
结果
--------◆
加入
--------◆
5、S型菌的细胞提取物 + DNA酶
4、S型菌的细胞提取物 + 酯酶
3、S型菌的细胞提取物 + RNA酶
2、S型菌的细胞提取物 + 蛋白酶
1、S型菌的细胞提取物，不做处理
R
R(大量)+S(少量)
R(大量)+S(少量)
R(大量)+S(少量)
R(大量)+S(少量)
噬菌体侵染——前置知识
极简结构生物——病毒
核酸
核酸：DNA或RNA
蛋白质外壳
质量 ● > ▲
一定转速
离心
吸附 注入 复制合成 组装 裂解
病毒核酸
宿主细胞 DNA
病毒外壳
病毒核酸
病毒组装
宿主细胞
病毒
蛋白质外壳
赫尔希&蔡斯—— 噬菌体侵染实验
上清液无放射性
沉淀物
强放射性
32 P标记DNA
上清液强放射性
侵染 培养一段时间
沉淀物
大肠杆菌 离心
35S标记蛋白质
培养一段时间
离心
无放射性
大肠杆菌
侵染
赫尔希&蔡斯—— 噬菌体侵染实验
2
用含32 P和35S标记的
噬菌体侵染无标记的 大肠杆菌，保温孵育 一段时间后 （裂解
前）取出对应培养液
1
分别用含32 P和35S的培
养基培养大肠杆菌。一 段时间后利用不含标记 的噬菌体完成侵染。最 终获得含32 P和35S标记 的噬菌体
3
对培养液进行搅拌，
置于离心机中离心一 段时间，使其分为上 清液（噬菌体蛋白质 外壳）和沉淀（大肠 杆菌）
4
鉴定两组实验中上清
液及沉淀的放射性水 平。发现32 P标记组放 射性主要集中于沉
淀， 35S标记组放射性 主要集中于上清液
赫尔希&蔡斯—— 噬菌体侵染实验
上清液无放射性
沉淀物
强放射性
32 P标记DNA
上清液强放射性
侵染 培养一段时间
沉淀物
大肠杆菌 离心
35S标记蛋白质
培养一段时间
离心
无放射性
大肠杆菌
侵染
思考：为何对噬菌体进行标记，要先培养含有对应标记的大肠杆菌？
思考：如果孵育时间过长或过短，对两组实验最终结果有何影响？
思考：若搅拌不充分；离心转速过低时间过短；离心转速过高时间过长，三者对实验最终结果有何影响？
思考：若放弃标记P元素和S元素，转而标记C 、H 、O 、N等元素，对实验最终结果有何影响？
赫尔希&蔡斯—— 噬菌体侵染实验
孵育时间过短
32P组：上清液放射性显著增加
孵育时间过长
32P组：上清液放射性显著增加
搅拌不充分
35S组：沉淀放射性显著增加
离心转速过低或离心时间过短
32P组：上清液放射性显著增加
离心转速过高或离心时间过长
35S组：沉淀放射性显著增加
标记CHON等元素
32P组与35S组，无论上清还是沉淀均有明显放射性
康拉特——烟草花叶病毒转化实验
TMV
蛋白质
HRV蛋白质
烟草花叶病毒
(TMV)
侵染 烟草细胞
侵染 烟草细胞
霍氏车前病毒
霍氏车前病毒
HRV
蛋白质
提取 病毒
提取 病毒
HRV
RNA
HRV-RNA
(HRV)
(HRV)
分离
分离
TMV蛋白质
TMVRNA
烟草花叶病毒
(TMV)
TMV-RNA
DNA是主要的遗传物质
有DNA的生物， DNA作为遗传物质；没有DNA的生物， RNA作为遗传物质
1.在细胞生长和繁殖过程中能够精准的自我复制
2.能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢
3.具有储存巨大数量遗传信息的潜在能力
4.结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生可遗传变异
细胞生物 原核生物 真核生物
DNA为遗传物质
肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染实验
烟草花叶病毒侵染实验
非细胞生物(病毒)： DNA or RNA为遗传物质
DNA是主要的遗传物质
生物的遗传物质
具备特点
习题精讲
A
A. S型肺炎双球菌的菌落是粗糙的， R型肺炎双球菌的菌落是光滑的
B. S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射S型细菌后的小鼠仍存活
C. 从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而无R型细菌
D. 该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
肺炎双球菌转化实验的部分过程如下图所示。下列叙述正确的是（ ）。
习题精讲
A
关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（ ）。
A. 分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32 P的培养基培养噬菌体
B. 分别用 35S和32 P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C. 用 35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D. 32 P 、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明 DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
习题精讲
A
