遺傳的分子基礎(chǔ)

1、第三章遺傳的分子基礎(chǔ)探索遺傳物質(zhì)的過程、1928年格里菲思的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：1格里菲思休內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1) 加熱滅活的S型細(xì)菌,其 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞。DNA在 加熱過程中，雙螺旋解開、氫 鍵被打斷,但緩慢冷卻時(shí)，其 結(jié)構(gòu)可以得到恢復(fù)。(2) 轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是外源DNA與受體細(xì)胞DNA之間的重 組,使受體細(xì)胞獲得了新的 遺傳信息。因此，轉(zhuǎn)化作用可 以看成廣義上的基因重組。(3) 轉(zhuǎn)化效率與 DNA純度有 關(guān)，純度越高轉(zhuǎn)化效率越高。二、1944年艾弗里的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)思路：將組成的各種物質(zhì)分離提純，并使其分別與混合培養(yǎng)，單獨(dú)觀察各種物質(zhì)的作用。1、實(shí)驗(yàn)過程:2.實(shí)驗(yàn)方法:放射性同位素標(biāo)記法:前者采用放

2、射性同位素2、實(shí)驗(yàn)證明：DNA才是R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) 。三、1952年郝爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1. 噬菌體增殖過程：吸附t注入t合成t組裝t釋放 t再侵染。寄生DNA才是R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) 3.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)與艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的方法比較 標(biāo)記法，噬菌體只將DNA注入大腸桿菌；后者則采用直接分離法。圖t檢測(cè)上渚液檢測(cè)沉淀物2上清液和沉淀物放射性分析（1）,噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖 后釋放子代,經(jīng)離心后分 布于上清液，也會(huì)使上清液中 出現(xiàn)放射性。（2）攪拌不充分，有少量含 35S的噬菌體吸附在細(xì)菌表面 隨細(xì)菌離心到沉淀物中。攪拌 目 的 ； DNA是遺傳

3、離心目的:DNA 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：子代噬菌體的各種 性狀是通過親代的 DNA遺傳 的。（即：DNA是遺傳物質(zhì)）四、1956年煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)證明：在只有RNA的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。五、小結(jié)：細(xì)胞生物 （真核、原核）非細(xì)胞生物（病毒）核酸DNA 和 RNADNARNA遺傳物質(zhì)DNADNARNA因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是DNA的遺傳物質(zhì)。判斷對(duì)錯(cuò)1 控制細(xì)菌性狀的基因位于擬核和線粒體中的DNA上。（2015全國I卷,1D） DNA2格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)直接證明了DNA是遺傳物質(zhì)。DNA3將活的R型肺炎雙球菌與加熱殺死的S型肺炎雙球菌混合后注入小鼠體內(nèi)，小鼠體內(nèi)

4、出現(xiàn)活的S型菌說明DNA是主要遺傳物質(zhì)。DNA4.T2噬菌體的核酸由脫氧核糖核苷酸組成。（2015全國I卷,1C） DNA5赫爾希和蔡斯用 35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和 DNA,證明了 DNA的半保留復(fù) 制。DNA6用35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌后，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低。DNADNADNADNA注入大腸桿菌細(xì)胞中。_DNA7噬菌體須在活菌中增殖培養(yǎng)是因其缺乏獨(dú)立的代謝系統(tǒng)。8噬菌體能以宿主 DNA為模板合成子代噬菌體的核酸。9噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因之一是噬菌體只將10. 32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。DN

5、ADNA的結(jié)構(gòu)和 DNA的復(fù)制:C、H、0、N、P脫氧核糖核苷酸（4種）A腺嚓吟 嗎哇吟 ：、DNA的結(jié)構(gòu)1、DNA的組成元素:2、DNA的基本單位:3、DNA的結(jié)構(gòu)：脫軾核昔嚴(yán)1 1 1 1（基本組成單位T 1I1 1ij.組成兩條互向平行卿旋結(jié)構(gòu)陛間結(jié)樹瞬酸脫氧核糖堿基II外側(cè):磷酸、:-脫氧核稱交I替連接就4嶽Y 7 T 干二 A:_II( )1II21II1u_Jyt/ * i內(nèi)欄:械基對(duì)喊基配對(duì)原則：A-T,GF-C（A與T之間有2個(gè)氫鼠G與C之筒有3個(gè)氧犍） 由兩條、反向平行的脫氧核苷酸 鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。 外側(cè)：脫氧核糖 和磷酸交替連接 構(gòu)成基本骨架。內(nèi)側(cè)：由氫鍵相連的堿基對(duì)組

