专题10遗传的分子基础

遗传的分子基础

必修2遗传与进化

·人类对遗传物质的探索过程(要求:Ⅱ)·DNA分子结构的主要特点(要求:Ⅱ)··DAN分子的复制(要求:Ⅱ)··人类对遗传物质的探索过程(43-46页）①1928年，格里菲斯实验②1944年，艾弗里等实验③1952年，郝尔希和蔡斯实验方法——同位素标记法①将R型活菌注入小鼠体内一段时间后小鼠正常1、格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验注射R型细菌→对动物无害→动物体内出现R型细菌——说明R型肺炎双球菌无毒性②将S型活菌注入小鼠体内一段时间后小鼠死亡1、格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验注射S型细菌→使动物死亡→动物体内出现S型细菌——说明S型肺炎双球菌有毒性③将杀死的S型菌注入小鼠体内一段时间后小鼠正常1、格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验注射杀死的S型细菌→对动物无害→动物体内不出现S型细菌——说明加热后S型肺炎双球菌毒性消失为什么第四组实验：将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？格里菲思实验的推论是什么?因为R型细菌转化成了S型细菌,使小鼠患败血症而死亡.已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子[质粒]

？选用肺炎双球菌为了弄清转化因子到底是什么？

将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂质和DNA等提取出来，、DNA酶＋DNA,分别与R型细菌进行混合培养。1、实验材料：

2、实验目的：

3、实验操作：2、艾弗里确定转化因子的肺炎双球菌转化实验(体外转化实验)1944年O.Abery艾弗里设计思路：设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应

多糖脂类蛋白质RNADNADNA水解物RRRRRSRS型活细菌

分别与R型活细菌混合培养

RS

多数

少数DNA的纯度越高，转化就越有效。对艾弗里实验的质疑：提取DNA的纯度最高时还有0.02%的蛋白质肺炎双球菌转化实验过程中是否能说明DNA是唯一的转化因子？③1952年，郝尔希和蔡斯（A.HersheyM.Chase）的实验方法——同位素标记法③1952年，郝尔希和蔡斯（A.HersheyM.Chase）的噬菌体侵染细菌试验实验方法——同位素标记法郝尔希和蔡斯设计思路：设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应噬菌体侵染细菌的动态过程：吸附侵入合成组装释放侵入别的细菌怎样使噬菌体外壳带上35S标记？怎样使噬菌体DNA带上32P标记？要使噬菌体带有放射性标记，必须使噬菌体的生活环境中带有放射性，而噬菌体又是寄生生活（寄生在细菌体内），所以应先使细菌带有放射性，要使细菌带有放射性，必须使细菌的生活环境中带有射性，即将细菌分别放在带有35S和32P培养液中培养一段时间，使细菌分别带上35S和32P标记，再用噬菌体分别去感染这两种细菌，就能使噬菌体分别带上这两种放射性。获得了含有放射性标记的噬菌体，就可以在噬菌体侵染细菌的过程中检测到DNA或蛋白质，但仍然有一个问题没有解决：如何判断检测到的DNA是在细菌内还是在细菌外呢？因为微小的细菌也不是我们能够直接观察到了的。科学家用的是离心分离的方法，由于细菌较重，将会通过离心被沉淀下来，而细菌外的成分包括噬菌体以及其它较轻的成分就存在于上清液中。如果侵染细菌的噬菌体含32P，则侵染细菌后32P随DNA进入细菌，通过离心分离后就会出现在沉淀中。但在实验的过程中有些噬菌体可能并没有侵入细菌，这部分噬菌体将会存在于上清液中，上清液中也就可以检测到少量放射性同位素；如果噬菌体侵染细菌的时间过长，那么由于细菌的破裂，会使大量的噬菌体从细菌中释放出来，这样上清液中放射性32P含量升高。亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体32P标记DNA无32P标记DNADNA有32P标记结论:

噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此DNA才是真正的遗传物质。35S标记蛋白质子代噬菌体外壳蛋白质没有35S32P标记DNA子代噬菌体DNA有32P标记噬菌体侵染细菌实验（同位素示踪法）亲代噬菌体寄主细胞子代噬菌体结论32P标记DNA

35S标记蛋白质DNA是真正的遗传物质。DNA中有32P标记DNA中有32P标记外壳蛋白无35S标记外壳蛋白无35S标记实验：DNA是遗传物质的证明DNA是遗传物质格里菲斯肺炎双球菌的转化实验已经被加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的活性物质——转化因子

