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1、第3章 基因的本质【学习目标导引】1、总结人类对遗传物质的探索过程。2、搜集DNA分子结构模型建立过程的资料，并进行讨论和交流。3、概述DNA分子结构的主要特点。4、制作DNA分子双螺旋结构模型。5、概述DNA分子的复制。6、说明基因和遗传信息的关系。第1节 DNA是主要的遗传物质【知识要点提炼】1、肺炎双球菌的转化实验（1）格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：向小鼠注射R型活细菌，小鼠活；向小鼠注射S型活细菌，小鼠死；向小鼠注射加热杀死的S型细菌，小鼠活；向小鼠注射R型活细菌加热杀死的S型细菌，小鼠死，且从死鼠中分离得到了S型活细菌。实验表明无毒性的R型活细菌在与被加热杀死的S型细菌混合后，R型
2、的活细菌转化为S型活细菌，而且这种转化是可以遗传的。培养格里菲思的推论是：在已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促进这一转化的活性物质“转化因子”，这种转化因子将无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型活细菌。培养培养（2）艾弗里证明DNA是遗传物质的实验：R型菌S型菌的DNAR型菌S型菌；R型菌S型菌的蛋白质或S型菌的荚膜多糖只有R型菌；R型菌S型菌的DNADNA酶只有R型菌。结论：DNA才是使R型活细菌产生稳定遗传变化的物质。2、噬菌体侵染细菌的实验（1）噬菌体的结构组成：由蛋白质外壳和DNA组成。（2）赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的噬菌体侵染细菌的实验（见下表）
3、。实验T2噬菌体实验过程检测结果（噬菌体上）第一组35S标记蛋白质与细菌混合培养；在搅拌器中搅拌；然后离心；检测上清液和沉淀物中的放射性物质。无放射性物质存在第二组32P标记DNA放射性物质主要存在处（3） 结论：DNA是遗传物质3、 烟草花叶病毒实验 分别将烟草花叶病毒的RNA及蛋白质去感染烟叶，发现只有RNA能使烟叶出现病斑。因此，这些病毒中，RNA是遗传物质。总结：绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。 第2节 DNA分子的结构【知识要点提炼】1、DNA双螺旋结构模型的特点DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链螺旋，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四
4、种碱基。磷酸脱氧核糖构成的骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部。腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。2、DNA分子的结构DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。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。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：AT、GC配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。3、DNA的结构特性 (1)多样性:碱基对的排列顺序多种多样 (2)特异性:每种生物的DNA都有特定的碱基排列顺序 （3）稳定性：DNA中脱氧核糖和磷
5、酸交替连接的方式不变 ；两条链间碱基互补配对及形成氢键的方式不变 4、DNA分子中碱基之间的数量关系 嘌呤数等于嘧啶数 嘌呤数或嘧啶数是碱基总数的一半 双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半 第3节 DNA的复制【知识要点提炼】1、对DNA分子复制的推测复制时，DNA分子的双螺旋解开，互补的碱基之间氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。DNA的复制方式为半保留复制，即新合成的每个DNA分子中，都保留了原
6、来DNA分子中的一条链（模板链）。2、DNA分子复制的过程DNA的复制是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。复制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。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地进行。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。 第4节 基因是有遗传效应的DNA片段【知识要点提炼】1、基因与DNA的关系基因位于染色体上，染色体是基因的主要载体。作为主要遗传物质的DNA也位于染
