第三章 基因的本质（教师版）必背知识 高中生物新人教版必修2（2022年）
展开第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
1. 肺炎双球菌的转化实验
肺炎双球菌 类型及特点 | 类型 | 菌体 | 菌落 | 毒性 |
S型细菌 | 有多糖类的荚膜 | 表面光滑 | 有 | |
R型细菌 | 没有多糖类的荚膜 | 表面粗糙 | 无 |
（1）格里菲思体内转化实验
①实验过程及现象
②结论：加热杀死的S型细菌中含有某种“ 转化因子 ”，能将R型活细菌转化为S型活细菌。
（2）艾弗里体外体内转化实验
①实验方法： 将S型细菌中的物质分离出来，分别与R型细菌混合培养，独立地观察各自的作用 。
②实验过程及现象（填右图）
结果发现：只有加入S型细菌的 DNA ，R型细菌才能转化
为S型细菌。DNA纯度越高，转化效率 越高 。
③实验结论： DNA 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物
质，即 DNA 是遗传物质。也证明了 蛋白质 、 多糖 、
DNA水解产物 不是遗传物质。
2. 噬菌体侵染细菌的实验
（1）实验人： 赫尔希 和 蔡斯 。
（2）T2噬菌体病毒
①结构特点： 无 （有/无）细胞结构，组成成分是 蛋白质 和 DNA 。
②代谢特点：只能 寄生 在 大肠杆菌 体内。
③增殖特点：侵染大肠杆菌后，在自身 遗传物质 的作用下，利用 大肠杆菌
体内的物质（氨基酸、脱氧核苷酸等）来合成自身的组成成分，进行大量增殖。
（3）实验方法： 同位素标记 法，用 35S 和 32P 分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA分子。
（4）实验过程（实验分为两组，相互对照）
①标记大肠杆菌 ②标记噬菌体
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
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
③用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，保温一段时间后 搅拌、离心
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：让离心管的上清液中析出重量较轻的 T2噬菌体颗粒 ，沉淀物中留下 被感染的大肠杆菌 。
④放射性检测
组别 | 放射性高低 | 原因分析 | |
35S标记蛋白 质外壳组 | 上清液 | 高 |
|
沉淀物 | 低 | 搅拌不充分 | |
32P标记DNA 分子组 | 上清液 | 低 | 原因1：保温时间过短，部分亲代噬菌体未完成侵染 |
原因2：保温时间过长，部分被感染的大肠杆菌破裂释放出子代噬菌体 | |||
沉淀物 | 高 |
| |
（5）实验结果：细菌裂解释放出的子噬菌体中， 能 （能/不能）检测到32P标记的DNA，
不能 （能/不能）检测到35S标记的蛋白质。
（6）实验结论：实验表明噬菌体侵染细菌时， DNA 进入到细菌体内，而 蛋白质 外壳留在外面。
实验证明了 DNA 是噬菌体的遗传物质，还证明了DNA能自我复制，在前后代之间保持连续性；DNA
能控制蛋白质的合成。该实验 不能 （能/不能）证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质外壳未进入细菌。
3. 烟草花叶病毒（TMV）感染烟草实验
（1）结构特点： 无 （有/无）细胞结构，组成成分是 蛋白质 和 RNA 。
（2）实验方法及现象：将TMV的组成成分提取出来，分别注入烟草体内。结果发现只有注入 RNA
才能使烟草表现出花叶病。
（3）实验结论： RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质， 蛋白质 不是烟草花叶病毒的遗传物质。
4. 细胞生物（包括真核、原核生物）体内的核酸有 DNA和RNA两种 ，但遗传物质是 DNA 。
DNA病毒体内的核酸是DNA，遗传物质是DNA；RNA病毒体内的核酸是DNA，遗传物质是DNA。
5. 核酸 是生物的遗传物质。所有细胞生物（包括真核、原核生物）和大部分病毒（如噬菌体）的遗传物质是 DNA ，少部分病毒（如TMV、HIV、流感病毒）的遗传物质是 RNA ，所以 DNA 是主要的遗传物质。
第二节 DNA的结构
1. DNA双螺旋结构模型的构建者： 沃森和克里克 。（方法： 物理模型构建 法）
