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- 2021-09-26 发布
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第 9讲 基因的本质
一、DNA 是主要的遗传物质
1.肺炎双球菌的转化实验
(1)体内转化实验:1928 年由英国科学家格里菲思等人进行。 实验材料:S 型细菌、R 型细菌
菌落
菌体
毒性
S 型细菌
表面光滑(smooth)
有荚膜(小鼠很难消灭)
→有
R 型细菌
表面粗糙(rough)
无荚膜(小鼠容易消灭)
→无
结论:在 S 型细菌中存在转化因子可以使 R 型细菌转化为 S 型细菌。
(2)体外转化实验:1944 年由美国科学家艾弗里等人进行。
结论:DNA 是遗传物质
2.噬菌体侵染细菌的实验
1、实验过程
①标记噬菌体(35S 标记蛋白质,32P 标记 DNA,不能同时标记)
含 35S 的培养基 ¾培¾养¾® 含 35S 的细菌 35S ¾培¾养¾® 蛋白质外壳含 35S 的噬菌体 含 32P 的培养基 ¾培¾养¾® 含 32P 的细菌 ¾培¾养¾® 内部 DNA 含 32P 的噬菌体
②噬菌体侵染细菌
含 35S 的噬菌体 ¾侵¾染¾细菌¾® 细菌体内没有放射性 35S
含 32P 的噬菌体 ¾侵¾染¾细菌¾® 细菌体内有放射线 32P 结果分析:测试结果表明:侵染过程中
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,只有 32P 进入细菌,而 35S 未进入,说明只有亲代 噬菌体的 DNA 进入细胞。子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的 DNA 遗传的。 DNA 才 是真正的遗传物质。
结论:进一步确立 DNA 是遗传物质
3.烟草花叶病毒感染烟草实验:
(1)实验过程
(2)实验结果分析与结论 烟草花叶病毒的 RNA 能自我复
制,控制生物的遗传性状,因此 RNA 是它的遗传物质(还有 HIV)。
4、生物的遗传物质
非细胞结构:DNA 或 RNA
生物 原核生物:DNA
细胞结构
真核生物:DNA
结论:绝大多数生物(细胞结构的生物(同时含 DAN、RNA)和 DNA 病毒)的遗传物质 是 DNA,所以说 DNA 是主要的遗传物质。
二、DNA 分子的结构
1. DNA 分子的结构
(1) 基本单位---脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)
2、DNA 分子特点
(1)稳定性:是指 DNA 分子双螺旋空间结构的相对稳定性。
(2)多样性:构成 DNA 分子的脱氧核苷酸虽只有 4 种,配对方式仅 2 种,但其数目却可 以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了 DNA 分子的多 样性(n 对碱基可形成 4n 种)。
(3)特异性:每个特定的 DNA 分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表 着遗传信息,所以每个特定的 DNA 分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列 顺序就决定了 DNA 分子的特异性。
3、DNA 双螺旋结构的特点:
(1)DNA 分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
(2)DNA 分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。
(3)DNA 分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对,并以氢键互相连接。
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4、相关计算(文科生了解)
(1)A=T C=G
(2)(A+ C )/ (T+G )= 1 或 A+G / T+C = 1
1
(3)如果(A1+C1 ) / ( T1+G1 )=b 那么(A2+C2 ) / (T2+G2 ) =
b
(4) (A+ T ) / ( C +G ) =(A1+ T1 ) / ( C1 +G1 )= ( A2 + T2 ) / ( C2+G2 )
5.判断核酸种类
(1)如有 U 无 T,则此核酸为 RNA;(2)如有 T 且 A=T C=G,则为双链 DNA;
(3)如有 T 且 A≠ T C≠ G,则为单链 DNA ;(4)U 和 T 都有,则处于转录阶段。 三、DNA 的复制
1.DNA 分子复制的过程
(1)概念:以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 的过程
(2)复制时间:有丝分裂或减数第一次分裂间期
(3)复制方式:半保留复制
(4)复制条件:①模板:亲代 DNA 分子两条脱氧核苷酸链 ②原料:4 种脱氧核苷酸
③能量:ATP ④酶:解旋酶、 DNA 聚合酶等
(5)复制特点:边解旋边复制
(6)复制场所:主要在细胞核中,线粒体和叶绿体也存在。
(7)复制意义:保持了遗传信息的连续性。
2.与 DNA 复制有关的碱基计算(文科生了解)
(1)一个 DNA 连续复制 n 次后,DNA 分子总数为:2n
(2)第 n 代的 DNA 分子中,含原 DNA 母链的有 2 个,占 1/(2n-1)
(3)若某 DNA 分子中含碱基 T 为 a,
①则连续复制 n 次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a(2n-1)
②第 n 次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a·2n-1
四、基因是有遗传效应的 DNA 片段
1.基因的相关关系
(1)与 DNA 的关系
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①基因的实质是有遗传效应的 DNA 片段,无遗传效应的 DNA 片段不能称之为基因(非基
因)。②每个 DNA 分子包含许多.个.基因。
(2)与染色体的关系
①基因在染色体上呈线性排列。②染色体是基因的主要载体,此外,线粒体和叶绿体中也有 基因分布。
(3)与脱氧核苷酸的关系
①脱氧核苷酸(A、T、C、G)是构成基因的单位。②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗 传信息。
(4)与性状的关系
①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。
②基因对性状的控制通过控制蛋白质分子(酶、结构蛋白)的合成来实现。
2.DNA 片段中的遗传信息
遗传信息蕴藏在 4 种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化构成了 DNA 分子的 多样性,而碱基的特异排列顺序,又构成了每个 DNA 分子的特异性。
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