遗传的分子基础
宝典08 遗传的分子基础(解析版)
宝典08 遗传的分子基础内容概览第一部分高考考情速递第二部分知识导图第三部分考点清单（六大考点）第四部分易错易混（12易错点）第五部分真题赏析1．肺炎链球菌的转化实验（1）体内转化实验：1928年由英国微生物学家格里菲思等人进行。
结论：在S 型细菌中存在转化因子可以使R 型细菌转化为S 型细菌。
（2）体外转化实验：20世纪40年代由美国微生物学家艾弗里等人进行。
结论：DNA 才是使R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。
2．肺炎链球菌有两类：R 菌无荚膜、菌落粗糙、无毒。
S 菌有荚膜、菌落光滑、有毒，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。
3．在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA 。
对这两种物质的分析表明：仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA 分子中。
（P45“相关信息”）4．在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。
与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
（P46“科学方法”）1．赫尔希和蔡斯利用了放射性同位素标记技术，设计并完成了噬菌体侵染细菌的实验，因噬菌体只有头部的DNA 进入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，因而更具说服力。
（P45）2．赫尔希和蔡斯的实验过程：①在分别含有放射性同位素35S 和放射性同位素32P 的培养基中培养大肠杆菌；②再用上述得到的大肠杆菌培养噬菌体，得到蛋白质含有35S 标记或DNA 含有32P 标记的噬菌体； ③然后，用35S 或32P 标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心；④离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质。
（P45）3．实验误差分析：（1）用32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因是：保温时间过短或过长。
（2）用35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因是：搅拌不充分，有少量含35S 的噬菌体外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
生物 必修二 第三章遗传的分子基础 概念总结
生物必修二第三章遗传的分子基础概念总结生物必修二第三章遗传的分子基础概念总结第三章遗传的分子基础一、基本概念1．基因：一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段。
在大多数生物中是一段DNA，在某些病毒中是一段RNA。
2．DNA的复制：新的DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA完全相同的新的DNA分子的过程。
3．___转录____：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。
4．翻译：核糖体沿着mRNA的运行，氨基酸相继加到延伸中的多肽链上。
5．逆转录：遗传信息由RNA传递到DNA上的过程。
6．遗传密码：mRNA上每相连的三个核苷酸，能决定一种氨基酸。
7．基因表达：基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为基因的蛋白质产物的过程。
二、主要结论1．ＤＮＡ分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。
它是由①磷酸②碱基③脱氧核糖组成。
其中，②和③结合形成的单位叫核苷。
组成ＤＮＡ的②有四种：腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。
所以，组成DNA的脱氧核苷酸有四种。
