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1、专题九 基因的本质基因：有遗传效应的DNA片段（一）肺炎双球菌的转化实验（一）肺炎双球菌的转化实验1、实验材料：肺炎双球菌（原核生物）R型：无荚膜、无毒S型：有荚膜、有毒2、英国格里菲斯的实验（体内转化）结论：S型菌具有“转化因子”一、一、DNADNA是遗传物质的实验证据是遗传物质的实验证据3、艾弗里的实验（体外转化）结论：转化因子是DNA，DNA是遗传物 质（二）（二） 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验1、噬菌体：寄生于细菌的病毒S蛋白质外壳 DNA噬菌体结构：2、噬菌体侵染过程：吸附 注入 合成 组装 释放（既有DNA复制，又有蛋白质合成）用放射性同位素用放射性同位素3535S S
2、标记噬菌体外壳蛋白质标记噬菌体外壳蛋白质细菌内无放射性细菌内无放射性子代噬菌体无子代噬菌体无放射放射性性用放射性同位素用放射性同位素3232P P标记内部标记内部DNADNA细菌内有放射性细菌内有放射性子代噬菌体子代噬菌体有放射性有放射性4、实验过程第一组第一组 实验实验第二组第二组 实验实验亲代亲代 噬菌体噬菌体35 35 S S标记标记 蛋白质蛋白质32 32 P P标记标记 DNADNA寄主寄主 细胞内细胞内无35S标 记蛋白质有32P标 记DNA子代子代 噬菌体噬菌体外壳蛋白 质无35SDNA有 32P标记艾弗里的实验： （1） 实验思路：将DNA和蛋白质分开，单独、直接地观察 DNA
3、的作用。 （2） 注意区分对照组和实验组：加入S型菌DNA的为实验组，而加入其他物质 的为对照组。噬菌体侵染细菌的实验： 实验思路：通过同位素标记DNA和蛋白质特有的 元素，将DNA和蛋白质分开1、大多数生物以DNA为遗传物质真核、原核生物 、某些病毒二、DNA是主要的遗传物质2、某些病毒以RNA为遗传物质相关练习： 1、肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀 死的有毒S型细菌和无毒R型细菌混合后 注入小鼠体内，结果在小鼠体内找到了下 列类型的哪种细菌（ ）A、有毒R型 B、有毒S型C、无毒S型 D、有毒S型和无毒R型D 2、如图表示用同位素32P、35S分别分别 标记T2噬菌体的DNA和大肠杆菌的
4、蛋白 质（氨基酸），然后进行“噬菌体侵染细 菌的实验”，侵染后产生的子代噬菌体与 母代噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体 的DNA分子和蛋白质分子中肯定不含有 的标记元素是（ ）A、 31P B、 32P C、 32S D、 35SCS32S31P蛋白质35S32PDNA蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱 氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然 后在不含放射性标记的培养基中继续分裂 至中期，其染色体的放射性标记分布情况 是（ ）A、每条染色体的两条单体都被标记B、每条染色体都有一条单体被标记C、只有半数的染色体中一条单体被标记D、每条染色体的两条单体都不被标记B三、DNA分子的结构1、DNA分子
5、的化学组成：（1）元素组成：C、H、O、N、P （2）基本单位：脱氧核苷酸三、DNA分子的结构1、DNA分子的化学组成：（1）元素组成：C、H、O、N、P （2）基本单位：脱氧核苷酸2、DNA的空间结构：规则的双螺旋AAAAAAT TT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC3、DNA分子的结构特点：（2） 外侧：磷酸、脱 氧核糖交替连接 构成基本骨架；（1）反向平行的双链；AAAAT TT TGGGGGGGGCCCCCCAAT TCC碱基对内侧:碱基对碱基对（3）2条链上的碱基通 过氢键形成碱基对碱基互补配对原则碱基互补配对原则A与T配对 GG与与C C配对配对T TAA3、DN
6、A平面结构：a、基本骨架稳定不变； b、两条链上的碱基通过氢键互补配对 ，相互制约。 DNADNA分子具稳定分子具稳定性性4、DNA的结构特性 DNADNA分子具多样分子具多样性性4n (n代表碱基对数) DNADNA分子具特异分子具特异性性DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息， 所以每一个DNA都有其特定的碱基对排列顺序。双链DNA分子中，两互补碱基相等；（A=T;G=C）5、规律总结：A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链（DNA分子各种碱基的数量关系） （1）互补碱基 ： A+T G+CA 2 +T 2 G 2 +C 2A 1+T 1 G 1+C 1=
7、 n双链DNA分子中A+T/G+C等于其中 任何一条链的A+T/G+C。=nA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链=n5、规律总结：A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链A=T， C=G A+G=T+C =A+C=T+G= 50%（ A+G+T+C） 任意两个非互补碱基之和恒等，各占碱基总数 的50%。（DNA分子各种碱基的数量关系） （2）非互补碱基： 双链DNA分子中，互补的两条链 中A+G/T+C互为倒数。1 nA2+G2T2+C2=T1+C1=nA1+G1A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链半保留复制
8、：复制一次解旋酶催化（氢键断裂）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）复制 :以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）子链（新链）子代DNA:同时进行(边解旋边复制）组成四、DNA分子复制的过程及其特点3. .场所：2.时间：有丝分裂间期有丝分裂间期减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期1.概念：以亲代以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程的过程间期间期真核生物：细胞核、叶绿体、线粒体原核生物：拟核或细胞质病毒：在宿主细胞内四、DNA分子复制的过程及其特点4.过程: : (1)(1)解旋解旋 (2)(2)以母链为模板，合成互补子链以母链为模板，合成
