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专题四遗传的分子基础【探索遗传物质的过程】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（看书）3、实验证明：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”。二、1944年艾弗里的实验：1、实验过程：分析：实验的思路：将S菌的DNA和蛋白质等物质分开，分别单独观察它们的作用2、实验证明：DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。（即：DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质）3、从变异的角度看，R菌转化成S菌，属于基因重组（R菌的DNA中插入了可表达的外源DNA）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（看书）1)实验方法：同位素标记法2)如何标记噬菌体：用被标记的细菌培养噬菌体（注意不能用培养基直接培养噬菌体）3)搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离4)离心的目的：使上清液析出噬菌体，沉淀物中留下大肠杆菌5)对照：两组实验之间是相互对照6)误差分析：35S标记蛋白质，搅拌不充分，会使沉淀物中放射性升高32P标记DNA，若保温时间太短或过长，会使上清液中放射性升高；3、实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。（即：DNA是遗传物质）（该实验不能证明蛋白质不是遗传物质）四、1956年烟草花叶病毒感染烟草实验证明：在只有RNA的病毒中，RNA是遗传物质。五、小结：细胞生物（真核、原核）非细胞生物（病毒）核酸DNA和RNADNARNA遗传物质DNADNARNA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。【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、P2、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）④两条链之间通过氢键连接，一条链中相邻的碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”连接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：A=T、G=C②任意两个不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③互补碱基之和在一条链、互补链及整个DNA分子中所占比例相同④不互补碱基之和所占比例在两条链中互为倒数二、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：ATP④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：①DNA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。②由于复制差错而出现基因突变，为生物进化提供原材料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，复制n次，所需某核苷酸数：a*（2n-1）第n次复制，需a*2n-1（a为所求核苷酸在模板DNA分子中的数量）11、证明DNA分子半保留复制的实验的方法：密度梯度离心，利用了同位素标记法【基因控制蛋白质的合成】一、RNA的结构：1、组成元素：C、H、O、N、P2、基本单位：核糖核苷酸（4种,如图）3、结构：一般为单链（tRNA有氢键）4、分类：mRNA、tRNA、rRNA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：RNA聚合酶（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、码子：位于mRNA上，共64种，61种决定氨基酸，所以有61种tRNA，3种终止密码子不决定氨基酸，2种起始密码子能编码氨基酸，一种氨基酸对应多种密码子（简并性），生物界公用一套遗传密码4、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=6：3：1四、基因对性状的控制1、中心法则2、基因控制性状的方式：（1）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）通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。