第1节遗传信息.docx

第1节遗传信息.docx

《第1节遗传信息.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1节遗传信息.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

第1节遗传信息

第六章遗传信息的传递和表达

第1节遗传信息

【思考】生物体的四种主要化合物是什么？

与遗传密切相关的是哪一类化合物？

它分几类？

其中主要分布于细胞核中的是什么？

主要分布于细胞质的是什么？

一、DNA是遗传物质

1、染色体的主要成分是和。

2、20世纪40年代，大多数生物学家猜测蛋白质最有可能是遗传物质，原因是蛋白质是所有化合物中最复杂的。

蛋白质由20种不同的氨基酸组成，而DNA只有4种不同的碱基，他们认为，只有特别复杂的结构才有可能将大量的信息隐含在狭小的空间里。

3、遗传物质的特点：

①连续性：

能自我复制，使前后代保持一定的连续性。

②稳定性：

分子结构具有相对的稳定性。

③能储存大量的遗传信息。

④能产生可遗传的变异：

若发生变异，则能通过复制把变异传给后代。

（一）DNA是遗传物质的证据

1952年，赫尔希和蔡斯做的噬菌体侵染细菌试验，证明了DNA是遗传物质。

1、噬菌体结构

噬菌体由蛋白质衣壳和DNA组成，分为头部和尾部两部分，头部的外部和尾部是蛋白质衣壳，头部的内部含有DNA。

噬菌体是专门寄生在细菌体内的病毒，它在大肠杆菌体内能繁殖出几百个性状完全相同的噬菌体后代。

噬菌体侵染细菌

2、同位素标记实验证明噬菌体的遗传物质是DNA

噬菌体蛋白质的氨基酸含S，不含P，而DNA含P不含S，分别用放射性同位素35S标记噬菌体的蛋白质和用放射性同位素32P标记噬菌体的DNA，然后侵染细菌。

实验结论：

当噬菌体侵染细菌时，蛋白质衣壳遗留在细

菌细胞外，只有噬菌体DNA进入细菌细胞内。

【疑问】噬菌体的DNA是如何进入细菌细胞内的呢？

3、证明DNA是遗传物质的证据——噬菌体侵染细菌的实验

①吸附：

噬菌体利用尾部吸附在细菌细胞表面。

②注入：

噬菌体将DNA全部注入细菌细胞内。

③复制、合成：

在细菌细胞内，噬菌体复制出噬菌体的DNA

和合成噬菌体的蛋白质衣壳。

④组装：

噬菌体的DNA与噬菌体的蛋白质衣壳组合。

⑤释放：

细菌裂解后子代噬菌体释放出来。

【提示】

噬菌体复制的模板：

噬菌体的DNA。

噬菌体复制DNA的原料：

细菌的脱氧核苷酸。

噬菌体合成蛋白质的原料：

细菌的氨基酸。

噬菌体复制DNA和合成蛋白质所需要的酶：

细菌细胞的酶。

噬菌体合成蛋白质的场所：

细菌的核糖体。

【实验结果】噬菌体侵染细菌后，会释放出几百个性状完全相同的子代噬菌体。

【实验结论】噬菌体的各种性状是通过噬菌体DNA传递给后代的，证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。

4、证明DNA是遗传物质的证据——肺炎双球菌转化实验

①肺炎双球菌类型和特点

S型肺炎双球菌：

有很厚的透明荚膜，其荚膜可以避免被感染动物的免疫系统对它的抵抗，有很强的致病性，动物通常在后的24h内死亡，该肺炎双球菌在培养基平板上形成的菌落表面光滑，称为S型肺炎双球菌。

R型肺炎双球菌：

没有荚膜，没有致病性，该肺炎双球菌在培养基平板上形成的菌落表面粗糙，称为R型肺炎双球菌。

②肺炎双球菌转化实验

【实验结论】加热杀死的S型肺炎双球菌中有特殊的遗传物质，使活的非致病性的R型肺炎双球菌转化为致病性的S型肺炎双球菌。

③艾弗里的实验结论：

DNA是遗传物质。

RNA病毒：

如烟草花叶病毒，遗传物质是RNA。

5、DNA是主要的遗传物质

由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此，DNA是主要的遗传物质。

【知识拓展】证明RNA是遗传物质的实验

实验结论：

RNA是遗传物质。

二、DNA分子的双螺旋结构

（一）DNA分子的化学结构

1、化学元素和基本组成单位：

C、H、O、N、P，脱氧核苷酸。

①脱氧核苷酸的组成

1分子脱氧核苷酸

含氮碱基

含氮碱基

②脱氧核苷酸的种类

因为组成脱氧核苷酸的碱基有4种，所以脱氧核苷酸的种类有4种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

