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jj专题九——遗传的分子基础

发布时间:2013-09-21 10:05:07  

专题九 遗传的分子基础

一、DNA是主要的遗传物质

1. 格里菲思——肺炎双球菌的转化实验 实验材料:肺炎双球菌 荚 膜 多 糖

R型菌
(菌落粗糙、无毒性)

S型菌
(菌落光滑、有毒性)

1. 格里菲思——肺炎双球菌的转化实验 实 验 过 程

1. 格里菲思——肺炎双球菌的转化实验

1. 格里菲思——肺炎双球菌的转化实验 实验结论:

加热杀死的S型细菌中含有使R型细菌转
化为S型细菌的活性物质——“转化因子”

2. 艾弗里——DNA是遗传物质的实验

R型细菌

S型菌的DNA

R型细菌

S型菌

R型细菌

S型菌的 蛋白质或荚膜多糖

只长R型菌

R型细菌

S型菌的 DNA+DNA酶

只长R型菌

2. 艾弗里——DNA是遗传物质的实验

2. 艾弗里——DNA是遗传物质的实验 实验结论: DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

由于艾弗里提取的DNA不纯(内含少量蛋 白质),仍有人对实验结论表示怀疑。

3. 赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌的实验是一个更具说服力的 实验,证明了DNA是遗传物质。

实验材料——T2噬菌体 实验技术——同位素标记法

3. 赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验

实 验 原 理

释放
吸附

合成

注入

组装

实验过程

放射性很高

放射性很低
检子 测代 到噬 放菌 射体 性未 放射性很低 放射性很高 检子 测代 到噬 放菌 射体 性

被35S标记 的噬菌体

被35S标记的噬菌 体与细菌混合

搅拌 离心

被32P标记 的噬菌体

被32P标记的噬菌 体与细菌混合

3. 赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验
实验结论: 亲代噬菌体
32P

寄主细胞内 有32P 标记 DNA 无35S标记 蛋白质

子代噬菌体 DNA 有32P标记 外壳蛋白质 无35S标记

实验结论

标记DNA

DNA是遗 传物质

35S标记蛋白质

4. 烟草花叶病毒感染烟叶的实验

烟 草 花 叶 病 毒

感染
RNA

蛋白质

不感染

实验结论:有些病毒以RNA为遗传物质。

5. DNA具备作为遗传物质的条件

1)分子结构具有相对的稳定性 2)能够自我复制,使前后代保持 一定的连续性 3)能够储存大量的遗传信息

4)能够指导蛋白质的合成 ,从而 控制新陈代谢过程和性状

(2013海南卷)
13.关于T2噬菌体的叙述,正确的是
A. T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

D

B. T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C. RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D. T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖

(2013海南卷)
12.甲(ATGG)是一种单链DNA片段,乙是该片段
的转录产物,丙(A-P~P~P)是转录过程中的

一种底物。下列叙述错误的是
A.甲、乙、丙的组分中均有糖

D

B.甲乙共由6种核苷酸组成
C.丙可作为细胞内的直接能源物质

C.乙的水解产物中

含有丙

(2012上海卷)
11.赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌
的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这

项实验获得成功的原因之一是噬菌体
A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞 B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中 C.DNA可用15N放射性同位素标记 D.蛋白质可用32P放射性同位素标记

B

(2012重庆卷)
2.针对耐药菌日益增多的情况,利用噬菌体作为一
种新的抗菌治疗手段的研究备受关注,下列有

关噬菌体的叙述,正确的是

A

A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质

B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸
C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成,使该细菌死亡

D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解

(2012江苏卷)
2.人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程, 下列有关叙述正确的是 B A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化 学本质 B.噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实 验更具说服力 C.沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数 不等于嘌呤数 D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗 传物质是RNA

(2010江苏卷)
4.探索遗传物质的过程是漫长的.直到20世纪初 期,人们仍普追认为蛋白质是遣传物质。当时 人们作出判断的理由不包括 C A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性,并且能够 自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存大量 遗传信息

(2010海南卷)
13.某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质 和DNA,重新组合为“杂合”噬菌体,然后分 别感染大肠杆菌,并对子代噬菌体的表现型作 出预测,见表。其中预测正确的是 B
“杂合”噬菌体的组成
甲的DNA+乙的蛋白质 乙的DNA+甲的蛋白质 实验预期结果 预期结果序号 1 2 子代表现型 与甲种一致 与乙种一致

3
4

与甲种一致
与乙种一致

A.1、3

B.1、4

C.2、3

D.2、4

二、DNA的结构

1. 2. 3.
磷酸

名称:脱氧核糖核酸 基本组成单位:脱氧核糖核苷酸 化学元素组成:C H O N P

脱氧 核糖

含氮碱基

腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T)

核 脱氧(核糖)核苷酸



DNA和RNA的化学成分比较
含氮碱基
腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)

磷酸

脱氧核糖
脱氧核糖核苷酸

腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U)

