内容正文:
第三章 基因的本质
基因的本质
1.DNA是主要的遗传物质
(1)对遗传物质的早期推测
(2)肺炎双球菌的转化实验
(3)噬菌体侵染细菌的实验
(4)遗传物质的判断
2.DNA分子的结构
(1)DNA双螺旋结构模型
(2)DNA分子的结构
3.DNA的复制
(1)对DNA分子复制的推测
(2)DNA分子复制的过程
4.基因是有遗传效应的DNA片段
(1)基因的本质
(2)DNA片段中的遗传信息
第一节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
1.20世纪20年代,多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。
2.20世纪30年代,对DNA的认识
(1)生物大分子:由许多脱氧核苷酸聚合而成。
(2)基本组成单位:脱氧核苷酸。
3.由于对DNA分子结构还没有清晰的了解,人们认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
4.科学家是怎样证明DNA是遗传物质的?
(1)格里菲思和艾弗里肺炎双球菌的转化的实验。
(2)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 。
二、肺炎双球菌的转化实验
1.观察小鼠的存活情况实验材料:两种肺炎双球菌、小鼠(格里菲思)
(1)R型菌菌落:粗糙,无荚膜,无毒。
(2)S型菌菌落:光滑,有荚膜,有毒,可致死。
2.实验过程:将无毒性的R型活细菌、有毒的S型活细菌、加热杀死的S型细菌、无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合物分别注射到小鼠体内。
3.实验结论:已经被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子。
3.寻找转化因子:观察培养基中菌落种类(艾弗里)
(1)实验过程:分别提取S型菌的多糖、蛋白质、DNA等分别与R型活菌混合培养并设置DNA+DNA酶的对照组。
(2)实验结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.为设法把DNA和蛋白质完全彻底分开,然后单独、直接观察DNA和蛋白质的作用,1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验:T2噬菌体侵染细菌的实验。
2.T2噬菌体
(1)模式图:
(2)在T2噬菌体的化学分析中, 对蛋白质和DNA的进一步分析表明
蛋白质:C、H、O、N、S,S仅存在于蛋白质分子中;
DNA:C、H、O、N、P,P几乎仅存在于DNA分子中。
其中35S标记噬菌体的蛋白质,32P标记噬菌体的DNA。
(3)增殖特点:T2噬菌体侵染大肠杆菌后,在自身遗传物质的作用下,利用 大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。
(4)侵染过程:
①吸附:首先,噬菌体的尾端吸附在细菌的表面。
②注入:噬菌体通过尾轴把DNA全部注进细菌体内,而蛋白质外壳则留在细菌体外,不起作用。
③合成:噬菌体的DNA在细菌体内利用细菌的化学成分合成噬茵体自身的DNA和蛋白质。
④组装:这些新合成的DNA和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。
⑤释放:最后,这些噬菌体由于细菌的解体而被释放出来,再去侵染其他细菌。
3.实验过程及结果:
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
实验结论
第一组实验
35S标记蛋白质
无35S标记蛋白质
外壳蛋白质无35S
DNA分子具有连续性,是遗传物质
第二组实验
32P标记DNA
无32P标记DNA
DNA有32P标记
四、遗传物质的判断
1.遗传物质的种类:
(1)DNA是主要的遗传物质。目前,已有充分的科学研究资料证明,绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。
(2)RNA。有些病毒(如烟草花叶病毒),它们不含有DNA,只含有RNA。在这种情况下,RNA就起着遗传物质的作用。
2.作为遗传物质必须具备的四个条件
(1)能够精确地自我复制,使前后代具有一定的连续性。
(2)能够指导蛋白质的合成,从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程。
(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。
(4)具有相对稳定性,可产生可遗传的变异。
3.生物体遗传物质判断:
(1)有细胞结构的生物遗传物质是:DNA。(原核生物、真核生物)
(2)无细胞结构的生物遗传物质是:DNA或RNA(RNA病毒:HIV、禽流感病毒 、SARS病毒、烟草花叶病毒)
例1:下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述正确的是( )
A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B.艾弗里实验证明从S 型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有