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1、第第 4 4 章章 遗传的分子基础遗传的分子基础 教学内容及考纲要求教学内容及考纲要求 知识内容等级要求 1、人类对遗传物质的探索过程C 2、DNA 分子结构的主要特点B 3、基因和遗传信息的关系B 4、DNA 分子的复制B 5、遗传信息的转录和翻译B 一、一、DNA 是主要的遗传物质是主要的遗传物质 1、证明 DNA 是遗传物质的两大经典实验的分析 （1）肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 格里菲思的实验结论： ； 艾弗里的实验结论： ； 转化的实质： 在肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的 S 型细菌和活的 R 型细菌混合后注射到小鼠体 内小鼠死亡，死亡小鼠体内既有活的 R 型细菌，又
2、有活的 S 型细菌。原因是加热杀死的 S 型 细菌体内的转化因子促使活的 R 型细菌转变成活的 S 型细菌。这种转化属于基因重组基因重组。 （2）赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验重要方法： 如何获得 35S 标记的噬菌体？ 如何获得 32P 标记的噬菌体？ 噬菌体侵染细菌的实验：离心时进入上清液中的是重量较轻的噬菌体颗粒，如末感染的 噬菌体，噬菌体蛋白质外壳，感染后释放出来的噬菌体；沉淀物中则是被噬菌体感染的细 菌。 用 35S 标记的噬菌体侵染细菌实验现象：上清液 ；沉淀物： ； 用 32P 标记的噬菌体侵染细菌实验现象：上清液 ；沉淀物： ； 实验的关键操作是： 。
3、实验结论： 。 2、生物的遗传物质 绝大多数生物（只要有细胞结构的生物）遗传物质都是： ；病毒的遗传物 质是： ，所以DNADNA 是主要的遗传物质是主要的遗传物质。 【例例 1】有人试图通过实验来了解 H5N1 禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如下： 一段时间后，检测子代 H5N1 病毒的放射性及 S、P 元素，下表中对结果的预测中，最可能发 生的是 （ ） 选项放射性S 元素P 元素 A全部无全部 32S 全部 31P B全部有全部 35S 多数 32P，少数 31P C少数有全部 32S 少数 32P，多数 31P D全部有全部 35S 少数 32P，多数 31P 二、二、DNA
4、的分子结构与复制的分子结构与复制 1、比较 DNA、RNA、蛋白质的分子结构 DNARNA蛋白质蛋白质 基本元素 基本单位 （ 种） （ 种） （ 种） 形成方式 及场所 结构 结构 特性：多样性 、特异性 多样性原因：（4 个方面） 功能 （5 点） 一个含有 4000 个碱基（或 4000 个碱基对）的 DNA 片段，排列方式分别有 、 种 2 2、DNA 的复制的复制 （1）模板： ；原料： ；酶： 。 （2）特点： 、 。 （3）有关公式： 某 DNA 分子共有 a 个碱基对，其中含胞嘧啶 m 个，则该 DNA 分子复制 3 次，需要游离的胸 腺嘧啶脱氧核苷酸为 ，第 3 次需要游离的
5、胸腺嘧啶脱氧核苷酸为 ；复制 n 次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为 ，第 n 次需要游离的胸腺 嘧啶脱氧核苷酸为 。 （4）PCR 技术（DNA 聚合酶链式反应技术）：其原理是利用 DNA 半保留复制的特性，在试 管中进行 DNA 的人工复制（如下图） ，在很短的时间内，将 DNA 扩增几百万倍甚至几十亿倍。 通过 PCR 技术使 DNA 分子大量复制时，若将一个用 15N 标记的模板 DNA 分子（第一代） 放入试管中，以 14N 标记的脱氧核苷酸为原料，连续复制到第五代时，含15N 标记的 DNA 分 子占全部 DNA 数的比例为 ，含 15N 标记的单链数占总单链数的比例为 。 在 P
6、CR 扩增仪中进行 DNA 自动扩增时，若起始时有 a 个 DNA 分子，连续扩增 n 代，可形成 个 DNA 分子。 下列有关 PCR 技术的叙述正确的是 （ ） A作为模板的 DNA 序列必须不断的加进每一次的扩增当中 B作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断的加进每一次的扩增当中 C反应需要的 DNA 聚合酶必须不断的加进反应当中 D反应需要的 DNA 连接酶必须不断的加进反应当中 3 3、DNADNA 的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定 （1 1）实验原理：）实验原理： 鸟类血液中红细胞有细胞核，细胞核内 DNA 与蛋白质结合成染色质。 （1）利用 DNA 在 0.14mol/L 的氯化钠溶液中溶
