专题十遗传的分子基础

专题十遗传的分子基础一、遗传物质应具备的特征（1）储存遗传信息（2）传递遗传信息（3）表达遗传信息（4）分子结构相对稳定(

遗传信息)思考1：进化过程中为何选择DNA作为主要的遗传物质？谁是最早的遗传物质？转化因子转化遗传物质+

推测：加热杀死的S型细菌中含转化因子。活(一)格里菲思（F.Griffith,1877-1941)肺炎双球菌实验

分别与R型细菌混合培养R①DNA多糖S型细菌蛋白质脂质RNAR⑤④③②RRRSRSRDNA+DNA酶⑥结论：DNA是导致细菌性状转化的物质艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验35S标记外壳蛋白质,感染后放射标记不进入大肠杆菌细胞32P标记DNA,感染后放射标记进入大肠杆菌细胞赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验结论：子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA是噬菌体的遗传物质。思考：1.要研究的问题是什么？2.选用噬菌作为实验材料有什么优势？3.对蛋白质和核酸进行标记时，分别标记什么元素？为什么？4.对噬菌体蛋白质和DNA进行同位素35S、32P的标记，技术方法是怎样的？5．为什么不用同时标记了35S和32P的噬菌体进行实验？6．分别用被35S和32P标记的噬菌体去感染未被标记的细菌，为什么要短时间保温？7．混合培养后为何要搅拌，离心上清夜和沉淀中分别有什么？8．如用35S标记噬菌体，放射性强的是哪部分？新形成的噬菌体是否检测到放射性？说明什么问题？9．如用32Ｐ标记噬菌体，放射性强的是哪部分？新形成的噬菌体是否检测到放射性？比例是多少？说明什么问题。10.本实验研究结果说明什么问题?要研究的问题是什么？原理？

2.选用噬菌作为实验材料有什么优势？

3.对蛋白质和核酸进行标记时，分别标记什么元素？为什么？

4.对噬菌体蛋白质和DNA进行同位素35S、32P的标记，技术方法是怎样的？

DNA和蛋白质哪一种物质是遗传物质。

利用同位素示综技术，观察谁在亲子代传递了艾弗里实验中提取的ＤＮＡ，纯度最高时也还含有0.02%的蛋白质，不能完全排除蛋白质作为遗传物质的可能性；噬菌体的化学组成单一，同时能够把DNA和蛋白质分开研究。从ＤＮＡ和蛋白质的元素组成上，S元素为蛋白质所特有，而Ｐ为ＤＮＡ所特有，这样分别标记噬菌体的Ｓ和Ｐ元素，就能通过放射自显影技术追踪噬菌体的蛋白质和核酸的变化。首先，分别在含有放射性同位素35S和32P的培养基中培养细菌；然后用噬菌体分别侵染细菌，从而制备出DNA中含32P或蛋白质中含35S的噬菌体．5．为什么不用同时标记了35S和32P的噬菌体进行实验？

6．分别用被35S和32P标记的噬菌体去感染未被标记的细菌，为什么要短时间保温？

7．混合培养后搅拌离心，上清夜和沉淀中分别有什么？

放射性同位素的检测方法都是用放射自显影技术，这样，当我们检测到放射性时，不能区分到底是蛋白质还是ＤＮＡ，就不能追踪和区分噬菌体的ＤＮＡ和蛋白质的变化，就不能研究出决定亲子代噬菌体相似的遗传物质到底是什么？这本身是细菌和噬菌体的培养过程，微生物的生长和繁殖需要适宜的温度，短时间是使子代噬菌体从宿主细胞未释放出来。混合培养一段时间后，进行搅拌离心，目的是把被感染的细菌和未进入细菌的噬菌体颗粒分离开．上清液中存在的重量较清的噬菌体颗粒；沉淀物中含有的是被感染的细菌。8．如用35S标记噬菌体，放射性强的是哪部分？新形成的噬菌体是否检测到放射性？说明什么问题？9．如用32Ｐ标记噬菌体，放射性强的是哪部分？新形成的噬菌体是否检测到放射性？比例是多少？说明什么问题。10.本实验研究结果说明什么问题?如用35S标记噬菌体，放射性强的是上清液，新噬菌体中不能检测到放射性，说明噬菌体蛋白质外壳没有进入到细菌体内，新噬菌体的蛋白质是利用细菌的氨基酸重新合成的。

如用32Ｐ标记噬菌体，放射性强的是沉淀物，新形成的噬菌体能够检测到放射性，但是比例低。说明DNA进入到细菌体内，并以它们为模板，以细菌的脱氧核甘酸为原料进行复制．