6、 成。 堿基配對(duì)有一定規(guī)律：A =T ; G = Co （堿基互補(bǔ)配對(duì)原則）A T對(duì)間有兩個(gè)氫鍵，G C對(duì)間 有三個(gè)氫鍵。4、DNA的特性： 多樣性：堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的。排列種數(shù)：42（n為堿基 對(duì)對(duì)數(shù)） 特異性：每個(gè)特定 DNA分子的堿基排列順序是 特定的。（DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)） 5、 DNA的功能：攜帶遺傳信息（DNA分子中堿基對(duì)的 排列順序 代表遺傳信息）6、與DNA有關(guān)的計(jì)算：A G1 .在兩條互補(bǔ)鏈中T C的比例互為倒數(shù)關(guān)系。2 .在整個(gè)DNA分子中，嘌呤堿基之和 =嘧啶堿基之和。3. 整個(gè)DNA分子中，G C與分子內(nèi)每一條鏈上的該比

7、例 相同。DNA的復(fù)制 1、概念：以親代DNA分子兩條鏈為模板，合成子代 DNA的過程2、時(shí)間：有絲分裂間期和減I前的間期3、場(chǎng)所： 真核生物： 細(xì)胞核 （主要場(chǎng)所）、葉綠體 、 線粒體原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)（如質(zhì)粒中DNA的復(fù)制）。 （3）DNA病毒：宿主細(xì)胞內(nèi)。4、 過程：（看書）解旋 合成子鏈 子、母鏈盤繞形成子代 DNA分子5、特點(diǎn)：半保留復(fù)制,半保留復(fù)制6、原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 7、條件： 模板：親代 DNA分子的兩條鏈原料：4種游離的脫氧核糖核苷酸 能量：ATP 酶：解旋酶、DNA聚合酶等 8 DNA能精確復(fù)制的原因:獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板 ;堿基互配對(duì) 原則保證

8、復(fù)制能夠準(zhǔn)確進(jìn)行。9、意義：DNA分子復(fù)制，使遺傳信息從 親代傳遞給子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。10、DNA分子復(fù)制中相關(guān)計(jì)算的規(guī)律方法DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制，若將一個(gè)被15N標(biāo)記的DNA轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)（復(fù) 制）若干代,其結(jié)果分析如下：親代1代2代P film金保留復(fù)制nkl： !：! I密度梯度離心:DNA所含N的種類不同，離心后會(huì)呈現(xiàn)不同條帶,若為半保留復(fù)制，子I帶離心后結(jié)果為出現(xiàn)條帶，子n代離心結(jié)果應(yīng)出現(xiàn) 條帶，分別為 和，整個(gè)實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)三條帶。（1）復(fù)制出DNADNA 數(shù)=2若為全保留復(fù)制，整個(gè)實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)兩條帶。數(shù)=2n （n為復(fù)制次數(shù)）含親代鏈的IlDNA

9、復(fù)制與細(xì)胞分裂的聯(lián)系不含母鏈的DNA分子數(shù)： -nn-00含新鏈DNA分子數(shù)：（3）消耗的脫氧核苷酸數(shù) 若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸 m個(gè)，則經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗mx個(gè)該種脫氧核苷酸。 若進(jìn)行第 n次復(fù)制，則需消耗 m x個(gè)該種脫氧核苷酸。11、基因的實(shí)質(zhì)：具有 遺傳效應(yīng)的 DNA 片段?；蛟谌旧w上呈線性 排列。染色體為DNA載體，兩者存在平行關(guān)系例題：在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(biāo)記DNA分子。用a、B和丫 表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置（A PaPBPy或三為魏訐趴TP）dAP aPBPy ）。回答下列冋題： 某種 酶可以催化ATP的一個(gè)磷