2．ＤＮＡ的空间结构特点：（１）两条长链按方向平行方式盘旋成双螺旋结构；脱氧核糖和磷酸构成基本骨架排列在外侧，内侧是＿碱基＿＿＿；（２）两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。
（３）碱基配对原则：A与T、G与C配对。
3．DNA分子的功能：DNA分子的脱氧核苷酸的排列方式中_携带_______着遗传信息。
DNA分子通过_复制____，使遗传信息从亲代传递给子代，保持了前后代遗传信息的连续性。
DNA分子具有携带和表达遗传信息的双重功能。
4．蛋白质合成过程：（1）以__DNA分子一条链__为模板，在细胞核中合成___mRNA___________；（2）____mRNA____通过细胞核的__核孔__进入细胞质，在细胞质中的__核糖体_（一种细胞器）合成蛋白质。
5．中心法则（图）：1三、横向联系1．脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体的关系基本组主要A碱基成单位片断组成成分（1）图G是蛋白质。
遗传的分子基础
1个环约 含100kb
染色质高级结构
looped domain structure
30 nm 纤丝
300 nm
Nuclear matrix (核基质), 蛋白质复合体
Steps from DNA to chromosome
四、RNA的分子结构
tRNA结构
四、RNA的分子结构
三种RNA 分子
信使RNA (mRNA) 转移RNA (tRNA) 核糖体RNA (rRNA)
转录单位的结构
Structure of a transcription unit
DNA
+1
promoter
Transcribed region terminator
ATACG
TATGC
Antisense strand
染色质结构
• 组蛋白H1：大小为 23 kDa 1. 位于核小体核心外侧, 与DNA连接松散， 2. 其序列保守性较低
3. 组蛋白H1的作用: 在DNA出入核小体核心颗粒处对
DNA起稳定作用。
核小体组成 (Steps to make a Nucleosome )
DNA + Histone octamer (组蛋白 八聚体) → Nucleosome core (核小体核心 146bp) + H1→> Chromatosome (染色小体 166bp) + linker DNA→ Nucleosome (核小体) (~200 bp)
2. DNA合成的开始 合成DNA片段之前，
先由RNA聚合酶合成一小 段RNA引物(约有20个碱基 对) ，DNA聚合酶才开始 起作用合成DNA片段。
复制叉的结构
生物遗传学知识点图解总结
生物遗传学知识点图解总结生物遗传学是研究生物个体的遗传方式、规律和机制的一门学科。
它对于我们了解生物发育、进化以及种群遗传变异等方面都有着重要的意义。
在生物遗传学中，有许多重要的知识点需要我们了解和掌握，下面将对生物遗传学的知识点进行图解总结。
一、基因的概念和性状的遗传1. 基因的概念基因是生物体内控制性状遗传和变异的分子单位，基因是DNA分子上的一段特定的序列。
基因是决定生物体形态、功能和行为的基本单位。
2. 性状的遗传性状是由基因决定的，生物体具有哪些性状是由基因所决定的，性状的遗传是由基因决定的。
图解：基因和性状的遗传关系图二、遗传的分子基础1. DNA的结构和功能DNA是生物体内的遗传物质，它是由一条由磷酸、脱氧核糖和碱基组成的长链分子，DNA 的功能是携带和传递遗传信息。
2. RNA的结构和功能RNA是DNA的一种转录产物，它在细胞内起着多种功能，其中最重要的功能是参与蛋白质的合成。
图解：DNA和RNA的结构和功能图三、遗传物质的复制和表达1. DNA的复制DNA的复制是指在细胞分裂时，DNA分子通过半保留的方式向两个方向复制自身的过程，这是遗传信息传递的基础。
2. DNA的转录和翻译DNA的转录是指DNA分子的信息被转录成RNA分子的过程，而DNA的翻译是指转录的RNA信息被翻译成蛋白质的过程。
四、遗传变异和进化1. 突变的产生突变是DNA分子发生的一种变异现象，它是基因作用和环境影响的结果，突变是生物进化的重要来源。
2. 遗传漂变遗传漂变是指由于种群规模的减小，引起的种群基因频率的随机变化，这种变化导致了种群的遗传结构的改变。
3. 自然选择自然选择是指由于生物与环境之间相互作用的结果，导致适应性强的个体能够生存下来，从而逐渐形成新的物种。
图解：突变、遗传漂变和自然选择的关系图五、遗传规律的发现1. 孟德尔遗传规律孟德尔通过豌豆杂交实验证明了基因的分离和自由组合规律，这些规律被称为孟德尔遗传规律。