ＤＮＡ能通过复制保持亲代和子代之间的连续性；ＤＮＡ能指导蛋白质的合成，控制生物的性状。概括起来说，即DNA是噬菌体的遗传物质。烟草花叶病毒（TMV）用石碳酸处理这种病毒，把蛋白质去掉，只留下RNA，再将RNA接种到正常烟草上，结果发生了花叶病；如果用蛋白质部分侵染正常烟草，则不发生花叶病。1957年，格勒(Girer)和歇莱姆(Schramm)结论：RNA起着遗传物质的作用。以后有人将车前草病毒(HRV)的RNA与烟草花叶病毒(TMV)的蛋白质结合在一起，形成一个类似“杂种”的新品系。用它进行侵染实验，结果，发生的病症以及繁殖的病毒类型，都依RNA的特异性为转移，即依车前草病毒的RNA为转移。这更进一步证实了RNA在遗传上的作用。aDNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成bDNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连结，形成骨架，碱基排列在内侧c两条链上的碱基通过氢键连结,形成碱基对。即碱基互补配对原则（A=T，C=G）.（三）、DNA

3′5′5′

3′核苷酸HOOHHO

含N碱基HO―P―O－CH2C

HH∣‖

CHH（三）、RNA（四）、基因定义1、基因是蕴含遗传信息的特定DNA（RNA）片段

1）、基因在染色体上呈线性排列2）、基因是具有遗传效应的DNA片段

即基因控制生物性状

葡萄糖淀粉分支酶淀粉淀粉吸水膨胀无效淀粉分支酶基因突变

蔗糖不能吸水膨胀资料1资料2：蛋白质苯丙氨酸酪氨酸……黑色素酪氨酸酶苯丙氨酸羟化酶苯丙酮酸①②基因突变X正常型红细胞与镰刀型红细胞(黑色人种发病率高)基因突变血红蛋白结构变化资料3：直接控制作用间接控制作用调控基因结构基因调控基因结构蛋白

细胞结构酶或激素细胞代谢性状基因控制性状DNA的复制从Waston和Crick建立DNA结构的双螺旋模型开始，关于DNA复制原理的轮廓就已经诞生，正如他们二人给《Nature》杂志的第一封信中所写：“我们并没有忽视，从我们所架设的特异的配对方式可以提出一个关于遗传物质可能的复制机制的建议来”。Watson和Crick最早提出

DNA的半保留复制机理：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模版，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。新合成的每一个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。这一假说于1957年得到MatthewMmlson和FranklinStahl所设计的精巧的实验所证实。“DNA半保留复制”演绎与推理

步骤一：作出假设步骤二：分析推演问题1：从理论上作出推演，如果是半保留复制，亲代的DNA分子复制后得到的第一代DNA和第二代DNA的组成是怎么样的？

问题2：你如何识别DNA中的哪一条链是母链哪一条是子链呢？

实验目的：探究DNA的复制过程

实验方法：同位素示踪实验原理：密度梯度离心

首先在15NH4Cl培养基中培养然后转到14NH4Cl培养基中培养只在15NH4Cl中培养只在14NH4Cl中培养大肠杆菌细胞实验步骤2914N对照系统15N对照系统子一代子二代提取DNA，进行密度梯度离心实验结果实验结论：DNA的复制方式是半保留复制新合成的双链DNA分子中，有一条链是来自亲代的DNA，另一条链是新合成的。子链母链母链DNA复制资料2：1958年，Meselson和Stahl实验重带½轻½中中带3/4轻1/4中7/8轻1/8重结论：DNA复制方式半保留复制1、传递遗传信息－复制1）、条件

⑴以亲代DNA为模板⑵以四种脱氧核苷三磷酸为原料⑶在一系列酶作用下进行（解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等）资料：子宫瘤细胞DNA长36mm，DNA复制以0.9um／min的速度复制，理论上需要多少时间？4万分钟（约27.7天）实际上只需要20分钟!!!!

2）特点⑴半保留复制⑵边解旋边复制⑶多起点双向复制3）意义⑴亲子之间传递遗传信息⑵复制一旦出现差错将引起变异组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子Ⅰ代B的子Ⅱ代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带（14N/14N）仅为重带（15N/15N）仅为中带（15N/14N）1/2轻带（14N/14N）1/2中带（15N/14N）（2010北京）30．（16分）科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。请分析并回答：2、表达遗传信息－转录和翻译1）转录2）翻译思考1如何提高翻译的效率？思考2密码子为何是3个碱基？思考3一个氨基酸对应多个密码子的意义？思考1如何提高翻译的效率？思考2密码子为何是3个碱基？思考3一个氨基酸对应多个密码子的意义？资料：1954年，物理学家GeorgeGamov根据在DNA中存在四种核苷酸，在蛋白质中存在二十种氨基酸的对应关系，做出如果三个核苷酸为一个氨基酸编码的，可编64种氨基酸(43=64);64是能满足于20种氨基酸编码的最小数。而44=256以上。虽能保证20种氨基酸编码，但不