3-1-遗传的分子基础和变异

一、总结人类对遗传物质的探索过程 II（一）肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌的类型和特点R型（无荚膜，无毒性）S型（有荚膜，有毒性）1、格里菲思体内转化实验过程：（1）无毒R型活细菌（注射）小鼠：小鼠不死亡（2）有毒S型活细菌（注射）小鼠：小鼠死亡（3）加热后杀死的S型细菌（注射）小鼠：小鼠不死亡（4）无毒R型活细菌 + 加热后杀死的S型细菌混合后（注射）小鼠：小鼠死亡体内转化实验的结论：加热杀死的S型细菌内有“转化因子”，促进R型细菌转化为S型细菌。

2、艾弗里体外转化实验过程：1、R型细菌+S型细菌的DNA混合培养后培养基中有：R型细菌和S型细菌2、R型细菌+S型细菌的蛋白质混合后培养培养基中有：只长R型细菌3、R型细菌+S型细菌的多糖混合培养后培养基中有：只长R型细菌4、R型细菌+S型细菌的DNA+DNA酶混合培养后培养基中有：只长R型细菌体外转化实验的结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质缺陷：Avery实验中提取的DNA分子，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质（二）噬菌体侵染细菌的实验1、T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。

2、实验过程：①标记噬菌体：用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA；②含35S的噬菌体+细菌（混合培养）搅拌、离心，（结果）上清液放射性高，沉淀物放射性很低；③含32P的噬菌体+细菌（混合培养）搅拌、离心，（结果）上清液放射性低，沉淀物放射性很高。

实验结论：在噬菌体中，亲子代之间具有连续性的物质是DNA而不是蛋白质。

也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，因而DNA是遗传物质。

3、侵染过程：吸附——注入——复制——合成——释放（1）子代噬菌体的DNA是在亲代噬菌体DNA的指导下，利用细菌的化学物质脱氧核苷酸合成的（2）子代噬菌体的蛋白质外壳是在亲代噬菌体DNA的指导下，以细菌的氨基酸为原料合成的。

（三）烟草花叶病毒重组实验二、概述DNA 分子结构的主要特点 II （一）DNA 分子的结构层次 1、元素组成：C 、H 、O 、N 、P2、基本组成单位：4种脱氧核苷酸3、DNA 分子结构：规则的双螺旋结构由两条脱氧核苷酸链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

（二）DNA 分子双螺旋结构的基本要点1、DNA 分子是由两条长链组成的，这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；2、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；3、两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对规律：A 与T 、C 与G 。

（碱基互补配对原则） （三）DNA 分子结构的稳定性、特异性和多样性 DNA 分子的多样性：碱基对排列顺序的千变万化 DNA 分子的特异性：碱基对的特定的排列顺序 碱基对的排列顺序就代表了遗传信息。

三、说明基因和遗传信息的关系（一）基因的概念 II ：基因是有遗传效应的DNA 片段。

（基因，就是一段有功能的核酸，在大多数生物中即一段DNA ，而在RNA 病毒中则是一段RNA ）（二）基因、DNA 、染色体与遗传信息的关系（三）萨顿假说——基因与染色体的平行关系 ————类比推理体细胞中基因（同源染色体）成对存在形成配子时成对基因（同源染色体）彼此分离 不成对基因（非同源染色体）自由组合 基因（染色体）不消失、不融合四、概述DNA 分子的复制 II（一）DNA 分子的复制时间、条件（真核生物）1、复制时间：有丝分裂的间期；减数第一次分裂前的间期2、复制场所：主要在细胞核内3、复制条件：（1）模版：亲代的两条DNA 链（2）原料：细胞中游离的4种脱氧核苷酸 （3）能量：ATP（4）酶：解旋酶、DNA 聚合酶等（二）DNA分子的复制过程复制方式：半保留复制（1）解旋：复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链打开。

（2）以解开的每一条母链为模版，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，，各自合成与母链互补的一段子链。

（3）随着模版链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断地延伸；同时，每条新链与其对应的模版链盘绕成双螺旋结构。

（4）复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。

（三）DNA分子的复制特点DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程。

复制准确性的保证：（1）双螺旋结构-----精确模板（2）碱基互补配对原则（四）DNA分子的复制意义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。

五、概述遗传信息的转录和翻译II（一）遗传信息的转录定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。

（二）遗传信息的翻译1、定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。

2、密码子：信使RNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。

DNA 分子的碱基数：mRNA 的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n 说明：因为基因中存在终止密码子等片段，实际上基因（DNA ）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n 。