10、酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到 DNA 末端上，同時(shí)生產(chǎn)ADP。若要用該酶把32P標(biāo) 記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng) 在atp的（填 a” “”或Y”位上。（2）若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的 原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則 帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的（填a B 或丫 位上。（3）將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記，并使其感染大腸桿菌， 在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個(gè)）并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是基因控制蛋白質(zhì)的合成、RNA的結(jié)構(gòu):1、組成元素：C、水分子物質(zhì)

11、:2、基本單位： 核糖核苷酸（4 種）3、結(jié)構(gòu)：一般為單鏈H、O、N、P二、基因：是具有遺傳效應(yīng)的 DNA片段。主要在染色體上三、基因控制蛋白質(zhì)合成：1轉(zhuǎn)錄:（1 ）概念：在 細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板， 按照堿基互補(bǔ)配對(duì) 原則，合成RNA的過程。（注：葉時(shí)勰媼帑開承辭基兄側(cè)開的DNA端MrM綠體、線粒體也有轉(zhuǎn)錄）(2)(3)過程（看書） 條件：模板:原料:DNA的二條鏈（模板鏈）4種核糖核苷酸原則:能量:ATP酶：解旋酶、RNA聚合酶等堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A U、T A、GC、C G）信使 RNA （ mRNA ）、核糖體 RNA（ rRNA ）、轉(zhuǎn)運(yùn) RNA （ tRNA）（5）2、翻

12、譯：（1）概念：游離在 細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以 mRNA為模板，合成 具有一定氨基酸順序 的 蛋白質(zhì)的過程。（注：葉綠體、線粒體也有翻譯）（2）密碼子、密碼子種類氨基酸種類產(chǎn)物:密碼子（創(chuàng)牌）熱t(yī)RNA創(chuàng)飆|二蘭土 |麵靠曲20狗 對(duì)一密碼子的簡并性: 密碼子的專一性:tRNA和氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、tRNA種類 密碼子： 定氨基酸的密碼子有 反密碼子：位于 tRNA 上的與mRNA上的密碼子 互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)堿基。mRNA 上3個(gè)相鄰堿基，共64種,其中決61 種。丙甲乙(2) 過程：(看書)(3) 條件：模板：mRNA原料：氨基酸(20種)能量：ATP酶：多種酶搬運(yùn)工具：tRNA裝配機(jī)器：

13、核糖體(4) 原則：堿基互補(bǔ)配對(duì) 原則(5)產(chǎn)物：多肽鏈 _上 ”(6)翻譯進(jìn)程中核糖體沿著 mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，但mRNA不移動(dòng)。3、與基因表達(dá)有關(guān)的計(jì)算基因中堿基數(shù)：mRNA分子中堿基數(shù)：氨基酸數(shù)=6 : 3 : 1四、基因?qū)π誀畹目刂?中心法則(1)以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞特孔R(shí)NA翻罷蛋白質(zhì)(2)以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞(在病毒內(nèi)發(fā)現(xiàn)，)質(zhì)白P-孟 譯,后者所攜帶的分子是(1) 需要tRNA和核糖體同時(shí)參與的過程是 (2) a過程發(fā)生在真核細(xì)胞分裂的 期。(3) 在真核細(xì)胞中，a和b兩個(gè)過程發(fā)生的主要場(chǎng)所是(4) 能特異性識(shí)別信使 RNA上密碼子