普通遗传学第五章遗传的分子基础
RNA的种类及其功能
种类 信使RNA（mRNA） 转运RNA（tRNA） 核糖体RNA（rRNA）
小核RNA（snRNA）
功能 将DNA的信息转录为蛋白质的合成指令。 将氨基酸运送到核糖体，参与蛋白质合成。 构成核糖体的主要组成部分，参与蛋白质的合 成。 参与剪接和调控基因表达。
DNA与蛋白质的相互作用及意义
染色体负责遗传信息的传递和细胞的 分裂。
酶及其在遗传中的作用
1 酶的作用
酶是生物体内的催化剂，参与调控DNA复制、转录和翻译等关键过程。
2 遗传作用
酶的活性和特异性决定了基因的表达和遗传信息的传递。
1 相互作用
2 意义
DNA与蛋白质通过电荷、氢键和疏水作用 等相互作用力相结合，形成染色质结构。
这种相互作用决定了基因的表达和调， 对生物体的发育和功能起着重要的影响。
基因的定义和结构
定义
基因是指控制遗传性状的一段DNA序列。
结构
基因由外显子和内含子组成，外显子编码蛋白 质，内含子在转录过程中被剪接掉。
基因调控的方式及其意义
调控方式
基因调控通过转录因子、共激活子等分子的相互 作用来控制基因的表达。
意义
基因调控决定了细胞的特化和功能，对个体发育 和适应环境起着重要作用。
染色体的结构和组成
1
组成
2
染色体由螺旋状的DNA分子和组蛋白
等蛋白质组成。
3
结构
染色体是由DNA和蛋白质组成的细长 线状结构。
功能
普通遗传学第五章遗传的 分子基础
本章介绍了普通遗传学的分子基础，包括DNA的化学结构与性质，DNA复制 的过程与重要性，以及RNA的种类与功能。
DNA复制的过程和重要性
高中生物总复习讲解课件：专题10 遗传的分子基础
(2)细胞内DNA分子复制时需要引物,该引物为一段单链的RNA分子。
知识归纳 DNA结构及复制中的相关计算
T2噬
菌体
侵染 大肠 实验过程 杆菌 及结论
的实 验 （赫 尔希 和蔡
(1)保温的目的是使T2噬菌体侵染大肠杆菌。(2)搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体 和大肠杆菌分离。(3)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
(1)
斯） 误差 分析 (2)
小表达 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 不能 (填“能”或“不能”)用14C和18O对 T2噬菌体的DNA和蛋白质分别进行标记,原因是 T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中
都含有这两种元素 ; 不能 (填“能”或“不能”)用35S和32P标记同一T2噬菌体, 原因是 检测时无法区分放射性物质的种类 。
二、DNA的结构与复制 1.DNA的结构
表观遗传
(1)概念:生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的 现象。 (2)原因:DNA甲基化、组蛋白甲基化或乙酰化等。 (3)特点:可遗传性;碱基序列不变性;可逆性(如被甲基化修饰的DNA可发生去甲 基化)
肺 炎 链 球 艾弗里 菌 及其同 的 事的转 转 化实验 化 实 验
过程 结论
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
技术 放射性同位素标记
T2噬菌
遗传学基础知识点
遗传学基础知识点遗传学是生物学中的一个重要分支，研究个体间遗传信息的传递、表现和变异。
在遗传学的学习过程中，有一些基础知识点是必须要掌握的。
本文将围绕这些基础知识点展开讨论。
1. 遗传物质的本质遗传物质是指携带遗传信息的生物分子，主要包括DNA和RNA。
DNA是双螺旋结构，由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶）组成，形成基因和染色体。
RNA则在蛋白质合成中起着重要作用。
2. 孟德尔遗传定律孟德尔是遗传学的奠基人，他根据豌豆杂交实验提出了一系列遗传定律，包括隔离定律、自由组合定律和性联和定律。
这些定律揭示了遗传物质的传递规律。
3. 遗传的分子基础遗传信息的传递和表达是通过DNA分子进行的。
DNA分子在细胞分裂时复制，通过核糖体和tRNA、mRNA参与蛋白质合成，从而实现基因的表达。
4. 遗传性状的表现遗传性状是由基因决定的，在有性繁殖中通过配子随机组合形成。