因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。

（三）DNA 与RNA 在遗传信息表达过程中的作用DNA 贮存遗传信息，RNA 把遗传信息从DNA 传递到蛋白质。

（四）基因对性状的控制①直接通过控制蛋白质的分子结构来控制生物性状。

②通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。

（五）遗传信息的传递方向——中心法则表一：基因表达之转录与翻译比较翻译蛋白质A AG U G A U AUmRNA练习一1．下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是A．与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的B．所使用的噬菌体，必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的C．采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性D．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是BB生物变异与育种专题一、基因突变1、概念： DNA 分子中发生的 碱基对 的 替换 、 增添 和 缺失，而引起的 基因结构 的改变。

2、实例――镰刀型细胞贫血症。

镰刀型细胞贫血症直接原因：血红蛋白中的谷氨酸被缬氨酸替代，根本原因是编码蛋白质的 基因 发生了变化。

3、发生时间：DNA 复制时，基因突变若发生在 配子 中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在 体 细胞中一般不能遗传。

但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过__无性繁殖传递；此外，人的某些体细胞基因的突变，有可能发展为_癌_细胞。

4、结果：产生新基因（等位基因）5、原因（1）自发突变：复制时偶发的错误。

（2）诱发因素：可归纳为三类：物理因素：紫外线、X 射线能损伤细胞中的DNA 。

化学因素：亚硝酸、碱基类似物能改变核酸的碱基。

生物因素：某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA 。

6、特点：（1）在生物界中是_普遍存在的； （2）是_随机_发生的， 不定向的 ； （3）在自然状态下，基因突变的频率是很低 的。

（4）大多数有害，少数有利 7、意义：（1）是 新基因 产生的途径，（2）是生物变异的 根本 来源， （3）是生物 进化 的原始材料。

二、基因重组1．概念：是指在生物进行 有性生殖 的过程中， 控制不同性状 的基因的重新组合。

2．类型：（1）减Ⅰ前期，形成四分体时期，由于同源染色体上的的等位基因有时会随 非姐妹染色单体 的交叉互换，导致染色单体上的基因重组。

（2）减Ⅰ后期，随非同源染色体的自由组合， 非等位 基因也自由组合（基因的自由组合实质） 注意：基因型为Aa 的个体自交产生基因型为AA 和aa 的个体，不是 （是/不是）基因重组的结果。

子女相貌和父母有差异的地方主要是 基因重组 的结果。

（3）人工重组：基因工程技术 3、结果：产生新 基因型 。

4、意义：（1）基因重组也是生物 变异 的来源之一； （2）对生物 进化 也具有重要的意义。

三、染色体变异：用 显微镜 可直接观察到染色体结构或者数目变异。

（一）染色体结构的变异：染色体发生片段的缺失、 增加 、 移接（易位） 或 颠倒（倒位） 等改变。

如猫叫综合征：是由于人类第 5 号染色体发生了_部分缺失_，而引起的遗传病。

（二）染色体数目的变异： 1、类型:（1）细胞内的_个别染色体的增加或减少；如21-三体综合征（2）细胞内的染色体数目以 染色体组 的形式 成倍 的增加或减少 2、染色体组（1）概念：细胞中的一组 非同源染色体 ，在 形态 和 功能 上各不相同，但又不可遗传的变异可遗传的变异（来源） 基因突变基因重组生物的变异 两者区别在于 遗传物质是否发生改变互相协调，共同控制着生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。

（2）果蝇体细胞有2个染色体组，用6+XX 和_6+XY________表示。

人类的一个染色体组：22+X 或22+Y_ 。

（3）如何确定有几个染色体组①根据染色体形态判断：3个染色体组 2 个染色体组1个染色体组②根据基因型判断AaaBBb Aa ABcd3 个染色体组 2 个染色体组 1 个染色体组3、二倍体：概念：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有 2 个染色体组的个体。

4、多倍体：（1）概念：由受精卵发育而成，体细胞中含有3 个或 3 个以上染色体组的个体。

例如无子西瓜人工诱导染色体加倍的一般原理：①最常用的方法的是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗；它的作用原理是作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。

②低温处理（实验原理）：同上5、单倍体：（1）概念：由配子发育而成，体细胞含有本物种配子染色体数目的个体。

例如雄蜂。

注意：①区分多倍体和单倍体的关键是判断生物体是由受精卵还是由配子发育而成的。

由配子直接发育而成的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称做单倍体。

②单倍体不等于（等于、不等于）一个染色体组。

（2）单倍体的特点是植株长得弱小，而且高度不育，原因是：无同源染色体，不能产生正常配子（不能联会。

（3）应用：单倍体育种方法：是指采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。

优点是：明显缩短育种年限，快速获得纯合子。

四、生物变异在育种上的应用II练习二1、 (丰台10期末20．)一条正常染色体的基因排列顺序为ABCD ·EFGH ，“·”表示着丝粒，字母代表不同基因，下列基因的排列顺序发生了颠倒，且颠倒片段包含着丝粒的是A ．ABCFE ·DGHB ．ABCD ·EFEFGHC ．CDAB · EFGHD ．ABCD ·GHEF2、（西城10期末43．）假设A 、b 代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。