基因的本质知识点总结

第三章基因的本质

第1节DNA是主要的遗传物质

一、对遗传物质的早期推测

20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到组成DNA分子的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。这一认识本可以使人们意识到DNA的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。

二、DNA是遗传物质的实验证据（肺炎链球菌的转化实验）

1、肺炎双球菌的体内转化实验

（1）格里菲思的实验

原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。

实验过程及现象P43图3-2

结论：加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。

文字表述如下：

（2）艾弗里实验（体外转化实验）P44图3-3

实验过程及结果

结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

实验方法：减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。

旧教材实验过程如下：

结论：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，即DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。2、噬菌体侵染细菌的实验

实验材料：T2噬菌体

实验者：美国遗传学家赫尔希和蔡斯

实验方法:放射性同位素标记法。

实验过程及结果

（1）标记噬菌体：（先标记大肠杆菌）：在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，获得分别含35S 和32P的大肠杆菌。（再标记T2噬菌体）：用分别含32P和35S的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。

（2）噬菌体侵染大肠杆菌

(1)T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。

(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。

实验结论: DNA才是真正的遗传物质。

注意：1、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离

2、离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌

3、不能用14C和18O标记噬菌体，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断遗传物质的成分。

4．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。

5．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是

(1)保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。

(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。

三、RNA是遗传物质的实验证据

1.烟草花叶病毒

2．侵染过程

3．结论

烟草花叶病毒的RNA控制其性状，即RNA是遗传物质。

四、DNA是主要的遗传物质

第二节 DNA分子的结构

一、DNA双螺旋结构模型的构建

1．构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。

2．过程

二、DNA分子的结构

(1)组成元素：C、H、O、N、P五种元素。

(2)结构(如图)

强调几点：

平面结构：

①一条脱氧核苷酸链：由一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖上的3′号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成化学键(3′，5′­磷酸二酯键)相连接。如图所示

②两链之间的碱基对：A一定与T配对，两碱基之间形成两个氢键；G一定与C配对，两碱基之间形成三个氢键。如图所示：

立体结构：

（1）DNA有两条链组成，两条链反向平行方式盘旋成规则的双螺旋结构。

（2）脱氧核糖与磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。

（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。（A=T,C=G）

(3)DNA的特点

①稳定性

原因：a.DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成规则双螺旋结构。

b．DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架。

c．DNA分子双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。

②多样性

原因：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样。

③特异性

原因：每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序。

关于DNA结构的相关计算

举例略

第3节DNA的复制

一、对DNA分子复制的推测

1.假说提出者克里克和沃森。

2．假说半保留复制方式

(2)假说

①解旋：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂。

②复制：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。

(3)特点：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称作半保留复制。

二、对DNA分子半保留复制的实验证据

关于DNA复制方式的研究，充分体现了假说—演绎法，即在克里克假说的基础上，通过演绎推理，最终通过实验得以验证。

背景知识:14N和15N是N元素的两种稳定同位素，其相对原子质量不同，含15N的DNA比14N的DNA密