一对等位基因可以表现为显性和隐性，而性状的表现受到基因型和环境的影响。
5. 遗传变异基因在不同个体间可以发生变异，包括基因突变、基因互作和基因重组等。
这种变异是进化的基础，可以导致个体的遗传多样性。
6. 遗传病与遗传咨询遗传病是由基因突变引起的遗传性疾病，如地中海贫血、囊性纤维化等。
遗传咨询是通过遗传学知识对个体的遗传信息进行评估和风险预测，提供个性化的健康建议。
通过对上述基础知识点的了解，可以更好地理解遗传学的基本原理和应用。
遗传学作为一门重要的生物学学科，为人类健康和生物多样性的研究提供了理论基础和实践指导。
希望本文能够对您的遗传学学习有所帮助。
【20-24年高考真题分类汇编】专题九 遗传的分子基础(含解析)
专题九遗传的分子基础考点1、DNA是主要遗传物质的探究历程一、单选题1．（2024·甘肃·高考真题）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。
关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（）A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R 型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA 酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状2．（2022·海南·高考真题）某团队从下表①～①实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。
结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。
该团队选择的第一、二组实验分别是（）A．①和①B．①和①C．①和①D．①和①3．（2022·湖南·高考真题）T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生（）A．新的噬菌体DNA合成B．新的噬菌体蛋白质外壳合成C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNAD．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合4．（2021·全国·高考真题）在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。
某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（）A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌5．（2021·浙江·高考真题）下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述，正确的是（）A．孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上B．摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律C．T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质D．肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质T噬菌体，然后将6．（2020·浙江·高考真题）某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记2大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。
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稀有性
突变率(mutation rate)：指在特定的条件下一
个细胞的某一基因在一个世代中发生突变的概
率。
表3-1人类中某些遗传病的基因突变频率
遗传病
突变频率
白化病 苯丙酮尿症
血友病 色盲 鱼鳞病 肌肉退化症 小眼球症
三、基因突变的类型和遗传效应
(一)碱基替换
➢ 碱基替换发生在编码区可出现的效应： 同义突变(same sense mutation) 错义突变(missense mutation) 无义突变(nonsense mutation)