14、的分子是2、基因控制性狀的方式(1 )通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物的性狀；例如 (2) 通過控制 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 直接控制生物的性狀。例如 性狀除受基因控制下，還受 環(huán)境影響。基因和性狀并不是 關(guān)系五、細(xì)胞質(zhì)基因和中的基因都稱為細(xì)胞質(zhì)基因(也能進(jìn)行復(fù)制， ，) 受精過程中，受精卵的細(xì)胞質(zhì)主要是接受自母親的卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)遺傳 (遵循，不遵循)孟德爾的遺傳規(guī)律，后代只表現(xiàn)出 的性狀例題：某種RNA病毒在增殖過程中，其遺傳物質(zhì)需要經(jīng)過某種轉(zhuǎn)變后整合到真核 宿主的基因組中。物質(zhì)丫與脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)相似，可抑制該病毒的增殖，但不抑 制宿主細(xì)胞的增殖，那么丫抑制該病毒 增殖的機(jī)制是A. 抑制該病毒

15、RNA勺轉(zhuǎn)錄過程B. 抑制該病毒蛋白質(zhì)的翻譯過程C. 抑制該RNA病毒的反轉(zhuǎn)錄過程D. 抑制該病毒RNA的自我復(fù)制過程遺傳的分子基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化因子 S型細(xì)菌S型細(xì)菌R型細(xì)菌DNA才是R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)DNA蛋白質(zhì)等同位素標(biāo)記法DNADNA是遺傳物質(zhì)RNADNARNADNA主要錯(cuò)錯(cuò)錯(cuò)對(duì)錯(cuò)對(duì)對(duì)錯(cuò)對(duì)錯(cuò)DNA的結(jié)構(gòu)和 DNA的復(fù)制脫氧核糖反向平行脫氧核糖磷酸骨架氫鍵堿基對(duì)千變?nèi)f化特定遺傳信息排列順序倒數(shù)相同有絲分裂間期和減I前的間期細(xì)胞核半保留復(fù)制堿基互補(bǔ)配對(duì)4種游離的脫氧核糖核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶雙螺旋堿基互補(bǔ)配對(duì)親代 子代2n22n _2 2nC、H、0、N、P核糖具有遺傳效應(yīng)的D

16、NA片段染色體細(xì)胞核堿基互補(bǔ)配對(duì)RNA葉綠體、線粒體4種核糖核苷酸ATP解旋酶、RNA聚合酶堿基互補(bǔ)配對(duì)原則信使 RNA ( mRNA ) 核糖體 RNA (rRNA )轉(zhuǎn)運(yùn) RNA (tRNA細(xì)胞質(zhì)mRNA具有一定氨基酸順序mRNA氨基酸（20種）ATP 多種酶 tRNA核糖體堿基互補(bǔ)配對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)環(huán)境葉綠體、線粒體不 母方【答案】（1） Y （2） a（3）一個(gè)含有 32P 標(biāo)記的雙鏈 DNA 分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標(biāo)記 的兩條單鏈只能分配到兩個(gè)噬菌體的雙鏈 DNA 分子，因此在得到的 n個(gè)噬菌體中只有兩個(gè)帶有標(biāo)記?！窘馕觥浚?）某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到 DNA末端上，同 時(shí)

17、產(chǎn)生ADP。ATP水解時(shí)，遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，產(chǎn)生 ADP和Pi，釋放 的能量用于生物體的生命活動(dòng)。據(jù)此并結(jié)合題意可知：若要用該酶把 32P標(biāo)記到 DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在 ATP的丫位上。（2）dAPaPBPy（d表示脫氧）脫去Pb和Py這兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，余下的 結(jié)構(gòu)為腺嘌呤脫氧核苷酸，是 DNA 的基本組成單位之一。因此，若用帶有 32P 標(biāo)記的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上， 則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的a位上。（3）每個(gè)噬菌體只含有 1 個(gè) DNA 分子。噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，噬菌體的 DNA 進(jìn)入到大腸桿菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在大腸桿菌細(xì)胞外；在噬菌 體的 DNA 的指導(dǎo)下，利用大腸桿菌細(xì)胞中的物質(zhì)來合成噬菌體的組成成分。已 知某種噬菌體DNA分子的兩條鏈都用32P進(jìn)行標(biāo)記，該噬菌體所感染的大腸桿 菌細(xì)胞中不含有32P。綜上所述并依據(jù)DNA分子的半保留復(fù)制可知：一個(gè)含有