2. DNA的组成单位： 脱氧核糖核苷酸 ，其化学组成包括 磷酸 、 脱氧核糖 、 含氮碱基 ，
结构简图为 。构成DNA的碱基有腺嘌呤（A）、 鸟嘌呤 （ G ）、 胞嘧啶 （ C ）、
胸腺嘧啶 （ T ）四种。DNA的组成元素有 C、H、O、N、P 五种。
3. DNA的立体结构——规则的 双螺旋 结构（主要特点如下）
（1） 两 条链按 反向平行 方式盘绕成 双螺旋 结构。
（2） 脱氧核糖 和 磷酸 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 碱基 排列在内侧。
（3）两条链上的碱基通过 氢键 连接成 碱基对 ，并且碱基配对遵循 碱基互补 原则：A（腺嘌呤）一定与 T （ 胸腺嘧啶 ）；G（鸟嘌呤）一定与 C （ 胞嘧啶 ）配对。
4. 碱基互补配对原则的相关计算
（1）在双链DNA中，A ＝ T、G ＝ C；任意两个不互补碱基之和 相等 ，并为碱基总数的 50% ，
即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。
（2）双链DNA中，互补碱基之和的比值，在两条单链和双链中都 相等 。
如：若＝n，则＝n，＝n。（互补等）
（3）双链DNA中，不互补碱基之和的比值，在两条互补链中互为 倒数 ，在双链中比值为 1 。
如：若＝m，则＝ （不互补倒）； ＝1。
5. 核酸种类的判断
（1）若含有T或脱氧核糖，则为 DNA ；若含有U或核糖，则为 RNA 。
（2）若A＝T，G＝C或A＋G＝T＋C，则为 双 链DNA；若嘌呤数≠嘧啶数，则为 单 链DNA。
第三节 DNA的复制
1. 概念：指以 亲代DNA 为模板合成 子代DNA 的过程。（表示为：DNA→DNA）
2. 时间：发生在细胞分裂的间期，即 有丝分裂间期 和 减数分裂Ⅰ前的间期 。
3. 场所： 细胞核 （主要场所）、 线粒体 和 叶绿体 。
4. 过程：解旋提供模板→合成互补子链→重新螺旋形成两个新的DNA分子。
5. 条件：模板： DNA的两条链 ；原料：4种游离的 脱氧核糖核苷酸 ；
5. 条件：能量： ATP ；酶： 解旋酶 、 DNA聚合酶 。
6. 特点：过程： 边解旋边复制 ，方式： 半保留复制 。
7. 准确复制的原因
（1）DNA分子独特的 双螺旋 结构，为复制提供了精确的模板。
（2）通过 碱基互补配对原则 ，保证了复制能够准确的进行。
8. 意义：DNA分子通过 复制 ，将 遗传信息 从亲代传递给子代，从而保持了 遗传信息 的连续性。
9. DNA分子半保留复制的相关计算
1个含15N的DNA分子，放在含14N脱氧核苷酸的环境中复制n次，产生子代DNA 2n 个，其中：
（1）含15N的DNA分子有 2 个；含14N的DNA分子有 2n 个。
（2）只含15N的DNA分子有 0 个；只含14N的DNA分子有 2n－2 个。
（3）脱氧核苷酸链有 2×2n 条，其中含15N的链有 2 条，含14N的链有 2n+1－2 条。
（4）若某DNA分子含某种碱基m个，如果该DNA分子复制n次，则需消耗含该碱基的游离脱氧核苷
酸数为 m·（2n－1） 个；第n次复制需消耗含该碱基的游离脱氧核苷酸数为 m·2n－1 个。
10. DNA分子半保留复制的实验方法： 同位素标记法（同位素示踪） 、 密度梯度离心法 。
第四节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1. 基因的本质：基因通常是有 遗传效应 的 DNA 片段。不是任何一个DNA片段都是基因。
2. 一个DNA分子上有 许多 个基因，每一个基因都是特定的 DNA片段 ，有着特定的 遗传效应 。
3. 基因 是控制生物性状的结构单位和功能单位。
4. 基因中的脱氧核苷酸（碱基）总数 ＜ DNA中的脱氧核苷酸（碱基）总数。（填“＜”“＝”“＞”）
5. DNA分子能够储存足够量的 遗传信息 ；遗传信息蕴藏在 4种碱基的排列顺序 之中。
6. 等位基因的根本区别： 碱基排列顺序不同 。
7. DNA的特性：多样性： 碱基排列顺序 的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
3. DNA的特性：特异性：碱基的 特定的排列顺序 ，构成了每一个DNA分子的特异性。
8. DNA分子 的多样性和特异性是 生物体 多样性和特异性的物质基础。
9. 脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系
10. DNA（基因）的载体： 染色体（质） （主要载体）、 线粒体 和 叶绿体 。