例：DNA ——ATG → ATT m RNA——UAC → UAA (酪氨酸)(终止信号)
➢ 短分散序列 ➢ 长分散序列
短分散序列
DNA序列长度300-500bp，拷贝数可达105 以上，但无编码作用，散在分布于人类 基因组中，平均间隔距离约2.2kb。
如：Alu家族(Alu family)
Alu家族
长达300bp，在一个基因组中重复30万~50万次。
长分散序列 DNA序列长5-7kb，拷贝数在102-104之间。 如：KpnⅠ家族(KpnⅠ family)
“基因”概念的发展
19世纪60年代初，孟德尔提出“遗传因子”(genetic factor) 1909年，Johansen提出了“基因”(gene) 1910年，摩尔根等证明基因位于染色体上，并呈直线排列。基 因既是一个结构单位，又是一个功能单位(重组单位和突变单 位)——遗传的染色体理论 1941年，Beadle和Tatum提出了“一个基因一个酶”的学说 1944年，Avery证明DNA是遗传物质 1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，明确了 DNA在活体内的复制方式 1957年，Crick提出中心法则，并于1961年提出三联遗传密码
高中生物重要知识点朗诵
高中生物重要知识点朗诵高中生物课程涵盖了生物学的多个领域，包括细胞生物学、遗传学、生态学、进化论等。
以下是一些重要的知识点，适合进行朗诵以加深理解和记忆：1. 细胞结构与功能：- 细胞是生命的基本单位，具有细胞膜、细胞质和细胞核。
- 细胞膜具有选择性通透性，控制物质进出。
- 细胞质中包含多种细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体等，各自承担不同的生理功能。
2. 遗传的分子基础：- DNA是遗传信息的载体，由四种核苷酸（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶）组成。
- 基因是DNA上的特定序列，编码蛋白质的合成。
- RNA在遗传信息的转录和翻译过程中起到关键作用。
3. 细胞分裂：- 有丝分裂是细胞分裂的一种方式，使细胞的遗传物质得以复制和均等分配。
- 减数分裂是生殖细胞分裂的方式，产生遗传物质减半的配子。
4. 遗传定律：- 孟德尔的遗传定律包括分离定律和独立定律，解释了遗传特征在后代中的分布。
5. 生物进化：- 达尔文的自然选择理论解释了生物物种如何适应环境并逐渐演化。
- 物种形成的过程包括突变、基因流、自然选择和隔离。
6. 生态学基础：- 生态系统是由生物群落和其非生物环境相互作用形成的系统。
- 能量流和物质循环是生态系统中的基本过程。
7. 生物多样性与保护：- 生物多样性是指地球上所有生物种类的多样性。
- 保护生物多样性对于维持生态系统的健康和稳定至关重要。
8. 人体生理学：- 人体由多个系统组成，包括循环系统、呼吸系统、消化系统等，每个系统都有其特定的功能。
9. 免疫学：- 免疫系统是身体的防御机制，能够识别和消灭入侵的病原体。
10. 现代生物技术：- 包括基因工程、克隆技术等，这些技术在医学、农业和工业中有广泛应用。
朗诵这些知识点时，可以结合具体的生物学实例和日常生活中的相关现象，以增强理解和记忆。
同时，通过朗诵，可以加深对生物学术语和概念的掌握，为进一步的学习和研究打下坚实的基础。
遗传的分子基础
遗传的分子基础
染色体中的化学组成主要是DNA和组蛋白。
携带遗传信息的主要是DNA分子的一个特定片段——基因。
基因是细胞内遗传信息的结构和功能单位，它能通过特定的表达方式控制和影响个体的发生和发育。
人体细胞内的DNA是由两条多核苷酸链结合而成的一条双螺旋分子结构，每个基因都是DNA多核苷酸链上的一个特定的区段。
基因的复制是以DNA复制为基础。
在细胞周期中，DNA双螺旋中的两条互补链间的氢键断裂，双螺旋解旋，然后在特异性酶的作用下，以每股链的碱基顺序为模板，吸收周围游离核苷酸，按碱基互补原则，合成新的互补链。
当新旧两股链结合后就形成了与原来碱基顺序完全相同的两条DNA双螺旋，并具备完全相同的遗传信息，从而保证了亲子代间遗传的连续性。
由此可见，DNA分子中的碱基对的排列顺序蕴藏着与生命活动密切相关的各种蛋白质的氨基酸排列顺序的遗传信息。
基因的基本功能一方面是通过半保留复制，将母细跑的遗传信息传递给子细胞，以保证个体的生长发育，并在繁衍的过程中保持遗传性状的相对稳定。