4. 脱氧核糖核酸单链的形成——脱水缩合

磷酸二酯键

A

T

G

C

5. DNA分子的平面结构

A

T

氢键
T A

G

C

C

G

6. DNA双螺旋结构特点 1. 两条反向平行双螺旋结构

2. 外侧——基本骨架——磷酸、脱氧核

糖交替排列
内侧——碱基对

3. 碱基互补配对原则
A=T C≡G

7. DNA分子的特性

1. 稳定性
2. 多样性 3. 特异性

5种元素→ 4种基本单位→ 3类物质→ 2条链→1种结构

三、DNA的半保留复制

1.概念: 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 2.时间: 有丝分裂间期(体细胞) 减Ⅰ分裂间期(生殖细胞)
3.场所: 细胞核 叶绿体 线粒体
① 模板:母链 ① 解旋 ② 原料:四种 4.过程: ② 碱基互补配对 5.条件: 脱氧核苷酸 ③ 能量:ATP ③ 形成子代DNA分子 ④ 酶:解旋酶, DNA聚合酶

6.特点:

边解旋边复制,半保留复制 1个DNA分子形成2个相同的DNA分子

7.结果:

DNA的复制过程 半保留复制
碱基互补配对

母链 子链

解旋

形成两个新的 子代分子

补充:关于DNA复制的研究

对DNA分子复制的推测
1、全保留复制:新复制出 的分子直接形成,完全 没有旧的部分 2、半保留复制:形成的分子 一半是新的,一半是旧的 3、弥散复制:新复制的分子 中新旧都有,但分配是随 机组合的;

亲代DNA
复制一次

子代DNA

复制一次

复制一次

沃森和克里克提出了遗传物质自我复制假说:半保留复制

8. DNA复制的相关计算

亲代DNA分子 复制1次

2 22
23
… …

复制2次
复制3次 复制n次

2n

DNA分子中各种碱基的数量关系

双链DNA分子中:

A=T, G=C; 即 A+G= T+C 或 A+C=T+G, 1 也即是:(A+G)/(T+C) =

所以: (A+G)占整条DNA链碱基总数的 50% 同理:(T+C)也占整条DNA链碱基总数的 50%

(2012福建卷)
5、双脱氧核苷酸常用于DNA测序,其结构与脱氧 核苷酸相似,能参与DNA的合成,且遵循碱基 互补配对原则。DNA合成时,在DNA聚合酶作 用下,若连接上的是双脱氧核苷酸,子链延伸 终止;若连接上的是脱氧核苷酸,子链延伸继 续。在人工合成体系中,有适量的 GTACATACATC的单链模板、胸腺嘧啶双脱 氧核苷酸和4中脱氧核苷酸,则以该链为模板 合成出的不同长度的子链最多有 D A.2种 B.3种 C.4种 D.5种

(2012山东卷)
5.假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000 个碱基对组成,其中腺嘌呤占全部碱基的20%。 用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌,共释放 出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸 C

B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1:49

D.该DNA发生突变,其控制的性状即发生改变

(2011海南生物卷)
16.关于核酸的叙述,正确的是

B

A.只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质

B.DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是
通过氢键连接的

C.分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带
的遗传信息一定相同 D.

用甲基绿和吡罗红混合染色SARS病毒可观察到 DNA和RNA的分布

(2011海南生物卷)
25. 关于核酸生物合成的叙述,错误的是
A. DNA的复制需要消耗能量

D

B. RNA分子可作为DNA合成的模板
C. 真核生物的大部分核酸在细胞核中合成

D. 真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期

四、基因的表达
1. 基因
① 定义

——有遗传效应的DNA片段
② 与DNA关系

——一个DNA分子上有很多基因
③ 与性状关系

——基因是控制生物性状的结构单位和功能单位

2. RNA ① 基本单位:核糖核苷酸 ② 结构:单链 ③ 种类:

三种RNA的关系
氨基酸
tRNA rRNA

mRNA

密码子

反密码子

数量问题
氨基酸
密码子

20
64

编码氨基酸的密码子
终止密码子

61
3

反密码子
tRNA 密码子与氨基酸关系 tRNA与氨基酸关系

61
61

3. 基因的表达

(2011年安徽卷)
5、甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述 正确的是

D

A、甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双 链核酸分子 B、甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行 C、DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解 旋酶 D、一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次, 乙可起始多次

4. 中心法则

复制

DNA

转录

RNA

翻译

蛋白质

逆转录

4. 中心法则 以DNA为遗传物质
复制

DNA

转录

RNA

翻译

蛋白质

以RNA为遗传物质

RNA

翻译

蛋白质
DNA
转录

逆转录 复 RNA 制

RNA

翻译

蛋白质

5. 基因与性状
① ? 基因对性状控制方式 直接途径:
基因 控制 蛋白质结构

控制

生物性状

基因通过控制蛋白质结构来直接控制性状 ? 间接途径

基因

控制

酶的合成

控制

细胞代谢

控制

生物性状

基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而间接 控制生物体的性状。

② 基因与性状的关系
基因 性状

显性基因

显性性状
控制 相对性状 隐形性状

等位基因
隐形基因

等位基因分离

性状分离

③ 基因对性状控制的复杂性

基因 基因 基因 基因

控制

生物性状 生物性状 生物性状 生物性状


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