基因的本质知识点总结

1、第三章 基因的本质第 1 节 DNA 是主要的遗传物质一、对遗传物质的早期推测20 世纪 20 年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。 20 世纪 30 年代，人们认识到组 成 DNA 分子的脱氧核苷酸有 4 种，每一种有一个特定的碱基。这一认识本可以使人们意识到 DNA 的重要 性， 但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。二、DNA 是遗传物质的实验证据（肺炎链球菌的转化实验） 1、肺炎双球菌的体内转化实验（1）格里菲思的实验原理： S 型细菌可使小鼠患败血症死亡。实验材料：两种肺炎双球菌项目类别菌落菌体毒性S型细菌表面有多糖类的荚膜有R型细菌表面粗糙无多糖类的荚膜无实验过程

2、及现象 P43 图 3-2结论：加热杀死的 S 型细菌，含有某种促使 R 型活细菌转化为 S 型活细菌的活性物质转化因子。 文字 表述如下：实验过程结果分析结论注射R型活细菌注f射小鼠不死 宀 -.R型细菌无毒性加热致死的s型 细菌，含有某种 促使R型活细菌 转化为s型活细 菌的活性物质一转化因子匸注射s型活细菌注f射小鼠死亡分离一分一离f S型活细菌s型细菌有毒性注射加热致死的s型细菌注f射小鼠不死亡加热致死的S型细菌已失活，毒性消失R型活细菌混合后加热致死的s型细菌一注一射-分离小鼠死亡f s型活细菌R型细菌转化为s型细 菌，且性状可以遗传2）艾弗里实验（体外转化实验） P44 图 3-3

3、 实验过程及结果结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。实验方法：减法原理：在对照实验中，与常态比较， 人为去除某种影响因素的称为“减法原理” 在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验。例如，组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物旧教材实验过程如下：结论：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，即DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。2、噬菌体侵染细菌的实验 实验材料： T2 噬菌体结构代谢特点专门寄生在大肠杆菌体内，不能独立进行新陈代谢增殖特点在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分实验者：美国遗传学家赫尔希和蔡斯 实验方法 : 放射性同

4、位素标记法。实验过程及结果（1）标记噬菌体：（先标记大肠杆菌） ：在分别含有 35S 和 32P 的培养基中培养大肠杆菌， 获得分别含 35S 和 32P 的大肠杆菌。 （再标记 T2 噬菌体）：用分别含 32P 和 35S 的大肠杆菌培养 T2 噬菌体，得到 DNA 含有 32P 标记或蛋白质含有 35S 标记的噬菌体。2）噬菌体侵染大肠杆菌项目含35S的T2噬菌体侵染大 肠杆菌含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌律林*、匚上清液扌见拌、离心放射性高放射性低沉淀物放射性低放射性高细菌裂解后放出的T2噬菌体检测不到35S标记的蛋白质检测到32P标记的DNA实验分析T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入到

5、细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。实验结论：DNA才是真正的遗传物质。注意： 1、 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离2、离心的目的是让上清液中析出质量较轻的 T2 噬菌体颗粒， 而离心管的沉淀物中留下被侵染的大 肠杆菌3、不能用14C和18O标记噬菌体，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记 噬菌体，因为若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断遗传物质 的 成分。4用 35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是搅拌不充分，有少量 含 35S 的噬菌

6、体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。5用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。三、RNA是遗传物质的实验证据1. 烟草花叶病毒2侵染过程3结论烟草花叶病毒的RNA控制其性状，即RNA是遗传物质。四、DNA是主要的遗传物质遗传物质DNARNA生物种类所有细胞生物及部分 病毒部分病毒结果绝大多数生物的遗传物 质是DNA少数生物的遗传物质 是RNA结论DNA是主要的遗传物质第二节 DNA 分子的结构一、DNA

