專題十遺傳的分子基礎一、遺傳物質應具備的特征（1）儲存遺傳信息（2）傳遞遺傳信息（3）表達遺傳信息（4）分子結構相對穩定(

遺傳信息)思考1：進化過程中為何選擇DNA作為主要的遺傳物質？誰是最早的遺傳物質？轉化因子轉化遺傳物質+

推測：加熱殺死的S型細菌中含轉化因子。活(一)格里菲思（F.Griffith,1877-1941)肺炎雙球菌實驗

分別與R型細菌混合培養R①DNA多糖S型細菌蛋白質脂質RNAR⑤④③②RRRSRSRDNA+DNA酶⑥結論：DNA是導致細菌性狀轉化的物質艾弗里的肺炎雙球菌體外轉化實驗35S標記外殼蛋白質,感染后放射標記不進入大腸桿菌細胞32P標記DNA,感染后放射標記進入大腸桿菌細胞赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗結論：子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。DNA是噬菌體的遺傳物質。思考：1.要研究的問題是什么？2.選用噬菌作為實驗材料有什么優勢？3.對蛋白質和核酸進行標記時，分別標記什么元素？為什么？4.對噬菌體蛋白質和DNA進行同位素35S、32P的標記，技術方法是怎樣的？5．為什么不用同時標記了35S和32P的噬菌體進行實驗？6．分別用被35S和32P標記的噬菌體去感染未被標記的細菌，為什么要短時間保溫？7．混合培養后為何要攪拌，離心上清夜和沉淀中分別有什么？8．如用35S標記噬菌體，放射性強的是哪部分？新形成的噬菌體是否檢測到放射性？說明什么問題？9．如用32Ｐ標記噬菌體，放射性強的是哪部分？新形成的噬菌體是否檢測到放射性？比例是多少？說明什么問題。10.本實驗研究結果說明什么問題?要研究的問題是什么？原理？

2.選用噬菌作為實驗材料有什么優勢？

3.對蛋白質和核酸進行標記時，分別標記什么元素？為什么？

4.對噬菌體蛋白質和DNA進行同位素35S、32P的標記，技術方法是怎樣的？

DNA和蛋白質哪一種物質是遺傳物質。

利用同位素示綜技術，觀察誰在親子代傳遞了艾弗里實驗中提取的ＤＮＡ，純度最高時也還含有0.02%的蛋白質，不能完全排除蛋白質作為遺傳物質的可能性；噬菌體的化學組成單一，同時能夠把DNA和蛋白質分開研究。從ＤＮＡ和蛋白質的元素組成上，S元素為蛋白質所特有，而Ｐ為ＤＮＡ所特有，這樣分別標記噬菌體的Ｓ和Ｐ元素，就能通過放射自顯影技術追蹤噬菌體的蛋白質和核酸的變化。首先，分別在含有放射性同位素35S和32P的培養基中培養細菌；然后用噬菌體分別侵染細菌，從而制備出DNA中含32P或蛋白質中含35S的噬菌體．5．為什么不用同時標記了35S和32P的噬菌體進行實驗？

6．分別用被35S和32P標記的噬菌體去感染未被標記的細菌，為什么要短時間保溫？

7．混合培養后攪拌離心，上清夜和沉淀中分別有什么？

放射性同位素的檢測方法都是用放射自顯影技術，這樣，當我們檢測到放射性時，不能區分到底是蛋白質還是ＤＮＡ，就不能追蹤和區分噬菌體的ＤＮＡ和蛋白質的變化，就不能研究出決定親子代噬菌體相似的遺傳物質到底是什么？這本身是細菌和噬菌體的培養過程，微生物的生長和繁殖需要適宜的溫度，短時間是使子代噬菌體從宿主細胞未釋放出來。混合培養一段時間后，進行攪拌離心，目的是把被感染的細菌和未進入細菌的噬菌體顆粒分離開．上清液中存在的重量較清的噬菌體顆粒；沉淀物中含有的是被感染的細菌。8．如用35S標記噬菌體，放射性強的是哪部分？新形成的噬菌體是否檢測到放射性？說明什么問題？9．如用32Ｐ標記噬菌體，放射性強的是哪部分？新形成的噬菌體是否檢測到放射性？比例是多少？說明什么問題。10.本實驗研究結果說明什么問題?如用35S標記噬菌體，放射性強的是上清液，新噬菌體中不能檢測到放射性，說明噬菌體蛋白質外殼沒有進入到細菌體內，新噬菌體的蛋白質是利用細菌的氨基酸重新合成的。

如用32Ｐ標記噬菌體，放射性強的是沉淀物，新形成的噬菌體能夠檢測到放射性，但是比例低。說明DNA進入到細菌體內，并以它們為模板，以細菌的脫氧核甘酸為原料進行復制．

