遗传的分子基础总结

1、第三章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)加热灭活的S 型细菌 ,其蛋白质结构被破坏。DNA 在加热过程中 ,双螺旋解开、 氢键被打断 ,但缓慢冷却时 ,其结构可以得到恢复。(2) 转化的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组 ,使受体细胞获得了新的遗传信息。 因此 ,转化作用可以看成广义上的基因重组。(3)转化效率与DNA 纯度有关,纯度越高转化效率越高。二、 1944 年艾弗里的实验：实验思路：将组成 的各种物质分离提纯，并使其分别与混合培养，单独观察各种物质的作用。1、实验过程：S 型活菌多糖DNA蛋白质DNA+ DNA酶分别与 R

2、型活细菌混合培养RRRRS2、实验证明： DNA 才是 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。三、 1952 年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验2.实验方法 :放射性同位素标记法。1.噬菌体增殖过程:吸附注入合成组装释放再侵染。寄生 DNA 才是 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质3.噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法比较:前者采用放射性同位素标记法 , 噬菌体只将 DNA 注入大肠杆菌；后者则采用直接分离法。2.上清液和沉淀物放射性分析(1),噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代, 经离心后分布于上清液,也会使上清液中出现放射性。(2) 搅拌不充分,有少量含35S 的噬菌体吸附在细菌

3、表面,随细菌离心到沉淀物中。搅拌目的;DNA是遗传 离心目的： DNA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 ）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：细胞生物非细胞生物（真核、原核）（病毒）核酸DNA 和 RNADNARNA遗传物质DNADNARNA因为绝大多数生物的遗传物质是DNA ，所以 DNA 是 DNA 的遗传物质。判断对错1.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA 上。 (2015 全国卷 ,1D) DNA2.格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA 是遗传物质

4、。 DNA3.将活的 R 型肺炎双球菌与加热杀死的S 型肺炎双球菌混合后注入小鼠体内,小鼠体内出现活的 S 型菌说明 DNA 是主要遗传物质。 DNA4.T2 噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成。(2015 全国卷 ,1C) DNA5.赫尔希和蔡斯用 35S 和 32P 分别标记T2 噬菌体的蛋白质和 DNA, 证明了 DNA 的半保留复制。 DNA6.用 35S 标记的噬菌体侵染细菌后 ,上清液中放射性很高,沉淀物中放射性很低。DNA7.噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统。DNA8.噬菌体能以宿主 DNA 为模板合成子代噬菌体的核酸。DNA9.噬菌体侵染细菌实验获得成功的原因之一

5、是噬菌体只将DNA 注入大肠杆菌细胞中。 DNA10. 32P、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。 DNADNA 的结构和DNA 的复制：一、 DNA 的结构1、 DNA 的组成元素：C 、H 、 O、 N、 P2、 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：AT ；G C。（碱基互补配对原则）A T 对间有两个氢键,G C 对间有三个氢键。4、 DNA 的特性：多

6、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)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：AG1 在两条互补链中TC 的比例互为 倒数 关系。2在整个DNA 分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。AT3整个 DNA 分子中， GC 与分子内每一条链上的该比例相同 。二、 DNA 的复制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

7、期和减前的间期3、场所： (1) 真核生物 : 细胞核 ( 主要场所 )、 叶绿体、线粒体 。(2) 原核生物 : 拟核 、细胞质 (如质粒中 DNA 的复制 )。(3)DNA 病毒 :宿主细胞内。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，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; 碱基互配对 原则保证复制能够准确进行。9、意义：DNA 分子复制，使遗

8、传信息从亲代 传递给 子代 ，从而确保了遗传信息的连续性。10、 DNA 分子复制中相关计算的规律方法DNA 分子复制为半保留复制,若将一个被15N 标记的 DNA 转移到含 14N 的培养基中培养制 )若干代 ,其结果分析如下:(复密度梯度离心：DNA 所含 N 的种类不同，离心后会呈现不同条带，若为半保留复制，子带离心后结果为出现 _条带，子代离心结果应出现_条带，分别为_和 _，整个实验中会出现三条带。若为全保留复制，整个实验中会出现两条带。(1) 复制出 DNA 数 =2 n（n 为复制次数）含亲代链的DNA 数 =2(2) 不含母链的 DNA分子数：含新链 DNA分子数：(3) 消耗

9、的脱氧核苷酸数若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸m 个 ,则经过 n 次复制需要消耗m×个该种脱氧核苷酸。若进行第 n 次复制 ,则需消耗m×个该种脱氧核苷酸。11、基因的实质 :具有遗传效应的DNA 片段。 基因在染色体上呈线性排列。染色体为DNA 载体，两者存在平行关系例题：在有关 DNA 分子的研究中，常用 32P 来标记 DNA 分子。用 、 和表示 ATP 或 dATP(d 表示脱氧 )上三个磷酸基团所处的位置 (A P PP或dAP P P)。回答下列问题： (1)某种酶可以催化ATP 的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时生产ADP 。若要用该酶把 32

