1、第三章遺傳的分子基礎探索遺傳物質的過程一、 1928 年格里菲思的肺炎雙球菌的轉化實驗：(1)加熱滅活的S 型細菌 ,其蛋白質結構被破壞。DNA 在加熱過程中 ,雙螺旋解開、 氫鍵被打斷 ,但緩慢冷卻時 ,其結構可以得到恢復。(2) 轉化的實質是外源DNA與受體細胞DNA之間的重組 ,使受體細胞獲得了新的遺傳信息。 因此 ,轉化作用可以看成廣義上的基因重組。(3)轉化效率與DNA 純度有關,純度越高轉化效率越高。二、 1944 年艾弗里的實驗：實驗思路：將組成 的各種物質分離提純，并使其分別與混合培養，單獨觀察各種物質的作用。1、實驗過程：S 型活菌多糖DNA蛋白質DNA+ DNA酶分別與 R

2、型活細菌混合培養RRRRS2、實驗證明： DNA 才是 R 型細菌產生穩定遺傳變化的物質。三、 1952 年郝爾希和蔡斯噬菌體侵染細菌的實驗2.實驗方法 :放射性同位素標記法。1.噬菌體增殖過程:吸附注入合成組裝釋放再侵染。寄生 DNA 才是 R 型細菌產生穩定遺傳變化的物質3.噬菌體侵染細菌實驗與艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗的方法比較:前者采用放射性同位素標記法 , 噬菌體只將 DNA 注入大腸桿菌；后者則采用直接分離法。2.上清液和沉淀物放射性分析(1),噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代, 經離心后分布于上清液,也會使上清液中出現放射性。(2) 攪拌不充分,有少量含35S 的噬菌體吸附在細菌

3、表面,隨細菌離心到沉淀物中。攪拌目的;DNA是遺傳 離心目的： DNA實驗結論：子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA 遺傳的。（即： DNA 是遺傳物質 ）四、 1956 年煙草花葉病毒感染煙草實驗證明：在只有 RNA 的病毒中， RNA 是遺傳物質。五、小結：細胞生物非細胞生物（真核、原核）（病毒）核酸DNA 和 RNADNARNA遺傳物質DNADNARNA因為絕大多數生物的遺傳物質是DNA ，所以 DNA 是 DNA 的遺傳物質。判斷對錯1.控制細菌性狀的基因位于擬核和線粒體中的DNA 上。 (2015 全國卷 ,1D) DNA2.格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗直接證明了DNA 是遺傳物質

4、。 DNA3.將活的 R 型肺炎雙球菌與加熱殺死的S 型肺炎雙球菌混合后注入小鼠體內,小鼠體內出現活的 S 型菌說明 DNA 是主要遺傳物質。 DNA4.T2 噬菌體的核酸由脫氧核糖核苷酸組成。(2015 全國卷 ,1C) DNA5.赫爾希和蔡斯用 35S 和 32P 分別標記T2 噬菌體的蛋白質和 DNA, 證明了 DNA 的半保留復制。 DNA6.用 35S 標記的噬菌體侵染細菌后 ,上清液中放射性很高,沉淀物中放射性很低。DNA7.噬菌體須在活菌中增殖培養是因其缺乏獨立的代謝系統。DNA8.噬菌體能以宿主 DNA 為模板合成子代噬菌體的核酸。DNA9.噬菌體侵染細菌實驗獲得成功的原因之一

5、是噬菌體只將DNA 注入大腸桿菌細胞中。 DNA10. 32P、35S 標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA 是遺傳物質、 蛋白質不是遺傳物質。 DNADNA 的結構和DNA 的復制：一、 DNA 的結構1、 DNA 的組成元素：C 、H 、 O、 N、 P2、 DNA 的基本單位：脫氧核糖 核苷酸（ 4 種）3、 DNA 的結構：由 兩條、反向平行 的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結構。外側：脫氧核糖 和磷酸 交替連接構成基本 骨架 。內側：由 氫鍵 相連的 堿基對 組成。堿基配對有一定規律：AT ；G C。（堿基互補配對原則）A T 對間有兩個氫鍵,G C 對間有三個氫鍵。4、 DNA 的特性：多

6、樣性： 堿基對的排列順序是千變萬化 的。排列種數： 4n(n 為堿基對對數)特異性：每個特定DNA 分子的堿基排列順序是特定 的。（DNA 分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎）5、 DNA 的功能： 攜帶 遺傳信息 （ DNA 分子中堿基對的排列順序 代表遺傳信息） 。6、與 DNA 有關的計算：AG1 在兩條互補鏈中TC 的比例互為 倒數 關系。2在整個DNA 分子中，嘌呤堿基之和=嘧啶堿基之和。AT3整個 DNA 分子中， GC 與分子內每一條鏈上的該比例相同 。二、 DNA 的復制1、概念： 以親代 DNA 分子兩條鏈為模板，合成子代DNA 的過程2、時間： 有絲分裂間

