内容正文:
第三章.遗传的分子基础
第一节核酸是遗传物质
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斑马身上有醒目的条纹,成群铂的斑马会混肴敌害的视线;雄孔雀身披华丽的羽毛,“孔雀开屏以吸引异性;
昙花美丽清香,“昙花一现”以避开日晒和寒冷一人们很早就发现,这些家族成员的共同特征(性状)能够
一代一代地传递下去。孟德尔根据豌豆杂交实验,提出了遗传因子的概念,成功地解释了遗传现象,并首先
揭示了两条遗传定律。那么控制生物性状世代传递的基因(遗传因子)到底是什么物质?DNA和蛋白质在生
物性状遗传的过程中各自发挥了什么作用?它们又是如何发挥作用的呢?我们在这一章将进一步探索遗传的
分子基础,了解基因的本质及其发挥作用的原理。
多
>学习目标
1.慨述生物遗传的物质基础以及DNA作为遗传物质的证据。
2.说明DNA分子结构及其特点,阐明DNA分子复制过程、特点和意义。
3.慨述遗传信息的传递和表达过程,阐明遗传密码及其在遗传信息表达中的作用。
4.说明中心法则及其发展。
5.举例说明表观遗传现象。
多
本章学习应聚焦的关键能力
1.通过噬菌体侵染细菌的实验分析,尝试寻找证据解释现象,学会运用证据解释现象
的科学思维方法。
2.认识建立物理模型是表征DNA分子结构的重要方法,通过尝试制作DNA双螺旋结构
模型,学会构建物理模型的方法。
3.通过探究DNA的复制过程,尝试运用证据解释现象,学会运用证据解释原理的科学
思维方法。
人们在了解了染色体是遗传物质的载体这一事实后,希望能进一步弄清染色体的化学
本质以及发挥作用的过程。从化学成分上讲,染色体由DNA(脱氧核糖核酸)、蛋白质和
少量RNA(核糖核酸)组成,其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。研究表明,虽然
DNA和组蛋白都是染色体的主要成分,而且含量大致相等,在染色体行使功能过程中起着
重要作用,但DNA更加具备作为遗传物质的主要特性。有什么证据可以证明DNA是遗传物
质呢?
DNA是遗传物质
20世纪50年代之前,“遗传物质可能是核酸”的观点通常被认为是不正确的。此
前人们普遍认为DNA是相当小的分子,相对分子质量约为1500,四种碱基在DNA分子
中等量地存在,并简单重复。人们考虑到生物体结构与功能的巧妙适应性,以及发育
过程和途径的极端复杂性,DNA这样简单的小分子不可能发挥出如此重要的控制作用。
相比较而言,含有20种氨基酸的蛋白质大分子倒是能够提供无限数量的排列组合。
那么,DNA是遗传物质的证据又是如何逐步得到的呢
不同
观点
蛋白质
DNA
多
20世纪中叶,科学家发现染色体主要是由蛋白
质和DNA组成的。在这两种物质中,究竟哪一种是
遗传物质呢?这个问题曾引起生物学界激烈的净论。
讨论:你认为遗传物质应该具有什么特点?
①能够储存大量的遗传信息;
②可以准确地复制,并传递给下一代;
③结构比较稳定等。
DNA是遗传物质的直接证据
在众多的肺炎链球菌菌株中,光滑型(S)菌株是唯一能够引起肺炎或败血症的类型。
这种菌株在培养基上能长成光滑的菌落。S型细菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜,
使菌体不易受到宿主正常防护机制的破坏。另外一些菌株的外面没有荚膜,不会引起
病症,长成粗糙型(R)菌落。
项目
光滑
粗糙
型细菌
菌落
糙
(rough
有无荚膜
有无毒竹
两种肺炎双球菌的菌落知乎®人性的游戏
无
空
荚膜是某些细菌的细
胞壁外面包围的一层胶状
物质。无荚膜的肺炎链球
菌感染人体或动物体后,
容易被吞噬细胞吞噬并杀
灭。有荚膜的肺炎链球菌
可抵抗吞噬细胞的吞噬,
肺炎链球菌肺炎胸片
有利于细菌在宿主体内生
活并繁殖。
1928年格里菲斯:
肺炎链球菌的体内转化实验
格里菲斯基础
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1944年艾弗里:
肺炎链球菌的体外转化实验
艾弗里