高中生物必修二 第三章 基因的本質(zhì)

1、高中生物必修二 第三章 基因的本質(zhì)一、基因本質(zhì)的證明過程1、艾弗里的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗 （1）肺炎雙球菌的毒性S型細菌：菌體表面有多糖類的莢膜，形成的菌落表面光滑（smooth），有毒性R型細菌：菌體表面沒有莢膜，形成的菌落表面粗糙（rough），無毒性（2）體內(nèi)轉(zhuǎn)化試驗R型活細菌注射活鼠小鼠不死亡S型活細菌注射活鼠小鼠死亡，從體內(nèi)分別出S型活細菌加熱后殺死的S型死細菌注射活鼠小鼠不死亡加熱后殺死的S型死細菌和R型活細菌混合后注射活鼠小鼠死亡，從體內(nèi)分別出S型活細菌和R型細菌得到推論：被加熱殺死的S型細菌中，含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)“轉(zhuǎn)化因子”，這種轉(zhuǎn)化因子將無毒的R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型

2、活細菌。（3）體外轉(zhuǎn)化試驗往含有R型活細菌的培育基中加入S型菌的DNA R型菌和S型菌往含有R型活細菌的培育基中加入S型菌的蛋白質(zhì)或莢膜多糖 R型菌往含有R型活細菌的培育基中加入S型菌的DNA和DNA酶 R型菌結(jié)論：DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是。（即DNA是遺傳物質(zhì)）（4） 轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是基因重組而不是基因突變，R型細菌吸取了S型細菌的DNA，整合到R型細菌的DNA中，使受體細胞獲得新的遺傳信息，表現(xiàn)出S型細菌的性狀。（5） 發(fā)生轉(zhuǎn)化的只有少部分R型細菌2、艾弗里的噬菌體侵染大腸桿菌試驗（1）噬菌體(高中所學(xué)唯一的DNA病毒)結(jié)構(gòu):DNA(含有P)和蛋白質(zhì)外殼(含有S)

3、增殖方式:侵染大腸桿菌后，利用大腸桿菌內(nèi)的物質(zhì)合成自身組成成分，進行大量增殖，達到肯定數(shù)量后，大腸桿菌裂解釋放大量噬菌體（2）方法:同位素標記法（3）試驗過程:留意:應(yīng)先在含有放射性同位素或放射性同位素的培育基中培育大腸桿菌，再用該大腸桿菌培育噬菌體，從而得到蛋白質(zhì)含有或DNA含有的噬菌體。混合后要經(jīng)過短時間的保溫(保證DNA注入細菌且細菌不能裂解)并不斷攪拌(使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分別)攪拌后離心(讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的大腸桿菌)（4）試驗結(jié)論:噬菌體侵染細胞時，DNA進入到細菌的細胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親

4、代的DNA遺傳的，DNA是真正的遺傳物質(zhì)。（不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)）3、DNA是主要的遺傳物質(zhì)絕大多數(shù)生物以DNA為遺傳物質(zhì)RNA病毒以RNA為遺傳物質(zhì)(煙草花葉病毒、SARS病毒、HIV病毒、禽流感病毒等)2、 DNA分子的結(jié)構(gòu)（雙螺旋結(jié)構(gòu)）1、提出者：沃森和克里克2、基本單位:4種脫氧核苷酸（A、G、C、T）3、主要特點：（1）由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成，反向平行回旋形成雙螺旋結(jié)構(gòu)（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，通過磷酸二酯鍵連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；（3）堿基排列在內(nèi)側(cè)，通過氫鍵連接成堿基對（4）堿基配對的原則：堿基互補配對原則腺嘌呤（A）肯定與胸腺嘧啶（T）配對，由2

5、個氫鍵連接（輪廓為尖型）鳥嘌呤（G）肯定與胞嘧啶（C）配對，由3個氫鍵連接（輪廓為圓形）【AT堿基對與GC堿基對具有相同的外形和直徑，組成的DNA分子具有穩(wěn)定的直徑】（5） GC堿基對的比例越高，DNA分子越穩(wěn)定（緣由：有3個氫鍵）4、 相關(guān)關(guān)系（1） 每個DNA分子中，有2個游離磷酸基團；（2） 脫氧核糖數(shù)=磷酸數(shù)=含氮堿基數(shù)；（3） 單鏈中相鄰的堿基通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”連接（4） 堿基的計算規(guī)律互補的兩個堿基數(shù)量相等A=T、C=G任意兩個不互補的堿基數(shù)量之和占總堿基數(shù)的50%A+G= A+C= G+T= C+T= (A+G+C+T)/2在雙鏈DNA分子中，互補堿基之和所占比例在任意

