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1、高中生物必修二 第三章 基因的本质一、基因本质的证明过程1、艾弗里的肺炎双球菌的转化实验 （1）肺炎双球菌的毒性S型细菌：菌体表面有多糖类的荚膜，形成的菌落表面光滑（smooth），有毒性R型细菌：菌体表面没有荚膜，形成的菌落表面粗糙（rough），无毒性（2）体内转化实验R型活细菌注射活鼠小鼠不死亡S型活细菌注射活鼠小鼠死亡，从体内分离出S型活细菌加热后杀死的S型死细菌注射活鼠小鼠不死亡加热后杀死的S型死细菌和R型活细菌混合后注射活鼠小鼠死亡，从体内分离出S型活细菌和R型细菌得到推论：被加热杀死的S型细菌中，含有某种促成这一转化的活性物质“转化因子”，这种转化因子将无毒的R型活细菌转化为S型
2、活细菌。（3）体外转化实验往含有R型活细菌的培养基中加入S型菌的DNA R型菌和S型菌往含有R型活细菌的培养基中加入S型菌的蛋白质或荚膜多糖 R型菌往含有R型活细菌的培养基中加入S型菌的DNA和DNA酶 R型菌结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，而蛋白质不是。（即DNA是遗传物质）（4） 转化的实质是基因重组而不是基因突变，R型细菌吸收了S型细菌的DNA，整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得新的遗传信息，表现出S型细菌的性状。（5） 发生转化的只有少部分R型细菌2、艾弗里的噬菌体侵染大肠杆菌实验（1）噬菌体(高中所学唯一的DNA病毒)结构:DNA(含有P)和蛋白质外壳(含有S)
3、增殖方式:侵染大肠杆菌后，利用大肠杆菌内的物质合成自身组成成分，进行大量增殖，达到一定数量后，大肠杆菌裂解释放大量噬菌体（2）方法:同位素标记法（3）实验过程:注意:应先在含有放射性同位素或放射性同位素的培养基中培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养噬菌体，从而得到蛋白质含有或DNA含有的噬菌体。混合后要经过短时间的保温(保证DNA注入细菌且细菌不能裂解)并不断搅拌(使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离)搅拌后离心(让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌)（4）实验结论:噬菌体侵染细胞时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲
4、代的DNA遗传的，DNA是真正的遗传物质。（不能证明蛋白质不是遗传物质）3、DNA是主要的遗传物质绝大多数生物以DNA为遗传物质RNA病毒以RNA为遗传物质(烟草花叶病毒、SARS病毒、HIV病毒、禽流感病毒等)二、 DNA分子的结构（双螺旋结构）1、提出者：沃森和克里克2、基本单位:4种脱氧核苷酸（A、G、C、T）3、主要特点：（1）由两条脱氧核苷酸链构成，反向平行盘旋形成双螺旋结构（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，通过磷酸二酯键连接，排列在外侧，构成基本骨架；（3）碱基排列在内侧，通过氢键连接成碱基对（4）碱基配对的原则：碱基互补配对原则腺嘌呤（A）一定与胸腺嘧啶（T）配对，由2
5、个氢键连接（轮廓为尖型）鸟嘌呤（G）一定与胞嘧啶（C）配对，由3个氢键连接（轮廓为圆形）【AT碱基对与GC碱基对具有相同的形状和直径，组成的DNA分子具有稳定的直径】（5） GC碱基对的比例越高，DNA分子越稳定（原因：有3个氢键）4、 相关关系（1） 每个DNA分子中，有2个游离磷酸基团；（2） 脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数；（3） 单链中相邻的碱基通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接（4） 碱基的计算规律互补的两个碱基数量相等A=T、C=G任意两个不互补的碱基数量之和占总碱基数的50%A+G= A+C= G+T= C+T= (A+G+C+T)/2在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意
6、一条链中以及整个DNA分子中都相等 在一条链中A+T或C+G所占比例为n%，则在另外一条链上以及整个DNA分子中，A+T或C+G所占比例都为n%非互补碱基之和所占比例在两条链中互为倒数若一条链中：A1+G1/T1+C1=m；则在另一条链中A1+G1/T1+C1=1/m三、 DNA的半保留复制1、 提出者：沃森和克里克2、 半保留复制：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因而被称为半保留复制。3、 主要场所：细胞核（细胞质中叶绿体、线粒体中也可以发生）4、 时期：有丝分裂间期和减速第一次分裂前的间期5、 特点：边解旋边复制 半保留复制6、 过程：（1）解旋：利用细胞提供的
7、能量，在解旋酶的作用下，把双链解开（断开氢键）（2）合成子链：各自合成与母链互补的一段子链模板：解开的每一段母链原料：细胞中游离的4中脱氧核苷酸原则：碱基互补配对原则酶：DNA聚合酶（3） 形成两个子代DNA分子：每条新链和与之对应的模板链盘绕成双螺旋结构。（4） 结果：一个DNA分子经过复制形成了两个完全相同的DNA分子。7、 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。8、 复制能够精确地进行，原因在于：DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板碱基互补配对原则保证了复制能够精确进行9、 半保留复制的实验依据（大肠杆菌）（1） 实验方法：同位素
8、示踪法、离心技术（2） 实验原理：两条链都含的DNA分子密度大；两条链都含的DNA分子密度小；一条链含、一条链含的DNA分子密度居中（3） 实验预测：重带（密度最大）：两条链都含的DNA分子中带（密度居中）：一条链含、一条链含的DNA分子轻带（密度最小）：两条链都含的DNA分子（4） 结果分析：未繁殖立即提取DNA，离心全为重带细胞分裂一次后提取DNA，离心全为中带细胞分裂两次后提取DNA，离心一半中带，一半轻带细胞分裂多次后提取DNA，离心出现中带、轻带且轻带的比例更大（5） 实验结论：DNA的复制是以半保留复制的方式进行的。10、 影响DNA复制的外界因素（1） 温度、PH值影响酶活性影响
9、DNA复制（2）氧气浓度影响细胞呼吸影响能量供给影响DNA复制11、 关于DNA分子复制的相关计算将一个被标记的DNA转移到含的培养基中培养复制若干代;（1） 子代DNA分子数：个无论复制多少次，含有的DNA分子始终都是2个含有的DNA分子有个只含有的DNA分子有个（2） 子代DNA分子的脱氧核苷酸链总链数：条无论复制多少次，含有的脱氧核苷酸链总链数始终都是2条含有的脱氧核苷酸链总链数有个（3） 消耗的脱氧核苷酸数：亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸a个经过n次复制，共消耗的该种脱氧核苷酸为个第n次复制，消耗的该种脱氧核苷酸为个四、基因与DNA的关系1、遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中。2、基因是具有遗传效应的DNA片段。3、DNA分子的多样性和特异性：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。碱基特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异性。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。4、 染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系：a：4种脱氧核苷酸b：基因c：DNAd：染色体5、 人类基因组计划：（1）目的是测定人类基因组的全部DNA序列（2）测定24条染色体，包括22条常染色体+X+Y。（3）中国是参与这一计划唯一的发展中国家，承担其1%的测序任务。