9、互补子链 (3)(3)形成形成2 2个新的个新的DNADNA分子分子5.条件: :(1)(1)模板：亲代模板：亲代DNADNA的两条单链的两条单链 (2)(2)原料：脱氧核苷酸原料：脱氧核苷酸 (3)(3)能量：能量：ATPATP (4)(4)酶：解旋酶、酶：解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶四、DNA分子复制的过程及其特点6.特点: （1）边解旋边复制 （2）半保留复制 （3）多起点复制7.意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗 传信息的连续性。)DNA个数:2n（n=复制次数）2）含母链的DNA数量及比例2 22 2n23）含母链的脱氧核苷酸链数 占总链数比4）复制n次消耗原料的量： a
10、（）5）复制第n次消耗原料的量：a思维拓展其中，a为DNA分子中某种脱氧核苷酸的数量，n是复制次数第n次减去第n-1次第一代第二代第三代第四代无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子 永远只有两条染色体DNA基因脱氧核 苷酸染色体是DNA 的主要载体DNA是主要的 遗传物质基因是有遗传效 应的DNA片断基因中的脱氧核苷 酸排列顺序代表着 遗传信息每个染色体上有 一个DNA分子每个DNA分子 上有许多基因每个基因由许多 脱氧核苷酸组成五、基因的表达五碳糖碱基脱氧核苷酸脱氧核糖核糖核苷酸基本单位核糖A T G C A U G C 规则的双螺旋一般是单链，且较 DNA短，可穿过核孔结构特点RN
11、ADNA分布主要在细胞核 少量在细胞质主要在细胞质 少量在细胞核（如核仁）一、遗传信息的转录：1、DNA与RNA的比较（见表格）2、RNA的种类 信使 RNA(mRNA)核糖体 RNA(rRNA)转运 RNA(tRNA)DNA(基因)蛋白质RNA转录翻译基 因 指 导 蛋 白 质 合 成 的 过 程转录转录翻译译场场所模板碱基互补补 配对对原料产产物细胞核细胞质（核糖体）4种核糖核苷酸20种氨基酸DNAmRNA GCAU、TA、CGmRNAtRNA GCAU、UA CGDNA分子的一条链mRNAmRNA多肽（还需加工）四、碱基和氨基酸的对应关系1、密码子（1） 概念：mRNA上决定氨基酸的三个
12、相邻的碱基。（2） 特点：a、一个密码子决定一种氨基酸b、有的氨基酸有多种密码子c、 决定氨基酸的密码子有61种 （除去3个终止密码子）2、反密码子（1）概念：tRNA一端可以与mRNA上密码子互补配对的 3个 碱基。（2）特点：每种tRNA只能识别一种氨基酸五、小结DNA （ 基因）转录mRNA翻译蛋白质（表现出性状） 2、涉及的细胞结构：细胞核、核糖体、线粒体 1、遗传信息的流动方向：遗传信息是指基因（DNA）上脱氧核苷酸 的排列顺序；遗传密码是指mRNA上的核糖核苷酸的排 列序列。 3、遗传信息和遗传密码的区别：4、 DNA （基因）、 mRNA上碱基数与氨基 酸的数量之间的关系为6 ：
13、3：1项项目位置作用遗传遗传 信息在DNA上决定氨基酸的排列顺顺序，起间间 接作用密码码子在mRNA上直接控制蛋白质质的氨基酸的排 列顺顺序反密码码子在tRNA上 识别识别 密码码子3、遗传信息、密码子和反密码子的作用根据DNA复制、基因指导蛋白 质合成过程，画一张遗传信息 的传递方向图动动手一、中心法则的提出及其发展 1、1957年克里克提出中心法则：转录转录翻译翻译DNADNARNARNA蛋白质蛋白质n个基因（脱氧核苷酸序列 ）核糖核苷酸排列序列遗传信息遗传密码氨基酸序列资料分析：并写出遗传信息的 传递方向 1、1965年，科学家在RNA肿瘤病毒 里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能
14、对DNA进行复制一样，RNA复 制酶能对RNA进行复制。RNA RNA RNA复制酶 2、1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA 为模板合成DNA。RNA DNA 逆转录酶3、1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增 值引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相 同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错 误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形 成。蛋白质 蛋白质 1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心 法则，为什么？2、作为生物学的核心规律之一，中心法则应该全面 地反映遗传信息的传递规律。根据上述资料，你认为 传统的中
15、心法则是否需要修改？如果需要，应该怎样 修改？3、请根据讨论结果，修改原中心法则图解，建议 用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确 的结论。没有，实验证据指出了原有的中心法则没包含的遗传 信息的可能传递途径，是对中心法则的补充而非否定转录转录翻译翻译DNADNARNARNA蛋白质蛋白质逆转录逆转录3. 中心法则的地位：是生命体系中最核心、 最简约、最本质的规律二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系 基因控制蛋白质的合成到底与基因控制生物的性状有什么关系呢？请阅读P69 P70的内容:1、 豌豆的圆粒与皱粒2、 人的白化病3、 囊性纤维病4、 镰刀型贫血症二、基因、蛋白质
16、与性状的关系DNA中插入了一段外来的DNA序 列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得 皱缩（性状：皱粒）编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显 得圆鼓鼓（性状：圆粒）白 化 病白化病是一 种较常见的皮肤 及其附属器官黑 色素缺乏所引起 的疾病。这类病人通 常是全身皮肤、 毛发、眼睛缺乏 黑色素，表现出 怕光等行为 人的白化病人的白化病控制酶形成的基因异常控制酶形成的基因正常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病表现正常由这二个实例大家可以总结出什么共同点？结论：基因通过控制酶或激素的合成来 控制代谢的过程，进而控制生物体的性状m氨基酸
