二轮专题遗传的分子基础

二轮专题遗传的分子基础第1页，共49页，2023年，2月20日，星期三1．肺炎双球菌的转化实验1928年英国格里菲思的实验1944年美国艾弗里的实验过程及结果

实验结论加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”DNA是转化因子,即DNA是遗传物质第2页，共49页，2023年，2月20日，星期三格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验联系转化的实质(变异类型)：S型菌的DNA与R型菌的DNA发生了DNA重组,此变异为基因重组。(1)所用材料相同,都是肺炎双球菌(R型和S型);(2)体内转化实验是基础,仅说明S型细菌体内含有“转化因子”,体外转化实验进一步证明转化因子是DNA;(3)两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则。第3页，共49页，2023年，2月20日，星期三2．噬菌体侵染细菌实验步骤①标记细菌细菌＋含35S的培养基→含35S的细菌细菌＋含

的培养基→含32P的细菌②标记噬菌体噬菌体＋含35S的

→含35S的噬菌体噬菌体＋含32P的细菌→含32P的噬菌体③噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体＋细菌→

放射性很高，

放射性很低，新形成的噬菌体中没有检测到35S含32P的噬菌体＋细菌→

放射性很低，

放射性很高，新形成的噬菌体中检测到32P结论

是噬菌体的遗传物质32P细菌上清液沉淀物上清液DNA沉淀物如何标记噬菌体第4页，共49页，2023年，2月20日，星期三（二）噬菌体侵染细菌实验1.噬菌体2.实验思路3.实验方法4.侵染特点及过程(1)实验材料：噬菌体是一种专门侵染和在细菌体内寄生并增殖的病毒，由内外两部分组成，外部——蛋白质外壳，内部——DNA分子。用不同放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接单独地观察它们的作用。放射性同位素标记法(示踪法)T2噬菌体和大肠杆菌第5页，共49页，2023年，2月20日，星期三(3)实验结果分析：35S标记的蛋白质外壳未进入宿主细胞内，而是留在外面。32P标记的DNA进入到了宿主细胞内。[说明](1)理论上上清液中含有未侵染的T2噬菌体和侵染后T2噬菌体蛋白质外壳，沉淀物中含被感染的细菌(内部含有亲代噬菌体的DNA和子代噬菌体)；(2)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含放射性原因:①保温时间过短,有一部分(亲代)噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,上清液中出现放射性;②噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,这一段保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液,也会使上清液中出现放射性。第6页，共49页，2023年，2月20日，星期三((3)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量含35S的（亲代）噬菌体吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。4)实验结论：直接证明：DNA是遗传物质间接证明：①DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性；②DNA能控制蛋白质的生物合成。[注意]

噬菌体侵染细菌的实验，只证明了DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要遗传物质，实验中遵循的对照原则是相互对照。注意标记对象是噬菌体还是细菌,标记对象不同对应结果不同。第7页，共49页，2023年，2月20日，星期三．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验相同点实验思路

设法将DNA与其他物质分开，直接单独研究它们各自的作用实验原则

都遵循对照的原则实验结论

两实验都能证明DNA是遗传物质不同点处理方式直接分离：分离S型肺炎双球菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型肺炎双球菌混合培养同位素标记：根据DNA和蛋白质所含的特殊元素，分别用32P、35S进行标记实验结论①DNA是遗传物质②蛋白质等不是遗传物质

DNA是遗传物质，在亲子代之间保持连续性第8页，共49页，2023年，2月20日，星期三3、烟草花叶病毒感染和重建实验RNA是遗传物质，蛋白质不是。实验结论第9页，共49页，2023年，2月20日，星期三作为遗传物质必备的条件(1)能复制，使前后代具有连续性。(2)能控制性状和代谢过程。(3)具有储存大量遗传信息的潜能。(4)结构稳定，但又能发生突变。第10页，共49页，2023年，2月20日，星期三不同生物的遗传物质因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。第11页，共49页，2023年，2月20日，星期三AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧，有氢键连接。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。考点2DNA分子的结构和基因的概念1.DNA的结构特点DNA分子结构和基因的概念第12页，共49页，2023年，2月20日，星期三2．DNA分子的特性(1)稳定性：一是DNA分子的基本骨架(外侧的磷酸和脱氧核糖相间排列)比较稳定；二是内侧的碱基对通过氢键连接；(2)多样性：DNA分子的多样性是由碱基对的排列顺序的多样性决定的；n个碱基对可以构成