7、解度最低，而蛋白质此时的溶解度高的特点，可使 DNA 与蛋白 质分离，形成沉淀析出，通过过滤，得到初提取的滤出物 DNA。 （2）再利用 DNA 不溶于酒精， 但细胞中的其他物质可溶于酒精的特点，进一步提取出含杂质较少的 DNA。 （2 2）实验方法步骤：）实验方法步骤： （若用织物组织材料，需怎么处理？ ） 【例例 2 2】在“噬菌体侵染细菌”的实验中，如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中， 则获得侵染噬菌体的方法是 （ ） A用含 35S 的培养基直接培养噬菌体 B用含35S 的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌 体 C用含 32P 培养基直接培养噬菌体 D用含32P 的培养基培养细
8、菌，再用此细菌培养噬菌 体 【例例 3 3】已知病毒的核酸有双链 DNA、单链 DNA、双链 RNA、单链 RNA 四种类型。现发现了 一种新病毒，要确定其核酸属于上述那一种类型，应该 （ ） A分析碱基类型，确定碱基比率 B分析碱基类型，分析核糖类型 C分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型 D分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类 型 【例例 4 4】某双链 DNA 分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的 54%，其中 a 链的碱基中， 22%是腺嘌呤，28%是胞嘧啶，则 b 链中腺嘌呤占该链碱基的比例和胞嘧啶占整个 DNA 分子 提取细胞核物质：利用细胞吸水破裂，细胞核内物质释放出来，后用纱布
9、过滤取其滤液。 溶解核内 DNA：在滤液中加 2mol/L 的 NaCl 溶液并搅拌，使染色质中 DNA 与蛋白质分离， DNA 充分溶解。 析出 DNA：向烧杯中加蒸馏水并搅拌，由于 DNA 溶解度下降而析出白色丝状黏稠物。 DNA 黏稠物再溶解：在烧杯中用 2mol/L 的 NaCl 溶液溶解 DNA。 提取较纯净的 DNA：滤液中加冷却的无水乙醇，用玻璃棒沿一个方向搅拌并卷起丝状的 DNA。 DNA 的鉴定：取两试管各加 2mol/L 的 NaCl 溶液 5ml，将 DNA 充分溶解于其中一试管， 然后向两试管各加入二苯胺试剂 4ml，混匀沸水浴中加热 5min 后冷却，可 发现 DNA
10、 与试剂反应使溶液呈现蓝色。 滤取 DNA 黏稠物：用多层纱布过滤。 过滤含 DNA 的 NaCl 溶液：用两层纱布过滤。 碱基的比例分别为 （ ） A24%、13% B23%、27% C48%、26% D22%、28% 三、基因与遗传信息三、基因与遗传信息 1、基因是有 的 DNA 片段；基因是控制生物性状的遗传物质结构和功能的基本单位。 2、基因中的 代表了遗传信息；基因的主要载体是 。 3、1 条染色体上（未复制）含 个 DNA 分子，含 个基因，基因在染色体上 呈线性排列。 4、等位基因： 染色体的 位置上，控制 性状的基 因。 四、基因指导蛋白质的合成四、基因指导蛋白质的合成 1、基
11、因控制蛋白质的合成、基因控制蛋白质的合成 基因的表达是通过 DNA 控制蛋白质的合成来实现的，包括 和 两个阶段。 转转 录录翻翻 译译 模板 原料 场所 酶、工具 配对 同 之间 同 之间 产物 密码子：遗传学上把 上决定一个氨基酸的 碱基，叫做一个“密码 子” ；共有 种，其中能决定氨基酸的有 种，不能决定氨基酸的有 种； “反密码子”把 上与 互补配对的 3 个相邻碱基叫做“反密码子” ； 辨析：不同的密码子可能决定的是同一种氨基酸，一种氨基酸可能由多种密码子决定。 （ ） 一种 tRNA 只能转运一种氨基酸，而一种氨基酸可能由多种 tRNA 转运。 （ ） 指出 PCR 技术与转录过程
12、的三个不同之处（提示：从模板、原料、酶、配对方式比较） 。 。 。 2、基因对性状的控制、基因对性状的控制 （1）间接控制间接控制：基因通过控制 的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的； 如：一个人由于基因不正常而缺少 ，就不能合成黑色素，而表现出白化症状。 （2）直接控制直接控制：基因通过控制 来直接控制生物体的性状，如：血红蛋白。 【例例 5 5】尿嘧啶核糖核苷（简称尿苷）在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸。如果选用含 有 3H尿嘧啶核糖核苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，几小时后检测小肠绒毛，整个小肠 黏膜层上均有放射性出现。下列与之密切相关的过程是 （ ） ADNA 复制 B基因突变
13、C翻译 D转录 【例例 6 6】 （多选题）RNA 的功能是 （ ） A作为某些病毒的遗传物质 B作为某些细菌的遗传物质 C催化某些代谢反应 D作为基因表达的直接模板 【例例 7 7】细胞内的转录过程，需要很多条件，如需要原料核糖核苷酸。请写出绿色植物细胞 内与转录形成信使 RNA 直接有关的其他三种有机物的名称、形成部位及作用： （1）有机物的名称 ，形成部位 ，作用 。 （2）有机物的名称 ，形成部位 ，作用 。 （3）有机物的名称 ，形成部位 ，作用 。 参参考考答答案案： 例题： 15 DDAAD 6 ACD 7、(1)DNA 细胞核、叶绿体、线粒体 (写出一个可得分 ) 模板 A e Q(2)酶 核糖体 (答细胞质也得分 ) 催化 （3）ATP 细胞质基质、叶绿体、线粒体(写出一个可得分 ) 供能