7、期和減前的間期3、場所： (1) 真核生物 : 細胞核 ( 主要場所 )、 葉綠體、線粒體 。(2) 原核生物 : 擬核 、細胞質 (如質粒中 DNA 的復制 )。(3)DNA 病毒 :宿主細胞內。4、過程：（看書）解旋 合成子鏈 子、母鏈盤繞形成子代DNA 分子5、特點：半保留復制，半保留復制6、原則： 堿基互補配對 原則7、條件 :模板：親代DNA 分子的 兩條鏈原料：4 種游離的脫氧核糖核苷酸能量： ATP 酶： 解旋酶、 DNA 聚合酶 等8、 DNA 能精確復制的原因：獨特的 雙螺旋 結構為復制提供了精確的模板; 堿基互配對 原則保證復制能夠準確進行。9、意義：DNA 分子復制，使遺

8、傳信息從親代 傳遞給 子代 ，從而確保了遺傳信息的連續性。10、 DNA 分子復制中相關計算的規律方法DNA 分子復制為半保留復制,若將一個被15N 標記的 DNA 轉移到含 14N 的培養基中培養制 )若干代 ,其結果分析如下:(復密度梯度離心：DNA 所含 N 的種類不同，離心后會呈現不同條帶，若為半保留復制，子帶離心后結果為出現 _條帶，子代離心結果應出現_條帶，分別為_和 _，整個實驗中會出現三條帶。若為全保留復制，整個實驗中會出現兩條帶。(1) 復制出 DNA 數 =2 n（n 為復制次數）含親代鏈的DNA 數 =2(2) 不含母鏈的 DNA分子數：含新鏈 DNA分子數：(3) 消耗

9、的脫氧核苷酸數若一親代 DNA 分子含有某種脫氧核苷酸m 個 ,則經過 n 次復制需要消耗m×個該種脫氧核苷酸。若進行第 n 次復制 ,則需消耗m×個該種脫氧核苷酸。11、基因的實質 :具有遺傳效應的DNA 片段。 基因在染色體上呈線性排列。染色體為DNA 載體，兩者存在平行關系例題：在有關 DNA 分子的研究中，常用 32P 來標記 DNA 分子。用 、 和表示 ATP 或 dATP(d 表示脫氧 )上三個磷酸基團所處的位置 (A P PP或dAP P P)。回答下列問題： (1)某種酶可以催化ATP 的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時生產ADP 。若要用該酶把 32

10、P 標記到 DNA 末端上，那么帶有 32P 的磷酸基團應在 ATP 的_(填“”“”或 “”)位上。(2)若用帶有 32P 的 dATP 作為 DNA 生物合成的原料，將 32P 標記到新合成的DNA 分子上，則帶有 32P 的磷酸基團應在dATP 的_(填“”“”或 “”)位上。(3)將一個某種噬菌體 DNA 分子的兩條鏈用 32P 進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有 32P 的培養基中培養一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈 DNA 分子都裝配成噬菌體 (n 個)并釋放，則其中含有 32P 的噬菌體所占比例為 2/n，原因是。基因控制蛋白質的合成一、 RNA 的結構：1、組成元素： C、

11、H、O、N、P2 、基本單位：核糖 核苷酸（ 4種）3、結構： 一般為 單鏈二、基因： 是具有遺傳效應的DNA 片段 。主要在 染色體 上三、基因控制蛋白質合成：1、轉錄：（ 1）概念：在 細胞核 中，以 DNA 的一條鏈為模板，按照 堿基互補配對 原則，合成 RNA 的過程。（注： 葉綠體、線粒體 也有轉錄）（ 2）過程（看書）（ 3）條件：模板： DNA 的一條鏈（模板鏈）原料： 4 種核糖核苷酸能量： ATP酶： 解旋酶、 RNA 聚合酶 等（ 4）原則： 堿基互補配對原則 （A U 、T A 、 G C、 C G）（ 5）產物： 信使 RNA （ mRNA ）、核糖體 RNA （ rR

12、NA ）、轉運 RNA （ tRNA ）2、翻譯：（ 1）概念：游離在 細胞質 中的各種氨基酸，以 mRNA 為模板，合成 具有一定氨基酸順序 的蛋白質的過程。 （注：葉綠體、線粒體也有翻譯）(2)密碼子、 tRNA 和氨基酸之間的對應關系密碼子種類、 tRNA種類和氨基酸種類密碼子 :mRNA反密碼子 :位于上 3 個相鄰堿基 ,共 64 種 ,其中決61tRNA上的與 mRNA 上的密碼子互補配對的3 個堿基。密碼子的簡并性：密碼子的專一性：（ 2）過程：（看書）（ 3）條件：模板： mRNA原料： 氨基酸（ 20 種）能量： ATP酶： 多種酶搬運工具： tRNA裝配機器： 核糖體（4）

