一、DNA是主要的遗传物质

 (一)DNA是遗传物质的直接证据——“肺炎双球菌的转化实验”和 “噬菌体侵染细菌的实验”是本小节的重点知识。在讲述噬菌体侵染细菌的实验时，用研究时采用的“同位素标记法”来说明，这样符合科学研究的过程，很自然地导出DNA是遗传物质的结论。

1．肺炎双球菌的转化实验：

R型细菌：菌落粗糙，菌体无荚膜，无毒，球菌。

S型细菌：菌落光滑，菌体有荚膜，有毒，球菌。

2．噬菌体侵染细菌的实验：

T₂噬菌体：一种专门寄生在细菌体内的病毒，侵染细菌后，在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成物质，从而进行大量增殖。

T₂噬菌体头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，它的头部内含有一个DNA分子。

（二）说明DNA是主要的遗传物质。有些病毒体内没有DNA，只有RNA（如烟草花叶病毒），RNA就是它的遗传物质。由于大部分生物的遗传物质是DNA，因此，DNA是主要的遗传物质。

综上所述，本小节的知识结构如下：

 

 

 

（三）问题全解：

1．遗传物质应具有哪些特点？

遗传物质应具有的特点是：

（1）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己；

（2）能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢；

（3）具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；

（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并遗传给后代。

2．染色体的成分有哪些？

化学分析的结果表明，真核生物染色体的主要成分是DNA和蛋白质。

3．科学家证明遗传物质是DNA的实验设计思想是什么？

设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。

4．肺炎双球菌的体外转化实验过程是怎样的？何为转化作用？

1944年，艾弗里等人第一次证明了DNA是肺炎双球菌的转化因子，这在分子遗传学上具有极其重要的意义。艾弗里等人从光滑型（S型）肺炎双球菌中分别提取DNA、蛋白质和多糖等物质，并将上述每一种物质单独放入粗糙型(R型)肺炎双球菌的培养基中，结果发现只有DNA能使一部分粗糙型肺炎双球菌转化为光滑型。如右图。这种从一个供体菌得到的DNA通过一定途径授与另一种细菌，从而使受体菌的遗传特性发生改变的作用称为转化作用。

5.噬菌体侵染细菌的实验是怎样进行的？实验结果证明了什么？（见下表）

6.怎样知道噬菌体注入细菌内部的物质只是DNA?

这主要是通过同位素的标记实验知道的。用被³⁵S和³²P标记的噬菌体分别去侵染未标记的细菌，然后测定宿主细胞的同位素标记：当用³⁵S标记的噬菌体侵染细菌时，测定结果显示，宿主细胞内很少有同位素标记，而大多数³⁵S标记的噬菌体蛋白质附着在宿主细胞的外面；当用³²P标记的噬菌体感染细菌时，测定结果显示宿主细胞的外面的噬菌体外壳中很少有放射性同位素³²P，而大多数放射性同位素³²P在宿主细胞内。以上实验表明，噬菌体在侵染细菌时，进入细菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质在细菌的外面。

7.为什么说DNA是主要的遗传物质？

在绝大多数动植物的性状遗传上，DNA是主要的遗传物质，但RNA在遗传上也有作用。一些只含有RNA的病毒，它们的遗传性状是由RNA决定的。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

 

 

二、DNA的分子结构

碱基互补配对原则的应用

比较项目	整个DNA分子	1号链	2号链
A、T、C、G	A=T;C=G	A1=T2;T1=A2	C1=G2;G1=C2
(A+G)/(T+C) 非互补碱基的和之比	1	M	1/M
（A+T）/(C+G) 互补碱基的和之比	N	N	N
A+G或T+C	在整个DNA分子中占碱基总数的1/2

三、 DNA分子的复制

减数第一次分裂前的间期

四、基因是有遗传效应的DNA片段

1、基因与DNA的关系

（1）一个DNA上有许多个基因。构成基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。

（2）基因实质：基因是有遗传效应的DNA片段。

2、遗传信息与DNA的关系

遗传信息蕴藏在DNA分子的4种碱基的排列顺序之中。

3、DNA分子特性：

（1）多样性：主要取决于碱基排列顺序。

（2）特异性：是由DNA分子中特定的碱基排列顺序决定的。

（3）稳定性：主要取决于DNA分子的双螺旋结构。

4.四种结构或物质之间的包含关系及数量关系右图

提醒：①DNA中既包括基因片段还包括非基因片段，所以构成基因的碱基总数小于构成DNA分子的碱基总数。②显性基因D和隐性基因d的根本区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同。

5.基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体和生物性状之间的关系：

关系	内容
基因与脱氧 核苷酸	基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个基因含有多个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸的排列顺序蕴含着遗传信息。
基因与DNA	基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有很多个基因。
基因与染色体	基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。
基因与生物 性状	基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。遗传学上把这一过程叫做基因的表达。

提醒：对于真核细胞来说，细胞核里的基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体；对于原核细胞来说，基因则是在拟核或质粒中的DNA分子上，没有染色体这一载体。

五、DNA复制过程中的等量关系

(1)一条双链DNA分子复制n次，形成的子代DNA分子中，含亲代DNA母链的有两个DNA分子，占子代DNA总数的2／2ⁿ；

亲代DNA分子母链两条，占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的2／2ⁿ⁺¹＝1/2ⁿ。

(2)设一条DNA分子中有胸腺嘧啶为m个，则该DNA复制n次后，形成子代DNA分子需游离的胸腺嘧啶为T＝(2ⁿ—1)m个。 第n次复制，形成子代DNA分子需要的游离的胸腺嘧啶为T＝(2^n-1)m个

六、遗传信息种类的计算

DNA分子中遗传信息是指DNA中碱基对的排列顺序。一种排列顺序代表一种遗传信息。设DNA分子中有碱基为2n个，则碱基对为n个，DNA储存遗传信息的最大量为4ⁿ种。