6、一條鏈中以及整個DNA分子中都相等 在一條鏈中A+T或C+G所占比例為n%，則在另外一條鏈上以及整個DNA分子中，A+T或C+G所占比例都為n%非互補堿基之和所占比例在兩條鏈中互為倒數(shù)若一條鏈中：A1+G1/T1+C1=m；則在另一條鏈中A1+G1/T1+C1=1/m3、 DNA的半保留復(fù)制1、 提出者：沃森和克里克2、 半保留復(fù)制：新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因而被稱為半保留復(fù)制。3、 主要場所：細胞核（細胞質(zhì)中葉綠體、線粒體中也可以發(fā)生）4、 時期：有絲分裂間期和減速第一次分裂前的間期5、 特點：邊解旋邊復(fù)制 半保留復(fù)制6、 過程：（1）解旋：利用細胞供應(yīng)的

7、能量，在解旋酶的作用下，把雙鏈解開（斷開氫鍵）（2）合成子鏈：各自合成與母鏈互補的一段子鏈模板：解開的每一段母鏈原料：細胞中游離的4中脫氧核苷酸原則：堿基互補配對原則酶：DNA聚合酶（3） 形成兩個子代DNA分子：每條新鏈和與之對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（4） 結(jié)果：一個DNA分子經(jīng)過復(fù)制形成了兩個完全相同的DNA分子。7、 意義：DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。8、 復(fù)制能夠精確地進行，緣由在于：DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制供應(yīng)了精確的模板堿基互補配對原則保證了復(fù)制能夠精確進行9、 半保留復(fù)制的試驗依據(jù)（大腸桿菌）（1） 試驗方法：同位素

8、示蹤法、離心技術(shù)（2） 試驗原理：兩條鏈都含的DNA分子密度大；兩條鏈都含的DNA分子密度??；一條鏈含、一條鏈含的DNA分子密度居中（3） 試驗猜測：重帶（密度最大）：兩條鏈都含的DNA分子中帶（密度居中）：一條鏈含、一條鏈含的DNA分子輕帶（密度最?。簝蓷l鏈都含的DNA分子（4） 結(jié)果分析：未繁殖馬上提取DNA，離心全為重帶細胞分裂一次后提取DNA，離心全為中帶細胞分裂兩次后提取DNA，離心一半中帶，一半輕帶細胞分裂多次后提取DNA，離心消滅中帶、輕帶且輕帶的比例更大（5） 試驗結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留復(fù)制的方式進行的。10、 影響DNA復(fù)制的外界因素（1） 溫度、PH值影響酶活性影響

9、DNA復(fù)制（2）氧氣濃度影響細胞呼吸影響能量供應(yīng)影響DNA復(fù)制11、 關(guān)于DNA分子復(fù)制的相關(guān)計算將一個被標記的DNA轉(zhuǎn)移到含的培育基中培育復(fù)制若干代;（1） 子代DNA分子數(shù)：個無論復(fù)制多少次，含有的DNA分子始終都是2個含有的DNA分子有個只含有的DNA分子有個（2） 子代DNA分子的脫氧核苷酸鏈總鏈數(shù)：條無論復(fù)制多少次，含有的脫氧核苷酸鏈總鏈數(shù)始終都是2條含有的脫氧核苷酸鏈總鏈數(shù)有個（3） 消耗的脫氧核苷酸數(shù)：親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸a個經(jīng)過n次復(fù)制，共消耗的該種脫氧核苷酸為個第n次復(fù)制，消耗的該種脫氧核苷酸為個四、基因與DNA的關(guān)系1、遺傳信息隱藏在4種堿基的排列挨次中。2、基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。3、DNA分子的多樣性和特異性：堿基排列挨次的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性。堿基特定的排列挨次，構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性