13、原則： 堿基互補配對原則（ 5）產物：多肽鏈(6) 翻譯進程中核糖體沿著 mRNA 移動 ,讀取下一個密碼子 ,但 mRNA 不移動。3、與基因表達有關的計算基因中堿基數： mRNA 分子中堿基數：氨基酸數= 6：3：1四、基因對性狀的控制1、中心法則(1) 以 DNA 為遺傳物質的生物遺傳信息的傳遞(2) 以 RNA 為遺傳物質的生物遺傳信息的傳遞(在病毒內發現，)(1) 需要 tRNA 和核糖體同時參與的過程是 _(2)a 過程發生在真核細胞分裂的_期。(3) 在真核細胞中， a 和 b 兩個過程發生的主要場所是_。(4) 能特異性識別信使 RNA 上密碼子的分子是 _，后者所攜帶的分子是

14、 _。2、基因控制性狀的方式（1）通過控制 酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀；例如（2）通過控制 蛋白質結構 直接控制生物的性狀。例如性狀除受基因控制下，還受環境影響。基因和性狀并不是關系五、細胞質基因_和 _中的基因都稱為細胞質基因（也能進行復制，）受精過程中，受精卵的細胞質主要是接受自母親的卵細胞細胞質遺傳 _（遵循，不遵循）孟德爾的遺傳規律，后代只表現出_的性狀例題：某種 RNA病毒在增殖過程中， 其遺傳物質需要經過某種轉變后整合到真核宿主的基因組中。 物質 Y 與脫氧核苷酸結構相似， 可抑制該病毒的增殖， 但不抑制宿主細胞的增殖，那么 Y 抑制該病毒增殖的機制是A. 抑制該病

15、毒 RNA的轉錄過程B. 抑制該病毒蛋白質的翻譯過程C. 抑制該 RNA病毒的反轉錄過程D. 抑制該病毒 RNA的自我復制過程遺傳的分子基礎轉化因子S 型細菌S 型細菌R 型細菌DNA 才是 R 型細菌產生穩定遺傳變化的物質DNA蛋白質等同位素標記法DNADNA 是遺傳物質RNADNARNADNA主要錯錯錯對錯對對錯對錯DNA 的結構和 DNA 的復制C、H、O、N、P脫氧核糖4兩反向平行脫氧核糖磷酸骨架氫鍵堿基對千變萬化特定遺傳信息排列順序倒數 相同兩有絲分裂間期和減前的間期細胞核半保留復制堿基互補配對兩4種游離的脫氧核糖核苷酸ATP解旋酶、 DNA聚合酶雙螺旋堿基互補配對親代子代2n22n

16、 -22nC、 H、 O、 N、P核糖4單具有遺傳效應的DNA 片段染色體細胞核一堿基互補配對RNA葉綠體、線粒體一4 種核糖核苷酸ATP解旋酶、RNA 聚合酶堿基互補配對原則信使 RNA（ mRNA ）核糖體 RNA（rRNA ）轉運 RNA （ tRNA ）細胞質mRNA具有一定氨基酸順序mRNA氨基酸（ 20 種）ATP多種酶tRNA核糖體堿基互補配對6：3：1酶蛋白質結構環境葉綠體、線粒體不母方【答案】（1）(2)（ 3）一個含有 32P 標記的雙鏈 DNA 分子經半保留復制后， 標記的兩條單鏈 只能分配到兩個噬菌體的雙鏈 DNA 分子，因此在得到的 n 個噬菌體中只有兩個帶有標記。【

17、解析】（1）某種酶可以催化 ATP 的一個磷酸基團轉移到 DNA 末端上，同時產生 ADP。ATP 水解時，遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，產生ADP 和 Pi，釋放的能量用于生物體的生命活動。據此并結合題意可知：若要用該酶把 32P 標記到 DNA 末端上，那么帶有 32P 的磷酸基團應在 ATP 的 位上。（ 2） dAPPP（ d 表示脫氧）脫去 P和 P這兩個磷酸基團后，余下的結構為腺嘌呤脫氧核苷酸，是 DNA 的基本組成單位之一。因此，若用帶有 32P標記的 dATP 作為 DNA 生物合成的原料，將 32P 標記到新合成的 DNA 分子上，則帶有 32P 的磷酸基團應在 dATP 的 位上。（ 3）每個噬菌體只含有1 個 DNA 分子。噬菌體侵染大腸桿菌時，噬菌體的DNA 進入到大腸桿菌的細胞中，而蛋白質外殼仍留在大腸桿菌細胞外；在噬菌體的 DNA 的指導下，利用大腸桿菌細胞中的物質來合成噬菌體的組成成分。已知某種噬菌體 DNA 分子的兩條鏈都用 32P 進行標記，該噬菌體所感染的大腸桿32菌細胞中不含有P。綜上所述并依據DNA 分子的半保留復制可知：一個含有32P 標記的