10、P 标记到 DNA 末端上，那么带有 32P 的磷酸基团应在 ATP 的_(填“”“”或 “”)位上。(2)若用带有 32P 的 dATP 作为 DNA 生物合成的原料，将 32P 标记到新合成的DNA 分子上，则带有 32P 的磷酸基团应在dATP 的_(填“”“”或 “”)位上。(3)将一个某种噬菌体 DNA 分子的两条链用 32P 进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有 32P 的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链 DNA 分子都装配成噬菌体 (n 个)并释放，则其中含有 32P 的噬菌体所占比例为 2/n，原因是。基因控制蛋白质的合成一、 RNA 的结构：1、组成元素： C、

11、H、O、N、P2 、基本单位：核糖 核苷酸（ 4种）3、结构： 一般为 单链二、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： 解旋酶、 RNA 聚合酶 等（ 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 （ rR

12、NA ）、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)密码子、 tRNA 和氨基酸之间的对应关系密码子种类、 tRNA种类和氨基酸种类密码子 :mRNA反密码子 :位于上 3 个相邻碱基 ,共 64 种 ,其中决61tRNA上的与 mRNA 上的密码子互补配对的3 个碱基。密码子的简并性：密码子的专一性：（ 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）

13、原则： 碱基互补配对原则（ 5）产物：多肽链(6) 翻译进程中核糖体沿着 mRNA 移动 ,读取下一个密码子 ,但 mRNA 不移动。3、与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(1) 以 DNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递(2) 以 RNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递(在病毒内发现，)(1) 需要 tRNA 和核糖体同时参与的过程是 _(2)a 过程发生在真核细胞分裂的_期。(3) 在真核细胞中， a 和 b 两个过程发生的主要场所是_。(4) 能特异性识别信使 RNA 上密码子的分子是 _，后者所携带的分子是

14、 _。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；例如（2）通过控制 蛋白质结构 直接控制生物的性状。例如性状除受基因控制下，还受环境影响。基因和性状并不是关系五、细胞质基因_和 _中的基因都称为细胞质基因（也能进行复制，）受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞细胞质遗传 _（遵循，不遵循）孟德尔的遗传规律，后代只表现出_的性状例题：某种 RNA病毒在增殖过程中， 其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。 物质 Y 与脱氧核苷酸结构相似， 可抑制该病毒的增殖， 但不抑制宿主细胞的增殖，那么 Y 抑制该病毒增殖的机制是A. 抑制该病

15、毒 RNA的转录过程B. 抑制该病毒蛋白质的翻译过程C. 抑制该 RNA病毒的反转录过程D. 抑制该病毒 RNA的自我复制过程遗传的分子基础转化因子S 型细菌S 型细菌R 型细菌DNA 才是 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质DNA蛋白质等同位素标记法DNADNA 是遗传物质RNADNARNADNA主要错错错对错对对错对错DNA 的结构和 DNA 的复制C、H、O、N、P脱氧核糖4两反向平行脱氧核糖磷酸骨架氢键碱基对千变万化特定遗传信息排列顺序倒数 相同两有丝分裂间期和减前的间期细胞核半保留复制碱基互补配对两4种游离的脱氧核糖核苷酸ATP解旋酶、 DNA聚合酶双螺旋碱基互补配对亲代子代2n22n

16、 -22nC、 H、 O、 N、P核糖4单具有遗传效应的DNA 片段染色体细胞核一碱基互补配对RNA叶绿体、线粒体一4 种核糖核苷酸ATP解旋酶、RNA 聚合酶碱基互补配对原则信使 RNA（ mRNA ）核糖体 RNA（rRNA ）转运 RNA （ tRNA ）细胞质mRNA具有一定氨基酸顺序mRNA氨基酸（ 20 种）ATP多种酶tRNA核糖体碱基互补配对6：3：1酶蛋白质结构环境叶绿体、线粒体不母方【答案】（1）(2)（ 3）一个含有 32P 标记的双链 DNA 分子经半保留复制后， 标记的两条单链 只能分配到两个噬菌体的双链 DNA 分子，因此在得到的 n 个噬菌体中只有两个带有标记。【

17、解析】（1）某种酶可以催化 ATP 的一个磷酸基团转移到 DNA 末端上，同时产生 ADP。ATP 水解时，远离腺苷的高能磷酸键断裂，产生ADP 和 Pi，释放的能量用于生物体的生命活动。据此并结合题意可知：若要用该酶把 32P 标记到 DNA 末端上，那么带有 32P 的磷酸基团应在 ATP 的 位上。（ 2） dAPPP（ d 表示脱氧）脱去 P和 P这两个磷酸基团后，余下的结构为腺嘌呤脱氧核苷酸，是 DNA 的基本组成单位之一。因此，若用带有 32P标记的 dATP 作为 DNA 生物合成的原料，将 32P 标记到新合成的 DNA 分子上，则带有 32P 的磷酸基团应在 dATP 的 位上。（ 3）每个噬菌体只含有1 个 DNA 分子。噬菌体侵染大肠杆菌时，噬菌体的DNA 进入到大肠杆菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在大肠杆菌细胞外；在噬菌体的 DNA 的指导下，利用大肠杆菌细胞中的物质来合成噬菌体的组成成分。已知某种噬菌体 DNA 分子的两条链都用 32P 进行标记，该噬菌体所感染的大肠杆32菌细胞中不含有P。综上所述并依据DNA 分子的半保留复制可知：一个含有32P 标记的