7、双螺旋结构模型的构建1构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。 2过程二、DNA分子的结构(1) 组成元素： C、H、O、N、P 五种元素。 (2) 结构 (如图 )强调几点：平面结构：一条脱氧核苷酸链：由一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖上的3 号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成化学键（35,-磷酸二酯键）相连接。如图所示两链之间的碱基对： A 一定与 T 配对，两碱基之间形成两个氢键； G 一定与 C 配对，两碱基之间形成三 个氢键。如图所示：立体结构：（ 1） DNA 有两条链组成，两条链反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构。 （2）脱氧核糖与磷酸交替连接， 排列在外侧，构成基本骨

8、架，碱基排列在内侧。（ 3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。 （A=T,C=G）（3） DNA 的特点稳定性原因： a.DNA 分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成规则双螺旋结构。 bDNA 分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排 列在外侧，构成基本骨架。 cDNA 分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构 的稳定。多样性原因： DNA 分子中碱基对的排列顺序多种多样。特异性 原因：每种生物的 DNA 分子都有特定的碱基排列顺序。关于 DNA 结构的相关计算 举例略第3节DNA的复制一、对DNA分子复制的推测1. 假说提出者 克里克和沃森。2假说半保留复

9、制方式(2) 假说解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂。复制：解开的两条单链作为复制的 模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结 合到作为模板的单链上。特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称作半保留复 制。二、对DNA分子半保留复制的实验证据关于DNA复制方式的研究，充分体现了假说一演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通 过实 验得以验证。背景知识：14N和15N是N元素的两种稳定同位素，其相对原子质量不同，含15N的DNA比14N的DNA密 度大，因此离心技术可以在试管中区分含有不同N元素

10、的DNA实验材料大肠杆菌实验者美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔实验方法同位素标记技术和离心技术实验假设DNA以半保留的方式复制实验预期离心后出现3条DNA带重带（密度最大，最靠近试管底部）：15N标记的亲代双链DNA （15N/15N）杂交带（密度居中，位置也居中，也称中带）：一条链为15N，另一条链为14N 标记的子代双链DNA（15N/14N）轻带（密度最小，离试管底部最远）：两条链都为14N标记的子代双链DNA （14N/14N）实验过程用15N标记的NH4Cl培养大肠杆菌，获得15N/15N DNA将大肠杆菌转移到含 14N的普通培养液中培养 在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA将提取的DN

11、A进行离心，记录离心后试管中DNA的位置实验结果（与预期结果相 同）立即取出提取DNAf离心f全部重带15N/15N繁殖一代后取出提取DNA-离心f全部杂交带14N/15N繁殖两代后取 出提取DNAf离心f 1/2轻带、1/2中带实验结果DNA复制方式为半保留复制、DNA分子的复制概念以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程时间有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期场所细胞核、线粒体、叶绿体需要 条件模板解旋后的两条DNA单链原料四种脱氧核苷酸1=1.冃匕量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶等复制模型复制过程（1）解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的 双链解开（2）合成子链：以解开的每一条母链为模板，

12、 以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基 互 补配对原则，在有关酶的作用下，各自合 成与 母链互补的子链（3）形成子代DNA：每条子链与其对应的母链 盘旋成双螺旋结构。从而形成2个与亲代 DNA完全相同的子代DNA分子特点（1）边解旋边复制（2）半保留复制结果形成两条完全相同的DNA分子复制的意义将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗 传信息的连续性准确复制的原因（1）DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了 精确的模板（2）通过碱基互补配对，保证了复 制准确无误地进行四、DNA复制相关计算第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段、说明基因与DNA关系的实例二、 DNA 片段中的遗传信息1、遗传信息遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。 不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同， 含有的遗传信息 不 同。2DNA 分子的多样性和特异性(1) 多样性： DNA 分子中共有 4 种类型的碱基，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列 顺 序也可以千变万化， 若某个 DNA 分子具有 n 个碱基对， 则 DNA 分子可有 4n 种组合方