有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如下。一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S 、P元素，下表中对结果的预测中，最可能发生的是（ ）。
本节看点
1. 理解DNA的基本结构
2. 理解DNA的结构特点及对应意义
01.遗传物质的探索
02.DNA的基本结构
03.基因
04.碱基计算专题
DNA的基本结构
C
A G
T
含氮碱基
磷酸二酯键
脱氧核糖
磷酸基团
嘌呤
嘧啶
DNA的基本结构
5’
氢键
核苷酸
’
外侧骨架
磷酸+五碳糖
外侧骨架
磷酸+五碳糖
碱基互补配对
5’
3’
3‘
1. 组成元素： C、H、O、N、P
2. 基本结构单位： 脱氧核糖核苷酸
3. 反向双螺旋结构
4. 外侧：磷酸和脱氧核糖形成基本骨架
5. 内侧： 碱基互补配对
6. DNA的特点
①稳定性：双螺旋结构稳定(相对热稳定)
②多样性：不同DNA碱基数目和排序不同
③特异性：每个DNA具有特定的碱基序列
习题精讲
A
水稻叶肉细胞中的 DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。若将水稻的遗传物质彻底水解后，可以得到（ ）。
A. 一种五碳糖
B. 五种氨基酸
C. 四种核苷酸
D. 八种核苷酸
习题精讲
A
A. 若要打断5，在细胞内用解旋酶，在细胞外可用高温处理
B. DNA聚合酶可以连接2与3之间的化学键
C. 限制性核酸内切酶可切断4处的化学键
D. DNA连接酶可连接4处断裂的化学键
下图是某DNA分子的片段，下列是对该图中几种键的叙述，不正确的是（ ）。
习题精讲
A
决定DNA分子有特异性的因素是（ ）。
A. 两条长链上的脱氧核苷酸与磷酸的交替排列顺序是稳定不变的
B. 构成DNA分子的脱氧核苷酸只有四种
C. 严格的碱基互补配对原则
D. 每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序
习题精讲
A
下列关于DNA分子结构的叙述，不正确的是（ ）。
A. 一般情况下，每个DNA分子含有四种脱氧核苷酸
B. 每个DNA分子中，都是碱基数等于磷酸数等于脱氧核苷酸数等于脱氧核糖数
C. 一段双链DNA分子中，若含有30个胞嘧啶，会同时含有30个鸟嘌呤
D. 每个脱氧核糖均只与一个磷酸和一个含氮碱基相连
本节看点
1. 何为基因
2. 原核生物基因与真核生物基因有何区别
3. 非编码包含哪些有意义的序列结构
01.遗传物质的探索
02.DNA的基本结构
03.基因
04.碱基计算专题
基因
基因 非基因
基因通常是具有遗传效应的DNA片段
翻译
转录
mRNA
基因2
基因3
基因4
基因1
非编码区
编码区
放大
基因3
原核生物DNA
收 裁剪&拼接 翻译
收
mRNA
真核生物DNA
基因1 基因2 基因3
基因4
基因 非基因
收
收
转录
hnRNA
放大
编码区
非编码区
基因3
内含子1 外显子1 内含子2 外显子2 内含子3 外显子3 内含子4
内含子 外显子
基因3编码区
放大
非编码区的功能
启动子： 编码区上游能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域
终止子： 位于编码区下游，转录过程中能够终止 RNA聚合酶转录的DNA序列，使RNA合成终止
编码区
非编码区
终止子
启动子
非编码区的功能
启动子： 编码区上游能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域
终止子： 位于编码区下游，转录过程中能够终止 RNA聚合酶转录的DNA序列，使RNA合成终止
调控序列：对基因表达起调控作用的序列的统称
编码区
非编码区
调节基因
操纵基因
终止子
启动子
非编码区的功能
启动子： 编码区上游能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域
终止子： 位于编码区下游，转录过程中能够终止 RNA聚合酶转录的DNA序列，使RNA合成终止
调控序列：对基因表达起调控作用的序列的统称
阻碍蛋白与操纵基因结合，RNA聚合酶无法正常 前进完成功能，阻碍转录正常进行
编码区
非编码区
阻碍物mRNA
调节基因
操纵基因
终止子
启动子
翻译
转录
非编码区的功能
启动子： 编码区上游能与RNA聚合酶结合并形成转录起始复合体的区域
终止子： 位于编码区下游，转录过程中能够终止 RNA聚合酶转录的DNA序列，使RNA合成终止
阻碍物mRNA
翻译
钝化阻碍蛋白，使其无法与操纵 基因结合，转录正常进行
编码区
非编码区
调节基因
操纵基因
终止子
启动子
乳糖
转录
调控序列：对基因表达起调控作用的序列的统称
习题精讲
A
如图是科学家提出的一种基因表达调控假设，大肠杆菌中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因，包括基因lacZ 、基因lacY 、基因lacA， 操纵基因对结构基因起着“开关”的作用，直接控制结构基因 的转录，调节基因能够调节操纵基因状态，从而对“开关”起着控制作用，以下分析正确的是（ ）。
A. 图1中阻遏蛋白的mRNA在细胞核内加工后转移到细胞质中
B. 图2中体现了一个mRNA上只有一个起始密码子
C. 图2中RNA聚合酶通过碱基互补配对原则与基因的启动部位准确结合
D. 比较图 1图2可得，在缺乏乳糖的环境中，乳糖代谢所需酶类的基因不表达
基因
原核生物 —— 编码区 + 非编码区
转录
mRNA
基因通常是具有遗
传效应的DNA片段
外显子 内含子
转录 转录
真核生物 —— 编码区 + 非编码区
启动子
终止子
调控序列
启动子
终止子
调控序列
※切除内含子转录部分※
非基因片段
DNA
mRNA
基因在染色体上呈线性排布
基因中脱氧核苷酸的
排列顺序代表遗传信息
细
胞
核
染色体
每条染色体含有1个或
两个DNA分子
主要遗传物质
每条DNA分子上
有多个基因
决定生物性状的基本单位
每个基因含成百上千个
脱氧核苷酸
DNA和基因基本组成单位
基因是有遗传效应
的DNA片段
染色体是DNA的
主要载体
基因在染色体上
呈线性排列
脱氧 核苷酸
基因
DNA
细胞
基 因
DNA
本节看点
1. 代数法速解碱基互补配对
01.遗传物质的探索
02.DNA的基本结构
03.基因
04.碱基计算专题
碱基互补配对计算的常见公式
假设DNA中的一条链为1
链，另一条链为2链， 1链 中的A 、T 、C 、G分别记 为A1 、T1 、C1 、G1； 2链 中的A 、T 、C 、G分别记 为A2 、T2 、C2 、G2 。则 根据碱基互补配对原则， A1=T2， C1=G2， T1=A2，
G1=C2 ，则A1+T1=A2+T2 ， C1+G1=C2+G2 ，于是得出
(A1+T1)/(C1+G1)
(A2+T2)/(C2+G2)
3
DNA的两条链中，一条
链中两对不互补的碱基 相加之比值与另一条链 中此比值互为倒数根据 碱基互补配对原则，
A1=T2， C1=G2， T1=A2，
G1=C2
若(A1+C1)/(G1+T1)=m
(A2+C2)/(G2+T2)= 1/m 若(A1+G1)/(C1+T1)=m (A2+G2)/(C2+T2)=1/m
又根据A=A1+A2 ，T=T1+T2，C=C1+C2， G=G1+G2 ，得出（A1+T1 ） +（A2+T2）
=A+T ，（C1+G1 ） +（C2+G2 ）=C+G 。即
(A1+T1)/(C1+G1)
(A2+T2)/(C2+G2)
(A+T)/(C+G)
1
双链DNA中，两对不
互补的碱基相加，和 相等 。双链DNA分子 中A=T；C=G，由此 推出A+C=T+G或A+G =T+C。或者可以表示 为
(A+C)/(T+G)=1
(A+G)/(T+C)=1
2
DNA的两条链中，一条链中两对互补的碱基相加之比值与另一条链中此比值相等，且与DNA中互补的碱基 相加之比值相等
代数法速解碱基互补配对
DNA是一条双链
碱基互补配对，碱基数量遵循
A1 T1 G1 C1
T2 A2 C2 G2
A T G C
A=T， G=C基本原则
代数法速解碱基互补配对
DNA是一条双链
碱基互补配对，碱基数量遵循
A1 T1 G1 C1
T2 A2 C2 G2
A=T， G=C基本原则
假设DNA双链总碱基数为 200 或 2000
其中一条单链设为1链，其上A 、T 、G 、C标记为A1 、T1 、G1 、C1
另一条单链设为2链，其上A 、T 、G 、C标记为A2 、T2 、G2 、C2
则有A1 = T2；T1 = A2 ；C1 = G2 ；G1 = C2
注意：计算时注意前提，单位一是单链还是双链
代数法速解碱基互补配对
代数法速解碱基互补配对
分析某生物的双链DNA ，发现腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基的64％，其中一条链上的腺嘌呤占该链全部碱基的30％，则对应链中腺嘌呤占整个DNA分子碱基的比例是( )
A． 17％ B． 32％ C． 34％ D． 50%
一个DNA分子的α链上，腺嘌呤是鸟嘌呤的1.4倍，且该两者之和占DNA分子碱基总数的24%。在这个DNA分子的β链上，胸腺嘧啶与腺嘌呤之和占该链碱基数目的56%，那么， α链上胞嘧啶的数目占该链 碱基数目的( )
A． 44% B． 28% C． 24% D． 34%
T2 A2 c2 G2
A1 T1 G1 c1
习题精讲
A
某生物核酸的碱基组成是嘌呤占58%、嘧啶占42%，此生物不可能是（ ）。
A. 细菌
B. 酵母菌
C. 变形虫
D. 噬菌体
习题精讲
A
A. ①的形成需要DNA聚合酶的催化
B. ②表示腺嘌呤脱氧核苷酸
C. ③的形成只能发生在细胞核内
D. 若α链中A+T 占48 % ，则DNA分子中G占26 %
某真核生物的DNA片段结构示意图如下。下列叙述正确的是（ ）
习题精讲
A
某双链DNA分子片段含有100个碱基对，
其中一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，
则下列有关该DNA分子的叙述，不正确的是（ ）。
A. 该DNA分子片段中A的总数是30个
B. 连续复制两次，其中第二次复制需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸140个
C. 4种含氮碱基A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
D. DNA另一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4
习题精讲
A
某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系，如下图所示，正确的是（）。

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