4n

种DNA分子。DNA的多样性遗传信息的多样性生物多样性(3)特异性：

DNA分子的特异性是指每一个特定的DNA分子都有自己特定的碱基对排列顺序，控制特定性状的DNA分子中碱基排列顺序是稳定不变的。[说明]

(1)从碱基对比例的角度看，决定DNA分子特异性的是A＋T/G＋C。

(2)A—T间有两个氢键，G—C间有三个氢键，所以G—C的比例越高，DNA分子越稳定。第13页，共49页，2023年，2月20日，星期三.染色体、DNA、基因三者的关系：细胞核染色体蛋白质DNA基因a基因B基因a基因B第14页，共49页，2023年，2月20日，星期三第15页，共49页，2023年，2月20日，星期三基因、DNA、染色体、蛋白质及性状的关系

．基因的功能(1)通过复制传递遗传信息。(2)通过转录、翻译表达遗传信息。(3)其碱基对的排列顺序代表遗传信息，从而使基因有贮存遗传信息的作用。(4)可发生基因突变、基因重组，从而产生可遗传的变异。第16页，共49页，2023年，2月20日，星期三2．中心法则图中①表示DNA复制，②表示

，③表示翻译，④表示

，⑤表示

。

RNA自我复制转录逆转录第17页，共49页，2023年，2月20日，星期三(2)各类生物遗传信息的传递过程：

生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒，如噬菌体复制型RNA病毒，如烟草花叶病毒逆转录病毒，如艾滋病病毒细胞生物第18页，共49页，2023年，2月20日，星期三遗传信息的传递1．DNA的复制证据(1)推测：沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说，即遗传物质的复制为半保留复制。核心考整合第19页，共49页，2023年，2月20日，星期三一、对DNA分子复制的推测全保留复制半保留复制弥散型复制第20页，共49页，2023年，2月20日，星期三大肠杆菌在15N的培养液中培养若干代提取DNA离心转移到14N的培养液中提取DNA离心提取DNA离心细胞分裂一次第二代第一代一条带，重带一条带，中带两条带，中带和轻带细胞分裂两次15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA第21页，共49页，2023年，2月20日，星期三15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA14N第一代第二代大肠杆菌该实验证明了：DNA的半保留复制第22页，共49页，2023年，2月20日，星期三ATCGATAGCTATCGATAGCTTAGCTATCGA6、DNA复制的结果：1个DNA分子2个完全相同的DNA分子(碱基排列顺序相同)第23页，共49页，2023年，2月20日，星期三

DNA准确复制的原因?？①DNA具有独特的双螺旋结构，

能为复制提供精确的模板。②碱基具有互补配对的能力，

能够使复制准确无误。第24页，共49页，2023年，2月20日，星期三解旋酶催化解旋：模板

（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行碱基互补配对）复制:以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）子链（新链）复制后的DNA:同时进行组成复制过程第25页，共49页，2023年，2月20日，星期三ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCTTGAACTGCTACTTGACGA复制染色体数目不变

DNA数目加倍DNA复制与染色体复制的关系:第26页，共49页，2023年，2月20日，星期三1．辨析DNA复制、转录和翻译过程比较项目遗传信息传递(DNA复制)遗传信息表达转录翻译场所主要在细胞核中主要在细胞核中细胞质中的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件ATP、酶(DNA解旋酶、DNA聚合酶等)酶(DNA解旋酶、RNA聚合酶等)、ATP酶、ATP、tRNA第27页，共49页，2023年，2月20日，星期三比较项目遗传信息传递(DNA复制)遗传信息表达转录翻译产物2个双链DNA一个单链RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽链特点①半保留复制；②边解旋边复制；③多起点复制边解旋边转录，DNA双链全保留通过tRNA和mRNA碱基互补配对决定氨基酸排列顺序；一个mRNA上可结合多个核糖体，顺次合成多条肽链信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质第28页，共49页，2023年，2月20日，星期三