另一方面是经过翻译、转录而控制蛋白质的合成，构成各种细胞、组织，形成各种酶，催化生命活动中的各种生化反应，从而影响了遗传性状的形成，使遗传信息得以表达。
一旦DNA分子结构发生改变，它所控制的蛋白质中氨基酸顺序也发生了改变，这就是突变，也是异常性状和遗传病的由来。
高三遗传的分子基础知识点
高三遗传的分子基础知识点高三生物学教学中，遗传学是一个重要的知识点。
而遗传学中的分子基础是遗传学的核心内容之一。
下面是关于高三遗传的分子基础知识点的描述。
1. DNA的结构DNA是遗传物质的分子基础，全名为脱氧核糖核酸。
DNA由两条互补的链组成，每条链由磷酸、脱氧核糖和四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和腺嘧啶）交替排列而成。
2. DNA复制DNA复制是指DNA分子自我复制的过程。
在有丝分裂和无丝分裂中，DNA的复制是一个关键过程。
复制过程中，DNA的两条链分开，每条链作为模板合成新的互补链。
3. RNA的种类和功能RNA是核酸的另一种形式，全名为核糖核酸。
根据功能和构成基元的不同，RNA可分为信使RNA（mRNA）、核糖体RNA （rRNA）和转运RNA（tRNA）等几种类型。
mRNA在转录过程中携带DNA的信息到核糖体，rRNA是核糖体的组成部分，tRNA 转运氨基酸到核糖体。
4. 蛋白质的合成蛋白质合成是一个遵循中心法则的过程，被称为转录和翻译。
转录是指mRNA根据DNA的信息合成的过程，翻译是指mRNA 的序列被翻译成蛋白质的过程。
5. 突变与遗传变异突变是指遗传物质中的改变，分为基因突变和染色体突变。
通常情况下，突变会引起遗传物质的改变，进而影响基因信息的传递和表达。
6. 基因调控基因调控是指通过控制基因转录和翻译的方式来调节基因的表达。
调控因子可以是激活子、抑制子、启动子和基因座等。
7. DNA修复DNA修复是维护遗传物质稳定性的重要机制之一。
当DNA分子发生损伤或突变时，细胞会通过一系列复杂的修复机制来修复DNA，以维持正常的遗传信息传递。
8. 基因工程和基因编辑基因工程和基因编辑是在遗传学领域中应用的重要技术。
基因工程通过改变基因片段的顺序和结构，实现特定遗传特性的改变。
基因编辑则是通过定点修复或改变基因序列，以达到特定的遗传改变。
这是有关高三遗传的分子基础知识点的简要描述，希望对您有所帮助。
高中生物教案：遗传的分子基础
高中生物教案：遗传的分子基础一、遗传的分子基础简介遗传是生物界广泛存在的一种现象，它决定了个体的性状、特征以及种群的遗传变异。
而遗传的分子基础主要在于基因和DNA分子的作用。
基因是生物体内负责遗传物质的单位，而DNA分子则是基因的主要组成部分，同时也是遗传信息的携带者。
了解遗传的分子基础，对于学习生物学、了解生物进化以及预测后代的遗传特征等方面都具有重要的意义。
二、 DNA的结构与功能DNA（脱氧核糖核酸）是生物体内负责储存遗传信息的重要分子。
它由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成的链状结构，并以双螺旋的形式存在。
DNA双链以氢键相互连接，两个链呈对称互补的关系，碱基之间的配对关系为腺嘌呤-胸腺嘧啶和鸟嘌呤-胞嘧啶。
这种碱基的配对规则保证了DNA复制时的准确性。
DNA具有两个重要的功能，一是储存遗传信息，即决定生物体的遗传特征。
遗传信息以特定的顺序编码在DNA分子中，通过基因转录和翻译过程将遗传信息转化为蛋白质，从而决定了生物体的形态和功能。
二是通过复制实现遗传信息的传递。
DNA分子能够通过复制过程自我复制，并将遗传信息传递给下一代细胞。
三、基因的表达与控制基因表达是指遗传信息从DNA转化为蛋白质的过程。
这一过程主要包括基因转录和翻译两个阶段。
在基因转录阶段，DNA双链的一条链作为模板，通过RNA 聚合酶的作用，合成mRNA（信使RNA）。
mRNA然后通过RNA剪接修饰并离开细胞核，进入细胞质，为下一步的翻译过程做好准备。
在基因翻译过程中，mRNA与核糖体结合，并依照密码子的配对规则，将氨基酸顺序逐步连接起来，形成蛋白质。
这一过程决定了蛋白质的氨基酸序列，进而决定了蛋白质的结构和功能。
基因的表达受到多种因素的调控。
其中主要的调控因子包括转录因子和启动子区域的结合情况。
转录因子是一类能够与DNA结合并影响基因转录过程的蛋白质。
通过结合到启动子区域，转录因子能够控制基因的转录速率，从而调节基因表达。
