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1、专题四遗传的分子基础 【探索遗传物质的过程】 一、 1928 年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验： 1、肺炎双球菌有两种类型类型： S 型细菌：菌落 光滑 ，菌体 有 夹膜， 有毒性 R 型细菌：菌落 粗糙 ，菌体 无夹膜， 无毒性 2、实验过程（看书） 3、实验证明： 无毒性的R 型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后， 转化为有 毒性的 S 型活细菌。这种性状的转化是可以遗传 的。 推论（格里菲思） ：在第四组实验中，已经被加热杀死S 型细菌中，必然含有某种促 成这一转化的活性物质“ 转化因子 ” 。 二、 1944 年艾弗里的实验： 1、实验过程： 分析：实验的思路：将S 菌的 DN
2、A 和蛋白质等物质分开，分别单独观察它们的作用 2、实验证明：DNA 才是 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。 （即： DNA 是遗传物质， 蛋白质等 不是遗传物质） 3、从变异的角度看，R 菌转化成S 菌，属于基因重组（R 菌的 DNA 中插入了可表达的 外源 DNA ） 三、 1952 年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验 1、T2 噬菌体机构和元素组成： 2、实验过程（看书） 1) 实验方法：同位素标记法 2) 如何标记噬菌体：用被标记的细菌培养噬菌体（注意不能用培养基直接培养噬菌体） 3) 搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 4) 离心的目的：使上清液析出噬菌体，沉淀物中留下大
3、肠杆菌 5) 对照：两组实验之间是相互对照 6) 误差分析： 35S 标记蛋白质， 搅拌不充分，会使沉淀物中放射性升高 32P 标记 DNA ，若保温时间太短或过长，会使上清液中放射性升高； 3、实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA 遗传的。（即： DNA 是遗传物 质） （该实验不能证明蛋白质不是遗传物质） 四、 1956 年烟草花叶病毒感染烟草实验证明：在只有 RNA 的病毒中， RNA 是遗传物质。 五、小结： 细胞生物 （真核、原核） 非细胞生物 （病毒） 核酸DNA 和 RNA DNA RNA 遗传物质DNADNA RNA 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA ，所以 DN
4、A 是主要的遗传物质。 【DNA 的结构和DNA 的复制 】 一、 DNA 的结构 1、DNA 的组成元素：C、H、O、N、P 2、DNA 的基本单位：脱氧核糖 核苷酸（ 4 种） 3、DNA 的结构： 由 两条、反向平行 的脱氧核苷酸链盘旋成双螺 旋结构。 外侧： 脱氧核糖 和磷酸 交替连接构成基本骨架 。 内侧：由 氢键 相连的 碱基对 组成。 碱基配对有一定规律：A T；G C。 （碱基互补配对原则） 两条链之间通过氢键连接，一条链中相邻的碱基通过“脱氧核糖-磷酸 -脱氧核糖” 连 接 4、DNA 的特性： 多样性：碱基对的排列顺序是千变万化 的。 （排列种数： 4n(n 为碱基对对数
5、) 特异性：每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定 的。 （DNA 分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础） 5、DNA 的功能： 携带 遗传信息 （DNA 分子中碱基对的排列顺序 代表遗传信息） 。 6、与 DNA 有关的计算： 在双链 DNA 分子中： A=T 、 G=C 任意两个 不互补 的碱基之和相等；且等于全部碱基和的一半 例： A+G = A+C = T+G = T+C = 1/2全部碱基 互补碱基之和在一条链、互补链及整个DNA 分子中所占比例相同 不互补碱基之和所占比例在两条链中互为倒数 二、 DNA 的复制 1、概念： 以亲代DNA 分子 两条链为模 板，合成子
6、代DNA 的过程 2、时间： 有丝分裂间期和减前的间期 3、场所： 主要在 细胞核 4、过程： （看书） 解旋合成子链 子、母链盘绕形成子代DNA 分子 5、特点：半保留复制 6、原则： 碱基互补配对 原则 7、条件 : 模板：亲代DNA 分子的 两条链 原料： 4 种游离的脱氧核糖核苷酸 能量： ATP 酶： 解旋酶、 DNA 聚合酶 等 8、DNA 能精确复制的原因： 独特的 双螺旋 结构为复制提供了精 确的模板 ; 碱基互补配对原则保证复制能够准 确进行。 9、意义： DNA 分子复制，使遗传信息从亲代 传递给 子代 ，从而确保了遗传信息的 连续性。 由于复制差错而出现基因突变 ，为 生
7、物进化提供原材料 10、 与 DNA 复制有关的计算： 复制出 DNA 数 =2n（n 为复制次数） 含亲代链的DNA 数 =2， 复制 n 次， 所需某核苷酸数： a* （2n-1） 第 n 次复制，需a*2 n-1（a 为所求核 苷酸在模板DNA 分子中的数量） 11、证明 DNA 分子半保留复制的实验的 方法：密度梯度离心，利用了同位素标 记法 【基因控制蛋白质的合成】 一、 RNA 的结构： 1、组成元素：C、H、O、N、P 2、基本单位：核糖 核苷酸（ 4 种,如图） 3、结构： 一般为 单链（ tRNA 有氢键） 4、分类： mRNA 、tRNA 、rRNA 二、基因： 是具有遗传
8、效应的DNA 片段 。主要在 染色体 上 三、基因控制蛋白质合成： 1、转录： （1）概念：在 细胞核 中，以DNA的 一 条链为模板，按照碱基 互补配对 原则，合成RNA 的过程。（注：叶绿体、线 粒体也有转录） （2）过程（看书） （3）条件： 模板： DNA 的一 条链（模板链） 原料： 4 种核糖核苷酸 能量： ATP 酶： RNA 聚合酶 （4）原则： 碱基互补配对原则（AU、 TA、GC、CG） （5）产物： 信使 RNA （mRNA ） 、 核糖体 RNA （rRNA ） 转运 RNA （tRNA ） 2、翻译： （1）概念：游离在细胞质 中的各种氨 基酸，以mRNA 为模板，
9、合成 具有一定氨基酸顺序 的蛋白质的过程。 （注：叶 绿体、线粒体也有翻译） （2）过程：（看书） （3）条件：模板：mRNA 原料： 氨基酸（ 20 种） 能量： ATP 酶： 多种酶 搬运工具： tRNA 装配机器： 核糖体 （4）原则： 碱基互补配对原则 （5）产物：多肽链 3、码子：位于mRNA 上，共 64 种， 61 种决定氨基酸，所以有61 种 tRNA ，3 种终止 密码子不决定氨基酸，2 种起始密码子能编码氨基酸，一种氨基酸对应多种密码子 （简并性），生物界公用一套遗传密码 4、基因表达有关的计算 基因中碱基数：mRNA 分子中碱基数：氨基酸数= 6：3：1 四、基因对性状的控制 1、中心法则 2、 基因控制性状的方式： （1）通过控制 酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状； （2）通过控制 蛋白质结构 直接控制生物的性状。