第五单元《遗传的物质基础与遗传规律》知识点归纳梳理(学生阅读材料)

第五单元 生物的遗传、变异与进化

(包括遗传的物质基础、遗传规律、伴性遗传、细胞质遗传、基因突变、染色体变异、现代进化理论)

1．DNA是遗传物质 （1）知识图解

（2）误区警示

①格里菲思的体内转化实验只提出“S型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质是遗 传物质。最终证明DNA是遗传物质的是艾弗里。

②格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里DNA+R型活菌培养基上生存的细菌都是R 型和S型都有，但是R型多。

③，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记（因病毒繁殖时合成核酸和蛋白质的 原料都只能来自于宿主细胞，所以要得到含32P的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养细菌），第二次是将带标记元素的噬菌体与没有标记的大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。 ④S型菌DNA重组到R型菌DNA分子上，使R型菌转化为S型菌，这是一种可遗传的变异，这种 变异属于基因重组。

（3）噬菌体侵染细菌的实验中少量放射性出现的原因分析

①用32P标记实验时，上清液中也有一定的放射性的原因有二：一是保温时间过短，有一部分噬 菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液放射性含量升高。

②用35S标记实验时，沉淀物中出现少量放射性的原因：可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。 （4）生物体内的遗传物质

生物类型 有细胞结构生物 无细胞结构生物 核酸种类 遗传物质 核苷酸种类 DNA DNA DNA RNA 8种：4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 含氮碱基种类 5种：A、T、C、G、U 5种：A、T、C、G、U 4种：A、T、C、G 4种：A、C、G、U 原核生物 DNA和RNA 真核生物 DNA和RNA DNA病毒 RNA病毒 DNA RNA 即：病毒的遗传物质是DNA或RNA ；具有细胞结构的生物体内既有DNA也有RNA,都以DNA作为遗传物质。所以说DNA是主要遗传物质 2．DNA的粗提取与鉴定

（1）步骤：提取血细胞核物质（蒸馏水涨破）→溶解（2 mol/L的NaCl）→过滤取滤液（除杂质）→析出（滴蒸馏水，降NaCl浓度至0.14 mol/L）→过滤、取含DNA的粘稠物→再溶解（2 mol/L的NaCl）→过滤取滤液→进一步提纯（体积分数为95%的冷却酒精）→鉴定（二苯胺沸水浴加热）。 （2）原理、方法和目的 基本原理 方法 目的 ①NaCl溶液为2mol/L时,DNA溶解，而部分蛋白质DNA在不同浓度的NaCl溶液溶于NaCl溶发生盐析而生成沉淀，通过过滤可除去部分蛋白质中的溶解度不同，在液中并稀释 及不溶于NaCl溶液的杂质②当NaCl溶液稀释至0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低 DNA不溶于酒精溶液 加入冷却酒精（95%） DNA可被二苯胺染成蓝色 加入二苯胺,并沸水浴 3．DNA的组成单位、分子结构和结构特点

鉴定DNA 0.14 mol/L时，DNA析出，过滤可除去溶于NaCl中的部分蛋白质和其他杂质 DNA析出，除去溶于酒精的蛋白质

1 2 3 4 5 6 7 8 单脱氧核苷酸经磷酸二酯键连接成脱氧核苷酸长链 两条脱氧核苷酸长链反向平行由氢键连接成双链DNA分子 双链结构的外侧由磷酸和脱氧核糖交替排列形成骨架，碱基排在双链的内侧 碱基遵循碱基互补配对原则进行配对，碱基对由氢键连接起来。即：G C；A T。 两条链形成规则的双螺旋结构 一条链的碱基排列顺序一旦确定，另一条链的碱基排列顺序也随之确定 理论上链上碱基的排列顺序是任意的，这构成了DNA分子的多样性 4n种 DNA的碱基对排列顺序贮藏着生物遗传信息，DNA分子的多样性是生物多样的根源 DNA分子的结构特点 （磷酸二酯键---用限制性核酸内切酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接；碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。） 4．DNA分子的复制

①解旋：利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用 下，两条螺旋的双链解开。

②合成子链：以DNA分子的两条母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成互补的子链。

③形成子代DNA：每条新链（子链）与其对应的模板链（母链）盘绕成双螺旋结构（半保留复制）。 ④1个DNA分子复制n次，产生子代DNA分子数为2n个，其中：含母链的DNA数为2个；含子链的DNA数为2个；不含母链的DNA数为2n-2个。 ⑤若DNA分子含某碱基m个，如该DNA分子进行n次复制，则共需消耗该碱基数为m×（2n-1）；如进行第n次复制，需消耗该碱基数为

n

m×(2n-1)-m×(2n-1-1)= m×2n-1。

5.DNA半保留复制的实验证明 Ⅱ代 Ⅰ代 亲代

15N(重链)

15N(重链) 14N(轻链) 全重 15N(重链)

从每一代DNA分子中取等量的DNA进行氯化铯密度梯度离心

低

氯

化 铯

密度 高 半重半轻

全轻

半重半轻

轻带 中间带 重带

DNA带 6．DNA中碱基数量的计算（了解）

规律1：在双链DNA分子中，互补碱基两两相 等，A=T，C=G，A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。A1=T2、T1=A2、C1=G2、G1=C2.

规律2：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和（如A+T或C+G）占全部碱基的比例等于其任何一条单链中这两种碱基之和占该单链中碱基数的比例。A+T=A1+T1=A2+T2=n%。（单双链转化公式） 【例】下列对双链DNA分子的叙述，哪项是不正确的 （ D ）

A.若一条链G的数目为C的2倍，则另一条链G的数目为C的0.5倍 B.若一条链A和T的数目相等，则另一条链A和T的数目也相等

D.若一条链的G∶T=1∶2，另一条链的C∶A=2∶1（解释:C∶A=1∶2才是正确）

C.若一条链的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，则另一条链相应碱基比为2∶1∶4∶3

【例】一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子碱基总数的24%,则这个DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的 （ ）

A.44% B.24% C.14% D.28%

解析: A1、G1分别表示一条链上腺嘌呤和鸟嘌呤的数目，T2表示另一条链中胸腺嘧啶数目，A1+G1占DNA分子碱基总数的24%，即(A1+G1)/(A+T+G+C)= 24%.由于A1+G1+C1+T1=1/2(A+T+G+C)， ∴A1+G1占本链碱基总数的48%。又∵A1=(1+40%)G1,∴由以上分析可解得A1=28%，G1=20%。根据碱基互补配对原则T2=A1=28%。

【例】在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤、胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤占碱基总数的: