遗传的分子基础 ppt课件

遗传的分子基础遗传的分子基础 遗传的分子基础核酸是遗传物质的证据核酸是遗传物质的证据DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质噬菌体侵染噬菌体侵染细菌实验细菌实验肺炎双球菌肺炎双球菌的转化实验的转化实验对遗传物质对遗传物质的早期推断的早期推断基因的本质基因的本质基因是有遗传效应的核酸分子基因是有遗传效应的核酸分子片段片段DNADNA分子分子的结构的结构DNADNA的复制的复制遗传信息的遗传信息的转录和翻译转录和翻译对对DNADNA复制的复制的推测推测DNADNA的复制过程的复制过程转录（转录（DNA DNA mRNA)mRNA)翻译（翻译（mRNA mRNA 蛋白质蛋白质)场所场所产物产物模板模板知知识识网网络络核酸是遗传物质的证据DNA是主要的遗传物质噬菌体侵染细菌实验一、核酸是遗传物质的证据一、核酸是遗传物质的证据一、核酸是遗传物质的证据练习：练习：下列有关下列有关DNA是生物的主要遗传物质的叙述，正确的是（是生物的主要遗传物质的叙述，正确的是（）A、所有生物的遗传物质都是、所有生物的遗传物质都是DNA B、真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是、真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗，少部分病毒的遗传物质是传物质是RNAC、动物、植物、真菌的遗传物质是、动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此以外的其他生物的遗传物质，除此以外的其他生物的遗传物质都是都是RNA D、真核生物、原核生物的遗传物质是、真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，其他生物的遗传物质是，其他生物的遗传物质是RNA B凡是有细胞结构的生物的遗传物质都是凡是有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA？核酸是所有生物的遗传物质，其中核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质？是主要的遗传物质？练习：下列有关DNA是生物的主要遗传物质的叙述，正确的是（生物的遗传物质生物的遗传物质真核生物真核生物主要载体：主要载体：染色体染色体(DNA+蛋白质蛋白质)次要载体：次要载体：线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体原核生物：原核生物：DNA(无染色体无染色体)DNA病毒：病毒：只含只含DNA病病 毒毒RNA病毒：病毒：只含只含RNA(DNA)病毒的遗传物质是：病毒的遗传物质是：病毒的遗传物质是：病毒的遗传物质是：A.DNA B.RNA C.DNAA.DNA B.RNA C.DNA和和和和RNA D.DNARNA D.DNA或或或或RNARNA4生物的遗传物质真核生物主要载体：染色体(DNA+蛋白质)次要噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌肺炎双球菌转化肺炎双球菌转化烟草花叶病毒的感染和重建烟草花叶病毒的感染和重建DNA是遗传物质是遗传物质DNA是遗传物质，而蛋白质不是是遗传物质，而蛋白质不是DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质RNA病毒中，病毒中，RNA是遗传物质。是遗传物质。噬菌体侵染细菌肺炎双球菌转化烟草花叶病毒的感染和重建描述下列1、噬菌体侵染细菌、噬菌体侵染细菌为什么选择噬菌体作为实验材料？为什么选择噬菌体作为实验材料？1、噬菌体侵染细菌讨论下列问题：讨论下列问题：、噬菌体如何繁殖？、噬菌体如何繁殖？、如何得到、如何得到3232P P标记的噬菌体和标记的噬菌体和3535S S S S标记的噬菌体标记的噬菌体讨论下列问题：实验的方法、过程、结果实验的方法、过程、结果过程：过程：方法：方法：同位素示踪法同位素示踪法 用用35S或或32P标记的标记的T2噬菌体分别侵入未被标记噬菌体分别侵入未被标记大肠杆菌大肠杆菌搅拌、离心搅拌、离心放射性检测放射性检测用含用含32P的培养基培养大肠杆菌的培养基培养大肠杆菌含含35S的细菌的细菌标记细菌标记细菌:用含用含35S的培养基培养大肠杆菌的培养基培养大肠杆菌含含32P的细菌的细菌标记噬菌体标记噬菌体用含用含35S或或32P的大肠杆菌分别培养的大肠杆菌分别培养T2噬菌体噬菌体 蛋白质含有蛋白质含有35S或或DNA含含32P标记标记的的T2噬菌体噬菌体实验的方法、过程、结果过程：方法：同位素示踪法 用35S或第一组实验第一组实验：用：用3535s s标记噬菌体后侵染细菌标记噬菌体后侵染细菌3535S S标记标记噬菌体噬菌体+细菌细菌搅拌搅拌离心离心上层：放射性高上层：放射性高沉淀：沉淀：放射性放射性低低细菌内无放射性细菌内无放射性一定时一定时间保温间保温搅拌的作用？离心的作用？搅拌的作用？离心的作用？沉淀物中为什么会存在少量放射性？沉淀物中为什么会存在少量放射性？沉淀物中为什么会存在少量放射性？沉淀物中为什么会存在少量放射性？可能是搅拌不充分所致可能是搅拌不充分所致第一组实验：用35s标记噬菌体后侵染细菌35S标记+细菌搅拌第二组实验第二组实验第二组实验第二组实验：用用3232p p标记噬菌体后侵染细菌标记噬菌体后侵染细菌细菌内有放射性细菌内有放射性3232P P标记标记噬菌体噬菌体+细菌细菌搅拌搅拌离心离心上层：放射性低上层：放射性低沉淀：放射性高沉淀：放射性高一定时间保温一定时间保温上层液中为什么存在少量放射性？上层液中为什么存在少量放射性？上层液中为什么存在少量放射性？