核心知识一本通(必修二部分)

1必修二遗传与进化【滇】线粒体原创[e-mail]1第1111节DNADNADNADNA是主要的遗传物质问题探讨：1.遗传物质具有的特点：（1）结构相对稳定；（2）具有多样性，便于携带大量的遗传信息；（3）能自我复制，并传给子代，控制生物的性状。2.证明某种物质是遗传物质的方法：设法将DNA和蛋白质等分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。一、一、一、一、对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测和蛋1.20202020世纪20202020年代：大多数科学家认为，蛋白质是生物体遗传物质（蛋白质中的氨基酸排列顺序多种多样，可能蕴含着遗传信息）。松2.2.2.2.20202020世纪30303030年代：DNA松松散散是由许多脱氧核苷酸聚合形成的大分子，可能储存遗传信息，但由于DNA分子结构没有清晰的认识，蛋白质是遗传物质仍占主导地位。二、二、二、二、肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验1.1.1.1.格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验：（1111）肺炎双球菌种类项目S型细菌R型细菌菌落表面光滑（Smooth）表面粗糙(Rough)菌体有多糖类的荚膜（保护功能）无多糖类的荚膜毒性有毒无毒（2222）实验过程：第一组：R型细菌无毒性；第二组：S型细菌有毒性；第三组：加热杀死的S型细菌已经失活；第四组：加热杀死的S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌物质—转化因子（3333）实验结论：加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌。2.2.2.2.艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验：（1111）实验过程：（2）实验结论：S型细菌的DNA才是转化因子（遗传物质），蛋白质等不是遗传物质。【滇】线粒体[e-mail]23.3.3.3.体内转化实验与体外转化实验的比较：注意：①格里菲斯的体内转化实验只是发现转化因子，实验结论S型细菌内存在转化因子并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）。三、三、三、三、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）（赫尔希和蔡斯）（赫尔希和蔡斯）（赫尔希和蔡斯）1.1.1.1.噬菌体的结构（噬菌体是细菌病毒，是一种DNA病毒）病毒只含有一种核酸（DNA或RNA）。2.2.2.2.病毒的增殖：实验结论S型细菌内存在转化因子（1）生活方式：寄生于活细胞中（不能用培养基来培养病毒）实验结论S型细菌内存在转化因子（2）增殖过程：吸附→注入→合成→组装→释放合成：①模板：噬菌体DNA②酶：大肠杆菌提供DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）③合成DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸④合成蛋白质实验结论S型细菌内存在转化因子DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）注意：病毒不能进行分裂增殖（有丝分裂、无丝分裂、减数分裂、二分裂），其是在活细胞中增殖的。3.3.3.3.实验方法：同位素标记法————分别标记蛋白质和DNADNADNADNA，单独地、直接地看他们的作用实验结论S型细菌内存在转化因子（1111）标记噬菌体DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）第一步：标记大肠杆菌DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）第二步：标记噬菌体蛋白质的标记含35S的培养基+大肠杆菌→含35S的大肠杆菌含35S的大肠杆菌+噬菌体→含35S的噬菌体DNA的标记含32P的培养基+大肠杆菌→含32P的大肠杆菌含32P的大肠杆菌+噬菌体→含32P的噬菌体体内转化实验体外转化实验操作者格里菲斯DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）艾弗里及其同事细菌培养场所小鼠体内DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）培养基（体外）巧妙构思用加热杀死的S型细菌作对照将物质分离提纯，单独地、直接地观察其作用实验结论S型细菌内存在转化因子S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）相同点（1）巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌；（2）实验目的都是探究遗传物质的本质；（3）体内转化实验是体外转化实验的基础，后者则是前者的延伸；DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）（4）实验设计都遵循对照原则和单一变量原则蛋白质DNA(外壳)原料：大肠杆菌的氨基酸场所：大肠杆菌核糖体3注意：①蛋白质和DNA均含有C、H、O、N，所以不能用C、H、O、N来分别标记蛋白质和DNA。要用特有元素分别标记。②病毒寄生生活，不能直接用培养基培养标记。（2222）噬菌体侵染细菌实验：实验结论S型细菌内存在转化因子两组离心后主要放射性分布不同，说明了：噬菌体侵染细菌注入的是DNA。细菌裂解后，释放出的子代噬菌体无35S的蛋白质，却有32P的DNA，说明了：亲代与子代之间有连续性的物质是DNA。实验结论S型细菌内存在转化因子内转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可（3333）结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是。