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遗传的分子基础 本章主要内容是遗传物质的探索过程、DNA分子的复制、转录和翻译等是高考的重点考点。遗传物质的探索主要依托三个经典实验考查科学家证明DNA是遗传物质的思路。DNA分子的复制重点考查复制的过程和原理。遗传信息的转录和翻译主要考查基本概念和生理过程的理解和应用。 生物遗传物质的探索过程 （1）DNA是遗传物质的证据 肺炎双球菌体内的转化实验（1928年格里菲斯） 结论：加热杀死的S型细菌体内含有转化因子。 肺炎双球菌体外转化实验 结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，而蛋白质、多糖及DNA的水解产物不是。 噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯） 实验方法：放射性同位素标记法 实验过程：用35S、32P标记T2噬菌体→用未标记的大肠杆菌噬菌体培养标记的T2噬菌体→搅拌、离心→放射性检测 实验结果：用35S标记→离心后上清液中放射性高；用32P标记→离心后沉淀物放射性高 结论：噬菌体在细菌内的增值是DNA控制的结果 例：（2010，上海）若1个35S标记的大肠杆菌被一个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体（） 一定有35S，可能有32P B、只有35S C、一定有32P，可能有35S D、只有32P 解析：噬菌体侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌的是DNA，在噬菌体DNA的指导下，利用大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料合成子代DNA，利用大肠杆菌的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳。DNA复制方式为半保留复制。32P标记的是亲代噬菌体的DNA，35S标记的是大肠杆菌的蛋白质或氨基酸。裂解后得到的所有噬菌体中，其蛋白质外壳一定有35S，只有两个子代噬菌体的DNA含有32P。 RNA是遗传物质的证据 烟草花叶病毒→结论：RNA是遗传物质 DNA是主要的遗传物质 凡具有细胞结构的生物，既有DNA又有RNA，其遗传物质是DNA。 无细胞结构的病毒，只含有一种核酸，其遗传物质是DNA或RNA 对所有生物来说，绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，因此说DNA是主要的遗传物质。 遗传物质的主要载体：染色体 真核细胞中DNA的其他分布：线粒体或叶绿体 例：（2009，江苏）下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是（B） 豌豆的遗传物质主要是DNA B、酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上 C、T2噬菌体的遗传物质上含有S元素 D、HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 解析：A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA水解后产生4种核糖核苷酸。 DNA分子的结构与复制 DNA分子的化学组成 组成元素：C H O N P 组成单位：脱氧核苷酸：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基 2.DNA 分子的结构 分类 主链 内侧 构成方式 磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则盘旋成双螺旋 主链上对应碱基以氢键连接成对，对应碱基之间互补配对，碱基平面之间平行 排列位置 双螺旋结构外侧 双螺旋结构内侧 动态变化 相对稳定 碱基比率和碱基序列可变 DNA分子的结构特性 多样性：n个碱基对构成DNA具有4n种碱基排列顺序 特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序 稳定性：磷酸与脱氧核糖交替排列形成的基本骨架和碱基互补配对方式不变 DNA分子的复制 概念：DNA的复制是以亲代DNA分子的两条链为模板，合成子代DNA的过程 发生时期：有丝分裂间期和减分一前的间期 复制场所：主要是细胞核，在线粒体和叶绿体中也可能发生 复制过程：解旋→以母链为模板合成互补的子链→延伸子链→母链、子链盘绕成双螺旋结构 所需条件：模板（DNA分子的两条链）、原料（脱氧核苷酸）、能量（ATP）、酶（解旋酶和DNA聚合酶） 复制结果：形成两个完全相同的DNA分子 DNA复制特点：边解旋边复制 复制方式：半保留复制 意义：DNA分子的复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的稳定性 例：（2008，上海）某个DNA片段由500对碱基组成，A+T占碱基总数的34％×3=990 遗传物质的转录和翻译 转录 场所：细胞核，在叶绿体和线粒体上也发生转录过程 条件：模板：DNA的一条链 原料：四种核糖核苷酸 能量：ATP 酶：RNA聚合酶等 原则：碱基互补配对原则 产物：mRNA 翻译 场所和装配机器：核糖体 条件：模板：mRNA 原料：氨基酸 能量：ATP 酶：多种酶 搬用工具：tRNA 原则：碱基互补配对原则 产物：具有一定氨基酸序列的蛋白质 与基因