遗传的分子基础
遗传的分子基础遗传是生物学中的一个重要概念，它涉及到生物个体特征的传递和变化。
遗传现象在自然界中无处不在，它影响着我们生命的每一个方面。
要理解遗传的原理，就需要了解遗传的分子基础。
本文将探讨遗传的分子基础，帮助读者更好地理解这一现象。
DNA：遗传的基础遗传的分子基础主要是DNA（脱氧核糖核酸）。
DNA是一种大分子，在细胞质内形成双螺旋结构。
它由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶）组成，通过不同碱基的排列组合，构成了基因。
基因是控制遗传信息的单位，它携带着决定生物形态、结构和功能的遗传信息。
遗传物质的传递遗传物质的传递通过两种方式实现，分别是有性生殖和无性生殖。
有性生殖是指通过两个个体的性细胞结合来完成遗传物质的交流，这个过程中，从父母亲身上获取到的基因会进行重组，形成一个独特的个体。
而无性生殖是指通过个体自身的分裂、生殖器官的增殖等方式繁殖后代，这个过程中，遗传物质传递的方式与父母亲的遗传物质完全一样。
基因的表达基因的表达是指基因所携带的遗传信息在生物体内得到实际展现的过程。
基因表达的实质是基因信息转录成RNA（核糖核酸）分子的过程，然后进一步转化成蛋白质分子。
这些蛋白质分子构成了生物体内各种各样的结构和功能。
遗传变异遗传变异指的是基因在传递过程中发生的改变，它是遗传的重要特征之一。
遗传变异可以分为两类：基因突变和基因重组。
基因突变是指基因内部发生某种突发性改变，由于基因突变导致的遗传变异通常是不可逆转的。
而基因重组则是指基因之间发生某种形式的交换，这种遗传变异通常是可逆转的。
遗传的调控遗传的调控是指生物体内遗传信息的表达和控制过程。
遗传调控通过一系列复杂的分子机制实现，包括DNA的甲基化、转录因子的结合与活化、信号传导通路的调节等。
这些调控机制决定了基因的表达水平和时机，进而影响到生物体的发育、生长和适应环境的能力。
遗传疾病遗传疾病是由于个体遗传物质的突变或缺陷引起的一类疾病。
遗传疾病可以是单基因遗传的，也可以是多基因遗传的。
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力合作， 集思广益所取得的伟大成果。在２０ 世纪中叶， 一批物理 学家和化学家转入生物学研究领域， 与生物学家共同努力， 逐渐形 成了分子生物学这一新的生命科学分支。主要的工作方向有：
• ３. 各类生物中， 能改变ＤＮＡ 结构的各种物理的或化学的因素都可 引起遗传学意义上的突变。两者的平行关系提示ＤＮＡ 是遗传物质 的可能。
• ４. ＤＮＡ 的化学性质非常稳定， 而基因突变也非常罕见。
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５. １ ＤＮＡ 的结构与复制
• ５. １. １. ２ 核酸是遗传物质的实验证明 • 在２０ 世纪的４０—５０ 年代， 有三个著名实验证实了核酸才是真
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５. １ ＤＮＡ 的结构与复制
• １. ＤＮＡ 通常只在细胞核中的染色体上找到， 而蛋白质见于细胞内 以及细胞外的各个组分中。
• ２. 同一种生物， 不论年龄大小， 不论身体的哪一种组织， 每个细 胞核的ＤＮＡ 含量基本上是相同的， 而精子的ＤＮＡ 含量正好是体 细胞的一半。蛋白质等其他化学物质不存在这种情况。见表５－１。
• ２. １９５２ 年赫尔希（Ｈｅｒｓｈｅｙ） 和蔡斯（Ｃｈａｓｅ） 进行的噬菌体感染实验进一步证明了ＤＮＡ 是遗传物质。
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５. １ ＤＮＡ 的结构与复制
• 噬菌体是细菌的病毒， 需要进入细菌内才能复制成新的噬菌体， 其 化学构成是ＤＮＡ 和蛋白质。在噬菌体感染细菌时并不是整个噬菌 体都进入细菌细胞内， 而是部分物质进入， 部分留在细菌外面。显 然， 能够进入细菌细胞内的物质才带有遗传信息， 在细菌体内用于 指导合成新的噬菌体。为了弄清在噬菌体感染时到底哪种物质进入了 细菌， 哪种没有， 赫尔希和蔡斯使用了同位素示踪技术， 他们使用 放射性的３２ Ｐ 和３５ Ｓ 分别标记噬菌体中的ＤＮＡ 和蛋白质。结果 发现只有３２ Ｐ 进入了细菌体内。这一出色的实验无可争议地表明Ｄ ＮＡ 携带遗传信息。