注意：①理论上，标记蛋白质的一组，放射性应只存在于上清液中，而沉淀物中也有少量放射性，原因是：搅拌不充分，少量含35S的噬菌体还吸附在细菌表面，而随大肠杆菌离心到沉淀物中。②理论上，标记DNA的一组，放射性应只存在于沉淀物中，而上清液液中也有少量放射性，原因是：a.保温时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；b.保温时间过长，部分带放射性32P的噬菌体从大肠杆菌中裂解释放出来存在上清液中。实验结论S型细菌内存在转化因子③两个经典实验的比较：实验结论S型细菌内存在转化因子实验比较艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验设计思路设法将DNA和蛋白质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用分离方法直接分离法：将S型细菌的DNA与其他成分分离，然后用每种单一成分分别与R型细菌混合培养同位素标记法：利用T2噬菌体侵染大肠杆菌过程中DNA注入大肠杆菌体内，而蛋白质外壳留在大肠杆菌体外，使DNA和蛋白质自然分开保温的目的：使大肠杆菌充分侵染大肠杆菌；搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的：使噬菌体的蛋白质外壳和被侵染的大肠杆菌分离。4观察指标观察R型细菌能否转化为S型细菌观察放射性物质存在于上清液中还是沉淀物中结论①DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质；②说明了遗传物质可发生可遗传的变异内转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可①DNA是遗传物质，而非蛋白质；②说明了DNA能控制蛋白质的合成；③DNA能自我复制四、四、四、四、RNARNARNARNA是遗传物质的证据：是遗传物质的证据：是遗传物质的证据：是遗传物质的证据：1.1.1.1.实验：烟草花叶病毒感染烟草的实验内转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可内转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可内转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可2.结论：RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。核酸均是遗传物质。ÞDNA是主要的遗传物质。注意：①一切生物的遗传物质是核酸。②凡是细胞结构生物（包括原核生物和真核生物）同时含有DNA和RNA，DNA才是遗传物质；病毒只含有一种核酸（DNA或RNA），含哪一种核酸，哪一种核酸就是它的遗传物质。（只有RNA病毒的遗传物质是RNA，其他生物的遗传物质都是DNA）③RNA病毒：烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒、流感病毒（H5N1）。内转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可内转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可以复性而具有活性。③转化的实质是：基因重组（外源S型细菌的DNA重组进入R型细菌体内）转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可DNA(大多数生物)RNA（少数生物）5第2222节DNADNADNADNA的分子结构一、一、一、一、DNADNADNADNA双螺旋结构模型的构建（略）双螺旋结构模型的构建（略）双螺旋结构模型的构建（略）双螺旋结构模型的构建（略）二、二、二、二、DNADNADNADNA分子的结构分子的结构分子的结构分子的结构内转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可1.1.1.1.化学组成：磷酸C、H、O、N、P脱氧核糖脱氧核苷酸（4种）脱氧核苷酸链DNA碱基（A、T、G、C）2.2.2.2.平面结构和空间结构：（1）磷酸：是脱氧核苷酸的重要组成基团，一条脱氧核苷酸链只含有一个游离的磷酸基团。故DNA分子中只含有2个游离的磷酸基团。（2）碱基：共有4种，分别是A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）。（3）碱基对：配对的一对碱基（2个碱基）；碱基配对遵循A与T配对，G与C配对的碱基互补配对原则。碱基对（脱氧核苷酸对）的排列顺序代表了遗传信息。（4）氢键：配对的碱基对直接通过氢键连接，A与T之间是2个氢键，G与C之间是3个氢键。氢键可以通过解旋酶断裂，也可以通过高温断裂。氢键越多（G-C碱基对的比例越高），DNA分子的热稳定性越高，越适合生活在高温环境条件下。（5）脱氧核苷酸：含一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基构成。是DNA的基本组成单位（单体）。（6）磷酸二酯键：两个脱氧核苷酸之间相连的化学键。可以通过限制酶或DNA酶切断，通过DNA连接酶或DNA聚合酶连接。（7）脱氧核苷酸链：多个脱氧核苷酸聚合形成的一条链状结构。DNA由两条反向平行的双螺旋脱氧核苷酸链构成。内转化实验只是发现转化因子，并没有证明DNA是遗传物质；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。②DNA的热稳定性高，高温解旋，低温后又可（8）DNA的外侧：由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，构成了DNA的基本构架。（9）DNA的内侧：由碱基对按不同的顺序排列形成，构成了DNA分子的特异性和多样性。注意：①②DNA分子中的有关数量关