遗传的分子基础知识点.doc

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DNA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
DNA
DNA
RNA
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA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：
①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺 旋结构。
②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。
③碱基配对有一定规律： A ＝ T；G ≡ C。（碱基互补配对原则）
④两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：
①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)
②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：
① A=T、G=C
②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
③ 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
④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

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1、概念：以亲代DNA分子两条链为模板，合成子代DNA的过程
2、时间：有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期
3、场所：主要在细胞核
4、过程：（看书）①解旋 ②合成子链 ③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:
①模板：亲代DNA分子的两条链
②原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸
③能量：ATP
④ 酶：解旋酶、DNA聚合酶等
8、DNA能精确复制的原因：
①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;
②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。
9、意义：
①DNA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。
②由于复制差错而出现基因突变，为生物进化提供原材料
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*2n-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（A—U、T—A、G—C、C—G）
（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，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。