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５. １ ＤＮＡ 的结构与复制
• ３. 在１９５６ 年进行的烟草花叶病毒重建实验进一步证明， 在某些 病毒中的ＲＮＡ 也可以是遗传物质。
• 这一系列实验使遗传学家确认ＤＮＡ， 特殊情况下ＲＮＡ， 才是遗 传物质。这一共识促成了ＤＮＡ 双螺旋结构的发现。
• ５. １. ２ ＤＮＡ 双螺旋结构模型的建立
• 而鸟嘌呤残基ｍｏｌ 数等于胞嘧啶残基ｍｏｌ 数， 即Ｇ＝Ｃ。 • 因此， 嘌呤残基的总ｍｏｌ 数等于嘧啶残基的总ｍｏｌ 数， 即Ａ＋
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５. １ ＤＮＡ 的结构与复制
• ①不同种属的ＤＮＡ 的碱基组成不同， 即ＤＮＡ 的碱基组成具有种 属的特异性。但来自同一种属不同组织的ＤＮＡ 样品具有相同的碱 基组成， 其碱基组成不会随机体的年龄、营养状态和环境变化而改 变。
• ②在所有的ＤＮＡ 中， 腺嘌呤残基ｍｏｌ （摩尔） 数等于胸腺嘧啶 残基ｍｏｌ 数， 即Ａ＝Ｔ；
正的遗传物质： • １. 肺炎双球菌转化实验。该实验从１９２８ 年由格里菲斯（Ｇｒｉ
ｆｆｉｔｈ） 开始， 到１９４４ 年才由艾佛里（Ａｖｅｒｙ） 等人 完成。这项跨度长达十几年的马拉松式的研究第一次通过实验证明了 ＤＮＡ 是遗传物质。实验原理和过程简述如下： 肺炎双球菌有可致 病的Ｓ 型和不致病的Ｒ型菌株。格里菲斯将不致病的Ｒ 型菌和加热 杀死的致病的Ｓ 型菌共同注入小鼠体内， 结果会产生活的Ｓ 型菌并 让小鼠致病。
• （３） 生化遗传学派用生物化学方法从事遗传学研究。他们的主要 成果是证明了基因的主要功能就是指导蛋白质的合成。
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５. １ ＤＮＡ 的结构与复制
• 直接导致ＤＮＡ 双螺旋结构模型建立的两个重要工作是： • １. 富兰克林（Ｒ. Ｆｒａｎｋｌｉｎ） 和威尔金斯（ Ｍ.Ｗｉｌｋｉ
ｎｓ） 在１９５２ 年年底拍得了ＤＮＡ 结晶的Ｘ 射线衍射照片。通 过这一照片可以推测： ＤＮＡ 的结构是一个螺旋， 螺旋沿着长轴具 有两个周期性重复， 衍射图还暗示ＤＮＡ 分子含有两条链， 这些成 为确定ＤＮＡ 的结构至关重要的线索（图５－１）。 • ２. 查伽夫（Ｅ. Ｃｈａｒｇａｆｆ） 通过对来自不同种属的原核生 物和真核生物的ＤＮＡ 样品水解物的分析， 发现ＤＮＡ 样品中的４ 种碱基组成的规律：
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５. １ ＤＮＡ 的结构与复制
• （１） 结构生物学家使用Ｘ 射线结晶学的方法， 从４０ 年代开始研 究蛋白质和核酸的晶体结构， 这一研究方向直接导致了ＤＮＡ 双螺 旋结构的发现。
• （２） 以物理学家德尔布吕克（Ｄｅｌｂｒｕｃｋ） 和微生物学家 卢瑞亚（Ｌｕｒｉａ） 为首的“噬菌体小组”， 试图通过噬菌体研 究揭示染色体上的信息编码。上述噬菌体感染实验就是这个小组成员 的成果。
第５ 章 遗传的分子基础
• ５. １ ＤＮＡ 的结构与复制 • ５. ２ 遗传信息的流动 • ５. ３ 遗传变异的类型及其成因 • ５. ４ 基因的表达调控
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５. １ ＤＮＡ 的结构与复制
• ５. １. １ ＤＮＡ 是遗传物质的证明
• 要证明一种分子载有遗传信息， 应该证明这种分子具有如下特点： • ①在体细胞中含量稳定； • ②在有性生殖生物的生殖细胞中含量减半； • ③能精确地自我复制； • ④能发生变异。 • 在２０ 世纪的上半叶一系列研究提示ＤＮＡ 可能是遗传物质。 • ５. １. １. １ ＤＮＡ 是遗传物质的间接证明
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５. １ ＤＮＡ 的结构与复制
• 这一结果提示一定是死的Ｓ 型菌中的某种物质改变了Ｒ型菌的遗传 特性， 使之变成Ｓ 型菌。艾佛里继续这项研究， 他将死的Ｓ 型菌中 的各种化学物质， 包括蛋白质、ＤＮＡ、ＲＮＡ、脂类、多糖等一 一分离出来， 在体外分别与Ｒ 型菌作用。结果发现只有ＤＮＡ 可以 使Ｒ 型菌转化成为Ｓ 型菌； 如果使用ＤＮＡ 酶分解分离物中的ＤＮ Ａ，则这种转化效应消失。因此结论是： ＤＮＡ 是造成细菌转化的 原因， 换句话说， ＤＮＡ 才是遗传物质。