专题10 遗传的分子基础

圆梦教育 高中生物专题十 遗传的分子基础

考点一：几种重要的实验及结论：

一、1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验： 1、肺炎双球菌有两种类型类型：

? S型细菌：菌落光滑，菌体有夹膜，有毒性 ? R型细菌：菌落粗糙，菌体无夹膜，无毒性

2、实验过程： （1）实验过程 ①R型活细菌 注射 说明R型细菌无毒性 小鼠活

②S型活细菌 注射 说明S型细菌有毒性 小鼠死

体③加热杀死 说明加热杀死的 注射

内小鼠活 S型细菌已失活 转 化的S型细菌

注射 分离 加热杀死 ④R型活细菌+ 小鼠死

的S型细菌 培养

S型活细菌 S型活细菌 说明R型细胞已转化为S型细菌

此步是很重要的，这一步说明产生的S型细菌的性 状是可以稳定遗传的。从而说明该物质是是物质。

（2）实验结论：加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌。 （3）用现有的知识对实验的解释：

①加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。

②R型细菌转化成S型细菌的过程可以下的五步来反应：（了解） a、双链DNA片段与受体菌细胞表面特定位点结合； b、位点上DNA分解，形成DNA片段；

c、双链DNA的一条单链逐渐降解，同时另一条单链逐步进入细胞内；

d、进入细菌体的DNA单链与受体菌DNA同源区段配对，接着受体DNA相应单链片段切除，并被外来DNA取代，形成杂种DNA区段（实质就是基因重组）；

e、受体菌DNA通过复制杂合区段分离成两个；其中有的类似供体菌，细胞分裂后，就成为转化因子。 ③实验证明转化率与供体菌细胞的DNA纯度有关，DNA越纯，转化率也就越高。如果事先用DNA酶降解供体菌细胞中的DNA，那么转化作用就不复存在。

二、艾弗里实验（体外转化） 培分R 多糖 1、实验过程 养别 与R 实验结果：S型细菌的脂质

提取、分离 型 DNA使R型细菌发生型细R 蛋白质 细菌转化，而其它物质不能R 菌 DNA+DNA水解物 使R型细菌发生转化 混R R

合DNA

S S

② ③（此步是实验的关键，依据③） ①

2、无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌。这种性状的转化是可以遗传的。

推论（格里菲思）：在第四组实验中，已经被加热杀死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”。

实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

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S R第 1 页

三、1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验 1、T2噬菌体机构和元素组成：

2、实验过程： ①、写出以上实验的部分操作过程：

第一步： 用35S标记噬菌体的蛋白质外壳

第二步： 用35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌 第三步： 搅拌使细菌外面的蛋白质外壳与细菌细胞分离

②、以上实验结果说明 噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳留在细菌外面，没有进入细菌细胞内。 3、实验结论：

①直接证明：DNA是噬菌体的遗传物质 ②间接证明：

A、DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性 B、DNA能控制蛋白质的生物合成，从而能够控制新陈代谢过程和性状

四、1956年烟草花叶病毒感染烟草实验证明：

蛋白质 RNA 烟草花叶病毒（TMV） 感染 烟叶 花叶病 感染 蛋白质 分离 感染 烟叶 健康 TMV RNA 烟叶 感染 花叶病 ＋ RNA酶 烟叶 健康 实验结论： 在只有RNA的病毒中，RNA是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。 学生的成败就是教师的荣辱！

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五、小结： 核酸 遗传物质 细胞生物 （真核、原核） DNA和RNA DNA 非细胞生物 （病毒） DNA DNA

考点二、DNA的结构和DNA的复制： 一、DNA的结构

1、DNA的组成元素：C、H、O、N、P

2、DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸（4种） 3、DNA的结构：

①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。

②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。 内侧：由氢键相连的碱基对组成。

③碱基配对有一定规律： A ＝ T；G ≡ C。（碱基互补配对原则） 4、DNA的特性：

①多样性：碱基对的排列顺序是千变万化的。（排列种数：4n(n为碱基对对数) ．．②特异性：每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。

（DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础）

5、DNA的功能：携带遗传信息（DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息）。 6、与DNA有关的计算： 在双链DNA分子中： ① A=T、G=C

②任意两个非互补的碱基之和相等；且等于全部碱基和的一半 例：A+G = A+C = T+G = T+C = 1/2全部碱基

二、DNA的复制

1、概念：以亲代DNA分子两条链为模板，合成子代DNA的过程 2、时间：有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期 3、场所：主要在细胞核

4、过程：（看书）①解旋 ②合成子链 ③子、母链盘绕形成子代DNA分子 5、特点： 半保留复制 6、原则：碱基互补配对原则 7、条件:

①模板：亲代DNA分子的两条链 ②原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸 ③能量：ATP

④ 酶：解旋酶、DNA聚合酶等 8、DNA能精确复制的原因：

①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板; ②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。 9、意义：

DNA分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。

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RNA RNA 10、与DNA复制有关的计算：

复制出DNA数 =2n（n为复制次数） 含亲代链的DNA数 =2

11、基因是有遗传效应的DNA片段。

考点三、基因控制蛋白质的合成 一、RNA的结构：

1、组成元素：C、H、O、N、P

2、基本单位：核糖核苷酸（4种） 3、结构：一般为单链

二、基因：是具有遗传效应的DNA片段。主要在染色体上 三、基因控制蛋白质合成： 1、转录：

（1）概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。（注：叶绿体、线粒体也有转录） （2）过程（看书）

（3）条件：模板：DNA的一条链（模板链）

原料：4种核糖核苷酸 能量：ATP

酶：解旋酶、RNA聚合酶等

（4）原则：碱基互补配对原则（A—U、T—A、G—C、C—G）

（5）产物：信使RNA（mRNA）、核糖体RNA（rRNA）、转运RNA（tRNA） 2、翻译：

（1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。（注：叶绿体、线粒体也有翻译） （2）过程：（看书） （3）条件：模板：mRNA

原料：氨基酸（20种） 能量：ATP 酶：多种酶

搬运工具：tRNA

装配机器：核糖体

（4）原则：碱基互补配对原则 （5）产物：多肽链 3、与基因表达有关的计算

基因中碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数 = 6：3：1

考点四、基因对性状的控制 1、基因控制性状的方式：

通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状； 2、中心法则

通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。

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考点五、人类基因组计划及其意义

计划：完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图、和全部碱基的序列测定。

意义：可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，对于人类疾病的诊治和预防具有重要的意义。

考点六、人类对遗传物质的探索过程

1.格里菲斯的肺炎双球菌转化实验证明有转化因子的存在，但不能确定转化因子是谁。（P53积极思维）

2.艾弗里通过肺炎双球菌的转化实验证明：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

3.赫尔希和蔡斯完成了噬菌体侵染大肠杆菌实验，使人们才确信DNA是遗传物质。（P55积极思维） 4.通过研究分析发现：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。

考点七、DNA分子结构的主要特点

1.DNA分子是由两条链组成。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 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；碱基排列在内侧

3.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律：A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。碱基之间这中一一对应的关系叫做碱基互补配对原则

考点八、基因和遗传信息的关系 ⑴DNA分子的多样性和特异性

1、多样性：遗传信息蕴藏在四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 2、特异性：碱基的特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异性。

⑵DNA、基因和遗传信息

基因是有遗传效应的DNA片段，遗传信息蕴藏在DNA上的四种碱基排列顺序之中。

考点九、DNA分子的复制

⑴DNA分子复制的过程及特点

1、过程：DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。这一过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期，随着染色体的复制而完成的。

2、复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。然后以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的四种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断的延伸。同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构，分别形成一个新的DNA分子。

3、特点：复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中去。

⑵DNA分子复制的实质及意义

实质：DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确的进行。 意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。

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