ＤＮＡ能通過復制保持親代和子代之間的連續性；ＤＮＡ能指導蛋白質的合成，控制生物的性狀。概括起來說，即DNA是噬菌體的遺傳物質。煙草花葉病毒（TMV）用石碳酸處理這種病毒，把蛋白質去掉，只留下RNA，再將RNA接種到正常煙草上，結果發生了花葉病；如果用蛋白質部分侵染正常煙草，則不發生花葉病。1957年，格勒(Girer)和歇萊姆(Schramm)結論：RNA起著遺傳物質的作用。以后有人將車前草病毒(HRV)的RNA與煙草花葉病毒(TMV)的蛋白質結合在一起，形成一個類似“雜種”的新品系。用它進行侵染實驗，結果，發生的病癥以及繁殖的病毒類型，都依RNA的特異性為轉移，即依車前草病毒的RNA為轉移。這更進一步證實了RNA在遺傳上的作用。aDNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成bDNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連結，形成骨架，堿基排列在內側c兩條鏈上的堿基通過氫鍵連結,形成堿基對。即堿基互補配對原則（A=T，C=G）.（三）、DNA

3′5′5′

3′核苷酸HOOHHO

含N堿基HO―P―O－CH2C

HH∣‖

CHH（三）、RNA（四）、基因定義1、基因是蘊含遺傳信息的特定DNA（RNA）片段

1）、基因在染色體上呈線性排列2）、基因是具有遺傳效應的DNA片段

即基因控制生物性狀

葡萄糖淀粉分支酶淀粉淀粉吸水膨脹無效淀粉分支酶基因突變

蔗糖不能吸水膨脹資料1資料2：蛋白質苯丙氨酸酪氨酸……黑色素酪氨酸酶苯丙氨酸羥化酶苯丙酮酸①②基因突變X正常型紅細胞與鐮刀型紅細胞(黑色人種發病率高)基因突變血紅蛋白結構變化資料3：直接控制作用間接控制作用調控基因結構基因調控基因結構蛋白

細胞結構酶或激素細胞代謝性狀基因控制性狀DNA的復制從Waston和Crick建立DNA結構的雙螺旋模型開始，關于DNA復制原理的輪廓就已經誕生，正如他們二人給《Nature》雜志的第一封信中所寫：“我們并沒有忽視，從我們所架設的特異的配對方式可以提出一個關于遺傳物質可能的復制機制的建議來”。Watson和Crick最早提出

DNA的半保留復制機理：DNA分子復制時，DNA分子的雙螺旋解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復制的模版，游離的脫氧核苷酸依據堿基互補配對原則，通過形成氫鍵，結合到作為模板的單鏈上。新合成的每一個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。這一假說于1957年得到MatthewMmlson和FranklinStahl所設計的精巧的實驗所證實。“DNA半保留復制”演繹與推理

步驟一：作出假設步驟二：分析推演問題1：從理論上作出推演，如果是半保留復制，親代的DNA分子復制后得到的第一代DNA和第二代DNA的組成是怎么樣的？

問題2：你如何識別DNA中的哪一條鏈是母鏈哪一條是子鏈呢？

實驗目的：探究DNA的復制過程

實驗方法：同位素示蹤實驗原理：密度梯度離心

首先在15NH4Cl培養基中培養然后轉到14NH4Cl培養基中培養只在15NH4Cl中培養只在14NH4Cl中培養大腸桿菌細胞實驗步驟2914N對照系統15N對照系統子一代子二代提取DNA，進行密度梯度離心實驗結果實驗結論：DNA的復制方式是半保留復制新合成的雙鏈DNA分子中，有一條鏈是來自親代的DNA，另一條鏈是新合成的。子鏈母鏈母鏈DNA復制資料2：1958年，Meselson和Stahl實驗重帶?輕?中中帶3/4輕1/4中7/8輕1/8重結論：DNA復制方式半保留復制1、傳遞遺傳信息－復制1）、條件

⑴以親代DNA為模板⑵以四種脫氧核苷三磷酸為原料⑶在一系列酶作用下進行（解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶等）資料：子宮瘤細胞DNA長36mm，DNA復制以0.9um／min的速度復制，理論上需要多少時間？4萬分鐘（約27.7天）實際上只需要20分鐘!!!!

2）特點⑴半保留復制⑵邊解旋邊復制⑶多起點雙向復制3）意義⑴親子之間傳遞遺傳信息⑵復制一旦出現差錯將引起變異組別1組2組3組4組培養液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代數多代多代一代兩代培養產物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代操作提取DNA并離心離心結果僅為輕帶（14N/14N）僅為重帶（15N/15N）僅為中帶（15N/14N）1/2輕帶（14N/14N）1/2中帶（15N/14N）（2010北京）30．（16分）科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了DNA復制方式的探索實驗，實驗內容及結果見下表。請分析并回答：2、表達遺傳信息－轉錄和翻譯1）轉錄2）翻譯思考1如何提高翻譯的效率？思考2密碼子為何是3個堿基？思考3一個氨基酸對應多個密碼子的意義？思考1如何提高翻譯的效率？思考2密碼子為何是3個堿基？思考3一個氨基酸對應多個密碼子的意義？資料：1954年，物理學家GeorgeGamov根據在DNA中存在四種核苷酸，在蛋白質中存在二十種氨基酸的對應關系，做出如果三個核苷酸為一個氨基酸編碼的，可編64種氨基酸(43=64);64是能滿足于20種氨基酸編碼的最小數。而44=256以上。雖能保證20種氨基酸編碼，但不