第 9講 基因的本質(zhì)一、DNA 是主要的遺傳物質(zhì)1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（1）體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：1928 年由英國科學(xué)家格里菲思等人進(jìn)行。 實(shí)驗(yàn)材料：S 型細(xì)菌、R 型細(xì)菌菌落菌體毒性S 型細(xì)菌表面光滑（smooth）有莢膜（小鼠很難消滅）有R 型細(xì)菌表面粗糙(rough)無莢膜（小鼠容易消滅）無結(jié)論：在 S 型細(xì)菌中存在轉(zhuǎn)化因子可以使 R 型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為 S 型細(xì)菌。（2）體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：1944 年由美國科學(xué)家艾弗里等人進(jìn)行。結(jié)論：DNA 是遺傳物質(zhì)2.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)過程標(biāo)記噬菌體（35S 標(biāo)記蛋白質(zhì)，32P 標(biāo)記 DNA，不能同時(shí)標(biāo)記）含 35S 的培養(yǎng)基 ¾培¾養(yǎng)¾® 含 35S 的細(xì)菌 35S ¾培¾養(yǎng)¾® 蛋白質(zhì)外殼含 35S 的噬菌體 含 32P 的培養(yǎng)基 ¾培¾養(yǎng)¾® 含 32P 的細(xì)菌 ¾培¾養(yǎng)¾® 內(nèi)部 DNA 含 32P 的噬菌體噬菌體侵染細(xì)菌含 35S 的噬菌體 ¾侵¾染¾細(xì)菌¾® 細(xì)菌體內(nèi)沒有放射性 35S含 32P 的噬菌體 ¾侵¾染¾細(xì)菌¾® 細(xì)菌體內(nèi)有放射線 32P 結(jié)果分析：測(cè)試結(jié)果表明：侵染過程中，只有 32P 進(jìn)入細(xì)菌，而 35S 未進(jìn)入，說明只有親代 噬菌體的 DNA 進(jìn)入細(xì)胞。子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的 DNA 遺傳的。 DNA 才 是真正的遺傳物質(zhì)。結(jié)論：進(jìn)一步確立 DNA 是遺傳物質(zhì)3.煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)過程（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論 煙草花葉病毒的 RNA 能自我復(fù)制，控制生物的遺傳性狀，因此 RNA 是它的遺傳物質(zhì)(還有 HIV)。4、生物的遺傳物質(zhì)非細(xì)胞結(jié)構(gòu)：DNA 或 RNA生物原核生物：DNA細(xì)胞結(jié)構(gòu)真核生物：DNA結(jié)論：絕大多數(shù)生物（細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物（同時(shí)含 DAN、RNA）和 DNA 病毒）的遺傳物質(zhì) 是 DNA，所以說 DNA 是主要的遺傳物質(zhì)。二、DNA 分子的結(jié)構(gòu)1.DNA 分子的結(jié)構(gòu)（1） 基本單位-脫氧核糖核苷酸（簡(jiǎn)稱脫氧核苷酸）2、DNA 分子特點(diǎn)（1）穩(wěn)定性：是指 DNA 分子雙螺旋空間結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定性。（2）多樣性：構(gòu)成 DNA 分子的脫氧核苷酸雖只有 4 種，配對(duì)方式僅 2 種，但其數(shù)目卻可 以成千上萬，更重要的是形成堿基對(duì)的排列順序可以千變?nèi)f化，從而決定了 DNA 分子的多 樣性（n 對(duì)堿基可形成 4n 種）。（3）特異性：每個(gè)特定的 DNA 分子中具有特定的堿基排列順序，而特定的排列順序代表 著遺傳信息，所以每個(gè)特定的 DNA 分子中都貯存著特定的遺傳信息，這種特定的堿基排列 順序就決定了 DNA 分子的特異性。3、DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）DNA 分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成。（2）DNA 分子外側(cè)是脫氧核糖和磷酸交替連接而成的基本骨架。（3）DNA 分子兩條鏈的內(nèi)側(cè)的堿基按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則配對(duì)，并以氫鍵互相連接。344、相關(guān)計(jì)算（文科生了解）（1）A=TC=G（2）（A+ C ）/ （T+G ）= 1 或 A+G / T+C = 11（3）如果（A1+C1 ） / （ T1+G1 ）=b 那么（A2+C2 ） / （T2+G2 ） =b（4） （A+ T ） / （ C +G ） =（A1+ T1 ） / （ C1 +G1 ）= （ A2 + T2 ） / （ C2+G2 ）5.判斷核酸種類（1）如有 U 無 T，則此核酸為 RNA；（2）如有 T 且 A=TC=G，則為雙鏈 DNA；（3）如有 T 且 A TC G，則為單鏈 DNA ；（4）U 和 T 都有，則處于轉(zhuǎn)錄階段。 三、DNA 的復(fù)制1.DNA 分子復(fù)制的過程（1）概念：以親代 DNA 分子為模板合成子代 DNA 的過程（2）復(fù)制時(shí)間：有絲分裂或減數(shù)第一次分裂間期（3）復(fù)制方式：半保留復(fù)制（4）復(fù)制條件：模板：親代 DNA 分子兩條脫氧核苷酸鏈 原料：4 種脫氧核苷酸能量：ATP 酶:解旋酶、 DNA 聚合酶等（5）復(fù)制特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制（6）復(fù)制場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核中，線粒體和葉綠體也存在。（7）復(fù)制意義：保持了遺傳信息的連續(xù)性。2.與 DNA 復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算（文科生了解）（1）一個(gè) DNA 連續(xù)復(fù)制 n 次后，DNA 分子總數(shù)為：2n（2）第 n 代的 DNA 分子中，含原 DNA 母鏈的有 2 個(gè)，占 1/(2n-1)（3）若某 DNA 分子中含堿基 T 為 a，則連續(xù)復(fù)制 n 次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為：a(2n-1)第 n 次復(fù)制時(shí)所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為：a·2n-1四、基因是有遺傳效應(yīng)的 DNA 片段1.基因的相關(guān)關(guān)系（1）與 DNA 的關(guān)系基因的實(shí)質(zhì)是有遺傳效應(yīng)的 DNA 片段，無遺傳效應(yīng)的 DNA 片段不能稱之為基因（非基因）。每個(gè) DNA 分子包含許多個(gè)基因。（2）與染色體的關(guān)系基因在染色體上呈線性排列。染色體是基因的主要載體，此外，線粒體和葉綠體中也有 基因分布。（3）與脫氧核苷酸的關(guān)系脫氧核苷酸（A、T、C、G）是構(gòu)成基因的單位?；蛑忻撗鹾塑账岬呐帕许樞虼磉z 傳信息。（4）與性狀的關(guān)系基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位?；?qū)π誀畹目刂仆ㄟ^控制蛋白質(zhì)分子（酶、結(jié)構(gòu)蛋白）的合成來實(shí)現(xiàn)。2.DNA 片段中的遺傳信息遺傳信息蘊(yùn)藏在 4 種堿基的排列順序之中；堿基排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了 DNA 分子的 多樣性，而堿基的特異排列順序，又構(gòu)成了每個(gè) DNA 分子的特異性。