（二）DNA分子的平面结构

①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链组成；

②两条脱氧核苷酸长链由磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；

③两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对，排列在内侧。

【巩固知识】

1、填写下图中数字代表的名称：

①②

③④

⑤⑥

⑦

2、⑥的全称是。

3、图中有个脱氧核苷酸，有个磷酸，个脱氧核糖，

个含氮碱基。

答案：

1、碱基磷酸脱氧核糖氢键碱基对一条脱

氧核苷酸链片段2、胸腺嘧啶脱氧核苷酸3、8888

2、根据右图，回答各数

字代表的名称：

1.胞嘧啶2.腺嘌呤

3.鸟嘌呤4.胸腺嘧啶

5.脱氧核糖6.磷酸

7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸

8.碱基对9.氢键

10.一条脱氧核苷酸链的片段

【问题探究】DNA分子的碱基含量的规律性：

①A=T，G=C。

②A+G=T+C+A+C=T+G=50%。

③（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=1。

④生物种类不同，则：

（A+T）含量和（G+C）的含量不同，

即：

（A+T）/（G+C）≠1。

⑤一条链中的（A+G）/（T+C）的比值等于其互补链该比值的倒数，即一条链中的（A+G）/（T+C）=K，其互补链该比值为1/K。

若是（A+T）/（G+C），则相等。

（三）DNA分子的空间结构（立体结构）：

规则的双螺旋结构

1953年，美国生物学家沃森和英国生物化学家克里克创建了DNA双螺旋结构模型。

DNA双螺旋结构模型

（1）骨架（主链）：

由脱氧核糖和磷酸通过化学键（磷酸二酯键）交替连接构成骨架（位于外侧）。

（2）碱基对：

两条主链对应的脱氧核糖上的碱基通过氢键形成碱基对（位于内侧）。

（3）碱基互补配对原则：

A与T配对，G与C配对。

①每个碱基对由一个嘌呤碱和一个嘧啶碱组成：

②配对碱基：

A＝T（可形成2个氢键），G≡C（可形成3个氢键）

③大量氢键维持了DNA的分子的相对稳定性（既稳定又可以解旋）。

（4）模型像一个向右螺旋的梯子，两边的扶手是由磷酸和脱氧核糖相间连接而成，中间的“踏板”是碱基对，DNA分子的两条多核苷酸链是互补的，从DNA双螺旋上一点出发，沿着踏板向上走，每上10级，即10个碱基对，就绕一圈，而且升高3.4nm。

三、蕴藏在DNA分子中的遗传信息

（一）DNA分子的特性：

①多样性：

碱基对的排列方式不同。

构成DNA的碱基虽只有四种（AGCT），配对方式仅二种（A与T，G与C），连接方式四种（A-T、T-A、G-C、C-G），但其数目可以成千上万，更重要的是形成的碱基对的顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。

例如，一个含有100个碱基对的DNA分子，碱基对的排列方式可能有4100（4代表四种不同的碱基，100代表碱基对数目。

）

DNA分子的多样性从分子水平上决定了生物的多样性和生物的个体之间的差异。

生物多样性的根本原因就是由DNA分子多样性决定的。

②特异性：

特定的碱基对的排列顺序。

③稳定性：

两条长链的磷酸和脱氧核糖的交替连接的顺序稳

定不变，以及碱基对通过氢键连接稳定不变。

（二）基因

1、基因的概念：

基因是携带遗传信息，并具有遗传效应的

DNA片段。

2、性状的概念：

生物体的形态、生理和行为等特征。

3、基因的化学成分：

由成百上千对脱氧核苷酸组成。

4、遗传信息的概念：

基因中的脱氧核苷酸排列顺序。

5、染色体、DNA、基因、蛋白质和性状的关系

①DNA分子存在于染色体上，染色体是DNA主要载体。

②每个DNA分子含有很多个基因，基因是有遗传效应

的DNA片段。

③基因在染色体上呈线性排列。

④基因控制蛋白质合成，决定生物性状。

⑤蛋白质是组成生物体的重要成分。

⑥性状主要通过蛋白质体现。