7、色体上，1条染色体中有1个DNA分子。一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应基因是有遗传效应的DNA片段。2、DNA片段中的遗传信息DNA分子中的遗传信息蕴含在4种碱基的排列顺序之中，组成DNA分子的碱基虽然只有4种，但是，碱基对的排列顺序是千变万化的，碱基序列的多样性构成了DNA分子的多样性，DNA分子因而能够储存大量的遗传信息。而碱基的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。 单元练习一、选择题1、格里菲思指出的“转化因子”，后来被艾弗里证实了它的化学成分是（）（A）DNA（B）多糖（
8、C）脂质（D）蛋白质2、用DNA酶处理过的S型细菌不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述中，不正确的是 （）（A）这个实验的目的是为了证实DNA的分解产物不是遗传物质（B）这个实验能从反面证实DNA是遗传物质（C）这个实验能够证实DNA的分解产物不是“转化因子”（D）这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一3、噬菌体侵染细菌后形成子代噬菌体。这些子代噬菌体的蛋白质外壳的原料来自于（）（A）亲代噬菌体外壳 （B）子代噬菌体外壳（C）噬菌体的化学成分 （D）细菌内的化学成分4、用同位素35S标记噬菌体的蛋白质外壳、32P标记其核酸分子。该噬菌体感染普通大肠杆菌，结果绝大多数子代噬菌体
9、中（）（A）有35S （B）有32P （C）有35S和32P （D）没有35S和32P5、下列结论中，不能通过噬菌体侵染细菌的实验证实的是（）DNA是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 DNA是主要的遗传物质RNA也可能是遗传物质 DNA可以自我复制 DNA能指导蛋白质合成（A） （B） （C） （D）6、下列说法中正确的是（）（A）肺炎双球菌的转化实验证明了DNA是主要的遗传物质（B）噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质（C）从烟草花叶病毒中提取出来的RNA能使烟草感染病毒，证明RNA是遗传物质，而DNA不是遗传物质（D）生物体内的DNA和RNA都是遗传物质7、病毒的遗传
10、物质（）（A）都是DNA （B）都是RNA（C）是DNA和RNA （D）是DNA或RNA8、下列有关DNA是双螺旋结构主链特征的表述中，哪一项是错误的（）（A）两条主链方向相同且保持平行（B）由脱氧核糖与磷酸交互排列而成（C）两条主链排在外侧且极为稳定（D）两条主链按一定的规则盘绕成双螺旋9、DNA分子有不变的基本骨架，其构成是（）（A）脱氧核糖和磷酸连结而成（B）由核糖和磷酸交替连结而成（C）由碱基遵循互补配对原则形成（D）由一条脱氧核苷酸链构成10、在DNA分子的一条链中，（G+C）/（A+T）911，那么其互补链中（G+C）/（A+T）比例是（）（A）911 （B）119 （C）1120
11、 （D）111、在双链DNA的分子中，有腺嘌呤P个，占全部碱基的比例为NM（M2N），则该DNA分子中鸟嘌呤的个数为（）（A）PM（NP） （B）PM（2NP） （C）PM2N （D）P12、某双链DNA分子共有含氮碱基1400个，其中一条单链上的（A+T）（C+G）=25，则该DNA分子连续复制两次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（）（A）400个 （B）600个 （C）1200个 （D）1600个13、制作DNA分子平面结构模型时，连接两条脱氧核苷酸链必须遵循（）（A）相等原则（B）相加原则（C）相同原则（D）碱基互补配对原则14、实验室内模拟DNA复制所需的一组条件是（）相关的酶能
12、量DNA模板游离的脱氧核苷酸适宜的温度和酸碱度适宜的光照（A）（B）（C）（D）15、一个DNA分子复制完毕后，新形成的DNA子链（）（A）是DNA母链的片段（B）与DNA母链之一完全相同（C）与DNA母链稍有不同（D）与DNA母链相同，但T为U所取代二、非选择题1、回答下列有关肺炎双球菌转化实验的问题：（1）写出如下实验处理的实验结果：实验处理实验结果R型细菌注射实验鼠S型细菌注射实验鼠将加热杀死的S型细菌注射实验鼠R型细菌与杀死后的S型细菌混合后注射实验鼠S型细菌的DNA含R型细菌的培养基S型细菌的蛋白质含R型细菌的培养基（DNA酶S型细菌DNA）含R型细菌的培养基（2）哪一项实验可证明S
13、型细菌含有使R型细菌转化的转化因子？（3）由实验得出的实验结论是。（4）如果用来证明实验假设“S型细菌DNA是使R型细菌DNA转化的转化因子”，那么与构成对照实验的是。2、右图为DNA分子结构的局部示意图，请据图回答：（1）图示中有个脱氧核苷酸。一个脱氧核苷酸包括图中的（编号）。若图中4代表一个腺嘌呤，则5代表一个。（2）这个DNA分子复制时，在编号之间断开。体细胞内DNA复制的时间是。3、在DNA分子中，如果碱基A+T=56，则其中一条单链中的A+T占该单链碱基总数的 ，若此单链中，G占18，则C占该单链碱基数的 。4、PCR技术是将某一DNA片段在实验条件下，合成许许多多相同片段的一种方法
