1.人類對遺傳物質的探索過程
(1)格裡菲思的肺炎雙球菌實驗過程:該實驗共分四組,分别由R型、S型、加熱殺死的S型細菌感染小鼠,最後由加熱殺死的S型細菌和R型細菌混合感染小鼠,觀察小鼠的死活,并試圖從死亡的小鼠體内提取S型細菌。
實驗結果:将R型、加熱殺死的S型細菌感染小鼠,小鼠均不死亡;S型、加熱殺死的S型細菌和R型細菌混合感染小鼠,小鼠死亡,并且從死亡小鼠體内提取出S型細菌。
(2)格裡菲思的肺炎雙球菌實驗結論:加熱殺死的S型細菌的轉化因子使R型細菌發生了轉化,從而使小鼠死亡。
(3)艾弗裡證明遺傳物質是DNA的實驗過程:讓R型細菌分别與S型細菌的DNA、蛋白質、多糖等物質分别混合,并分别在固體培養基上培養,觀察哪組能産生S型細菌表面光滑的菌落特征。實驗結果:隻有與S型細菌的DNA混合的R型細菌接種後能産生S型細菌的菌落特征。
(4)艾弗裡和他的同事通過上述實驗得出的結論:使R型細菌轉化為S型細菌的轉化因子即遺傳物質是DNA。
(5)赫爾希和蔡斯(T2噬菌體侵染細菌)的實驗操作步驟:首先讓T2 噬菌體分别标記32P、35S,然後分别與大腸杆菌混合培養,一段時間後振蕩、離心,之後觀察放射性在試管的上清液還是沉澱中。
實驗結果:标記32P的組放射性主要在沉澱中,而标記5S的組放射性集中在上清液中。
拓展:
①T2 噬菌體侵染細菌後,合成自身組分所需的物質和原料均從細菌中來。
②獲得含5S 和32P标記的 T2 噬菌體的方法是首先在含有放射性物質的培養基中培養大腸杆菌,之後再接種T2噬菌體,連續多代培養從而獲得含有放射性的噬菌體。
③在噬菌體侵染細菌的實驗中,證明DNA是遺傳物質的最關鍵的實驗設計思路是将噬菌體的DNA 和蛋白質分離,分别考察對子代噬菌體的影響作用。
④這個實驗過程不能證明 DNA 是主要的遺傳物質,由于其他生物有的遺傳物質是RNA,而此實驗不能進一步證明。
⑤這個實驗不能證明蛋白質是遺傳物質,因為蛋白質在形成子代噬菌體的過程中不能發揮遺傳物質的作用。
2.DNA分子結構的主要特點
(6)DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸;RNA分子的基本單位是核糖核苷酸。
(7)DNA 分子的空間結構特點是:首先,DNA 由兩條脫氧核苷酸鍊反向平行構成;其次,DNA分子的外側由磷酸和脫氧核糖交替連接構成基本骨架,堿基在内側;堿基之間通過氫鍵與堿基互補配對方式連接。
拓展:
①判斷核酸的種類有三種方法,具有符合雙螺旋結構的是DNA,否則可能是RNA;組成如果含有核糖為RNA,如果含有脫氧核糖,則是DNA;組成該分子的堿基中,含有胸腺嘧啶的是DNA,含有尿嘧啶而不含胸腺嘧啶的是RNA。②根據結構功能的統一性原理,地處炎熱地區的生物,其DNA分子的結構應更需要維持穩定性,防止熱變性,所以具有 G、C 堿基含量高、氫鍵多,
3.DNA 分子的複制
(8)簡述DNA分子複制的過程:DNA分子在解旋酶作用下解旋,之後以細胞核中遊離的脫氧核苷酸為原料、以堿基互補配對為原則、合成子代DNA,之後重新螺旋化。
拓展:
①DNA的複制主要在在細胞分裂的間期進行。
②DNA複制是以親代 DNA 分子的兩條脫氧核苷酸鍊分别作為模闆。
③DNA複制的原料是細胞核裡遊離的脫氧核苷酸。
④DNA複制的方式是半保留複制和邊解旋邊複制。
⑤DNA複制的場所主要是細胞核,線粒體和葉綠體中也有。
⑥DNA複制需要的基本條件是模闆、原料、能量、酶。
4.基因的概念與表達
(9)基因是有遺傳效應的 DNA 片段,是 DNA 分子中決定生物性狀的結構和功能單位。基因與脫氧核苷酸、遺傳信息、DNA、染色體、蛋白質、生物性狀之間的關系是:基因是DNA 分子中決定生物性狀的基本單位,染色體由 DNA 和蛋白質組成,遺傳信息是由基因中特定的脫氧核苷酸的排列順序決定的。
(10)遺傳信息的轉錄和翻譯
①基因控制蛋白質的合成包括兩個階段是轉錄和翻譯。
②轉錄是在細胞核中以 DNA 為模闆,按堿基互補配對方式合成 RNA 的過程。
拓展:
①轉錄發生的時間是細胞分裂間期。
②轉錄的模闆是 “DNA 分子的一條脫氧核苷酸鍊”
③轉錄的原料是細胞核裡遊離的核糖核苷酸。
④轉錄的産物是 RNA 分子。
⑤轉錄需要的基本條件是模闆、原料、能量、酶等。
(11)翻譯是在核糖體中以 mRNA 為模闆,按照堿基互補配對原則,以 tRNA 為轉運工具、以細胞質裡遊離的氨基酸為原料合成蛋白質的過程。
①翻譯發生的場所是核糖體。
②準确地說,翻譯的産物是多肽鍊。
③翻譯需要的原料是細胞質裡遊離的氨基酸。
拓展:
①原核生物與真核生物的基因表達不同:原核細胞的轉錄和翻譯可同時進行;真核細胞的轉錄在細胞核中進行,mRNA經加工成熟後通過核孔進入細胞質,在細胞質核糖體進行翻譯。
②病毒基因的表達所需原料來自宿主細胞的遊離核糖核苷酸和氨基酸,模闆來自病毒基因轉錄來的 mRNA。
③遺傳信息是指 DNA 分子上基因的堿基排列順序;密碼子指 mRNA 中決定一個氨基酸的三個連續堿基;反密碼子是指 tRNA 分子中與 mRNA 分子密碼子配對的三個連續堿基,反密碼子與密碼子互補。起始密碼子、終止密碼子均存在于 mRNA 分子上。
(12)一種tRNA隻能運轉一種特定的氨基酸。一種氨基酸可由多種tRNA 轉運。
(13)在基因表達過程中 DNA 分子中堿基數、mRNA 分子中堿基數、氨基酸數的數量關系是 6:3:1。
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