艾弗里肺炎双球菌的转化实验噬菌体侵染细菌的实验▲

烟草花叶病毒的重建实验说明DNA不是唯一遗传物质以上三个实验可以得出的结论：1、DNA是遗传物质2、RNA也是遗传物质（在没有DNA情况下，只有少数病毒）3、蛋白质不是遗传物质总之：核酸是遗传物质,DNA是主要的遗传物质例1：（09广东卷）9．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是A．重组DNA片段，研究其表型效应B．诱发DNA突变，研究其表型效应C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递答案：C解析：肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术，两实验都没有突变和重组。例2：（09江苏卷）5．下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是A．豌豆的遗传物质主要是DNAB．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸答案：B解析：A豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸例3（2008高考江苏生物）某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠

以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 （）A．存活、存活、存活、死亡B．存活、死亡、存活、死亡C．死亡、死亡、存活、存活D．存活、死亡、存活、存活DNA酶分解S型菌的DNA故小鼠存活；S型菌是致死型的，故小鼠死亡；R型菌高温加热被杀死，再加入S型菌的DNA，不能发生转化，故小鼠存活；S型菌高温加热被杀死，加入R型菌的DNA，小鼠也存活。参考答案D（09江苏卷）13．科学家从烟草花叶病毒（TMV）中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验（见下表）中，不可能出现的结果是实验实验结果编号实验过程病斑类型病斑中分离出的病毒类型①a型TMV感染植物a型a型②b型TMV感染植物b型b型③组合病毒（a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA）感染植物b型a型④组合病毒（b型TMV的蛋白质+a型TMV的RNA）感染植物a型a型A．实验①B．实验②C．实验③ D．实验④OOPOHO碱基OOHOOPOHOOH碱基5’3’3’5’多脱氧核苷酸链结构简图一个核苷酸上的磷酸基团上的“－OH”和另一个核苷酸分子的第三位碳原子上的羟基之间失去一分子水，形成磷酸二脂键通常将DNA的羟基“－OH”末端称为3’端，而磷酸基团的末端称为5’端二、DNA的结构和复制（一）DNA的结构2.两条反向平行的多脱氧核苷酸链AGCTAGCT线碱基对/互补配对脱氧核苷酸单链胸腺嘧啶脱氧核苷酸5’=P3’=N3’=N5’=P3、规则的双螺旋结构规则的表现上下碱基对之间的距离=3.4nm10个碱基对为一个螺旋两条单链之间的距离为2.0nm2.0nm右旋脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧，两条链上的碱基按照碱基互补配对的原则通过氢键形成碱基对。双链的DNA分子中碱基的数量关系：A=TC=GA+T+C+G=100%DNA解旋酶DNA聚合酶酶模板原料酶+能量④特点：②过程：a.解旋：b.形成子链:

c.螺旋化：③条件：

模板、原料、能量、酶

①时间：间期

半保留式复制双向同时多起点

结论：复制n次，产生子代DNA分子中含亲本DNA链的子代DNA占总数的()22n真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图：1．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的2．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶3．真核生物的这种复制方式提高了复制速率半保留复制的证明15NH4Cl15N-15NDNA14NH4Cl15N-14N14NH4Cl15N-14N14N-14N2221、在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如右图所示。请分析：（1）由实验结果可以推测第一代（Ⅰ）细菌DNA分子是

。对照亲代III

14N-15N（2）将第一代（Ⅰ）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样的方法分离。请参照上图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在右图中标出。对照亲代III

14N-DNA15N-DNA

2.用15N标记细菌中的DNA,然后又将14N来供给这种细菌,于是该细菌便用14N来合成DNA,假设细菌在含14N的培养基上连续分裂两次产生了4个新个体,它们DNA中的含14N链与15N链的比例是()A.3:1B.2:1C.1:1D.7:1A思考：含15N的DNA分子占所有DNA分子的比例又是多少？n次复制又会如何？2/42/2n3.具有100个碱基对的1个DNA分子区段,内含40个T,如果连续复制两次,则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸()A.60个B.80个C.120个D.180个

D思考：如果复制N次，则需游离C脱氧核苷酸又是多少呢？（100-40）╳2n-1（二）DNA的复制----遗传信息传递的保证1.时间：2.场所：3.概念：4.条件：5.过程：6.特点：7.意义：

有丝分裂间期和减数第一次分裂间期细胞核、线粒体、叶绿体以亲代DNA分子为模板合成子代DNA边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性模板、原料、能量、酶小结（09广东卷）24.有关DNA分子结构的叙述，正确的是A.DNA分子由4种脱氧核苷酸组成B.