基因控制性状的两种方式①直接途径

基因→控制蛋白质的结构→控制细胞结构→控制生物性状

如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。

②间接途径

基因→控制酶或激素→控制

细胞代谢→控制

生物性状

如白化病、豌豆的粒形。

第29页，共49页，2023年，2月20日，星期三基因控制蛋白质的合成TGCATGCATGCAACGTACGTACGTUGCACGUACGUACGUAUGCAUGCA苏酪精缬转录翻译基因（编码区）mRNAtRNA蛋白质（多肽）转录基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。遗传信息密码子反密码子第30页，共49页，2023年，2月20日，星期三3、DNA、mRNA的碱基数与合成的蛋白质中氨基酸的数量关系RNA聚合酶结合位点非编码区编码区非编码区外显子外显子内含子内含子外显子ABCDE真核生物基因的结构转录ABCDEACE加工翻译初级RNAmRNA蛋白质（多肽）基因控制蛋白质的合成第31页，共49页，2023年，2月20日，星期三4.遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系比较项目存在位置数量相互关系遗传信息DNA不同基因中数量不同DNA两条链上的碱基互补密码子mRNA64种(3种终止密码子、61种决定氨基酸的密码子)与DNA模板链上的碱基互补(T被U取代)反密码子tRNA理论上61种(实际不详)与mRNA的碱基互补第32页，共49页，2023年，2月20日，星期三4.与碱基互补配对或DNA复制相关的计算

(1)据T或U可判断核酸种类，DNA中含

T，RNA中含

U

，双链DNA分子中嘌呤之和＝嘧啶之和，即

A＋G＝T＋C。

(2)在双链DNA分子中，已知某碱基的百分含量，求其他碱基的百分含量，可用A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝50%求解。

(3)在双链DNA中，一条单链的(A＋G)/(C＋T)＝m，则另一条互补链的(A＋G)/(C＋T)＝1/m。

(4)在双链DNA中，互补配对的碱基之和的比值(A＋T)/(G＋C)与每一条单链中这一比值相等。第33页，共49页，2023年，2月20日，星期三(5)不同生物的DNA分子中，(A＋T)/(G＋C)不同，代表了每种生物DNA分子的

特异

性。

(6)若一个DNA分子经过n次复制，可得

2n

个DNA分子，若某个含15N的DNA分子，放在含14N的培养基中复制n次，则含15N的DNA分子占其总数的

2/2n

，含15N的DNA单链与14N的单链之比为

1/(2n－1)

。

(7)双链DNA分子中，如含某种碱基x个，复制n次，则需加入的含该碱基的脱氧核苷酸数为

(2n－1)x

。

(8)双链DNA分子中，如含某种碱基x个，第n次复制，则需加入的含该碱基的脱氧核苷酸数为

x。2n－1

。第34页，共49页，2023年，2月20日，星期三高中教材对示踪元素的解释同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的放射性，对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法。（必修.第一册P.53）第35页，共49页，2023年，2月20日，星期三同位素标记法

光合作用研究蛋白质合成研究噬菌体侵染细菌的研究DNA复制的研究生长素极性运输的研究细胞呼吸的研究遗传信息密码子反密码子第36页，共49页，2023年，2月20日，星期三例1、如图为某动物细胞结构示意图。如果让该细胞吸收含放射性同位素15N标记的氨基酸，同位素示踪可以发现，这种氨基酸首先出现在图中哪一序号所示的细胞器中（）A1、探究蛋白质合成的场所

一蛋白质合成的研究第37页，共49页，2023年，2月20日，星期三2、探究分泌蛋白的合成、加工和运输过程

豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图解

第38页，共49页，2023年，2月20日，星期三例2、下图表示用3H-亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内分布情况和运输过程。其中正确的是()C第39页，共49页，2023年，2月20日，星期三二、光合作用实验研究用于探究光合作用产生的O2来自于水经典实验回顾（美）鲁宾--卡门实验1、标记H218O

短时间内第40页，共49页，2023年，2月20日，星期三例3、下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量的比是()

Ａ.1:2Ｂ.8:9

Ｃ.2:1

Ｄ.9:8

BAB第41页，共49页，2023年，2月20日，星期三2、标记１４ＣＯ２探究光合作用中碳原子的转移途径经典实验回顾（美）卡尔文实验二、光合作用实验研究

141414第42页，共49页，2023年，2月20日，星期三例4、科学家用含14CO2

来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是()

Ａ、14CO2