上层液中为什么存在少量放射性？可能是保温时间过短或过长所致可能是保温时间过短或过长所致可能是保温时间过短或过长所致可能是保温时间过短或过长所致第二组实验：用32p标记噬菌体后侵染细菌细菌内有放射性32P检测到的实验结果：检测到的实验结果：第一组第一组 实验实验第二组第二组实验实验亲代亲代噬菌体噬菌体35 35 S S标记标记标记标记蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质32 32 P P标记标记标记标记DNADNA 寄主寄主细胞细胞无无35S标标记蛋白质记蛋白质无无32P标记标记DNA子代子代噬菌体噬菌体外壳蛋白外壳蛋白质质无无35SDNA有有32P标记标记实验实验结论结论DNADNA分子分子具有连续具有连续性，是遗性，是遗传物质传物质检测到的实验结果：第一组 实验第二组实练习、练习、在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是染细菌的实验。下列有关叙述正确的是()A该实验证明了该实验证明了DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质B不能用不能用32P、35S标记同一组标记同一组T2噬菌体的噬菌体的DNA和蛋白质和蛋白质CT2噬菌体在细菌中增殖时，需要利用噬菌体在细菌中增殖时，需要利用RNA聚合酶、逆转录酶等聚合酶、逆转录酶等D用用35S标记的标记的T2噬菌体侵染细菌、经离心处理，若沉淀物的放噬菌体侵染细菌、经离心处理，若沉淀物的放射性较高，可能原因是培养时间过长或过短射性较高，可能原因是培养时间过长或过短B练习、在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染练练习习2、有有人人试图通通过实验来来了了解解H5N1禽禽流流感感病病毒毒侵侵入入家家禽禽的的一一些些过程，程，设计实验如如图：一一段段时间后后，检测子子代代H5N1病病毒毒的的放放射射性性及及S、P元元素素，下下表表对结果果的的预测中，最可能中，最可能发生的是生的是()D练习2、有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一R型型S型型菌菌2、肺炎双球菌转化实验、肺炎双球菌转化实验（1）肺炎双球菌的种类肺炎双球菌的种类是人类肺炎和小鼠败血症的病原体是人类肺炎和小鼠败血症的病原体R型S型菌2、肺炎双球菌转化实验（1）肺炎双球菌的种类是人类（2）格里菲思的格里菲思的体内体内转化实验转化实验实验过程实验过程R型活细菌型活细菌S型活细菌型活细菌加热加热后杀死后杀死的的S型细菌型细菌R型活细菌型活细菌加热后杀死加热后杀死的的S型细菌型细菌注射混合注射注射注射 小小 鼠鼠 分离出S型活细菌 分离出S型活细菌S菌中有一种菌中有一种“转化因子转化因子”使使R菌转化为菌转化为S菌。菌。（2）格里菲思的体内转化实验实验过程R型活细菌S型活细菌 格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果化实验，此实验结果()A.A.证明了证明了DNADNA是遗传物质是遗传物质B.B.证明了证明了RNARNA是遗传物质是遗传物质C.C.证明了蛋白质是遗传物质证明了蛋白质是遗传物质D.D.没有具体证明哪一种物质是遗传物质没有具体证明哪一种物质是遗传物质 D D 格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转D知识拓展知识拓展：肺炎双球菌转化的原理与基因工程相似。尝试肺炎双球菌转化的原理与基因工程相似。尝试讨论这个转化原理是什么？转化过程？讨论这个转化原理是什么？转化过程？转化因子本质上是含有基因的一个转化因子本质上是含有基因的一个DNADNA片段片段，而非型，而非型细菌中全部细菌中全部DNADNA，转化过程类似于，转化过程类似于基因工程基因工程中，将目的基中，将目的基因导入受体细胞，并将该因导入受体细胞，并将该DNADNA片段片段整合到型细菌的整合到型细菌的DNADNA上上得以表达。只是这一过程是在自然条件下发生。得以表达。只是这一过程是在自然条件下发生。这种变异属于基因重组这种变异属于基因重组知识拓展：肺炎双球菌转化的原理与基因工程相似。尝试讨论这个转含有控制荚膜含有控制荚膜形成的形成的S基因基因S S型细菌型细菌R R型细菌型细菌含有控制荚膜形成的S基因S型细菌R型细菌（3）艾弗里的艾弗里的体外体外转化实验转化实验过程及结果过程及结果S型活细菌型活细菌 分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养多糖多糖脂质脂质蛋白质蛋白质RNADNA DNA+DNA酶酶RRRRRRRSSS型菌中的转化因子是型菌中的转化因子是S型菌的型菌的DNA，说明，说明DNA是是遗传物质，蛋白质不是遗传物质遗传物质，蛋白质不是遗传物质（3）艾弗里的体外转化实验过程及结果S型活细菌 练习：艾弗里和同事用艾弗里和同事用R型和型和S型肺炎双球菌型肺炎双球菌进行行实验，结果如下表。从表可知果如下表。从表可知()A.不能不能证明明S型菌的蛋白型菌的蛋白质不是不是转化因子化因子B说明明S型菌的型菌的荚膜多糖有膜多糖有酶酶活性活性C和和说明明S型菌的型菌的DNA是是转化因子化因子D说明明DNA是主要的是主要的遗传物物质C练习：艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是（思路上的共同点是（）A、重组、重组DNA片段，研究其表型效应片段，研究其表型效应B、诱发、诱发DNA突变，研究其表型效应突变，研究其表型效应C、设法把、设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应与蛋白质分开，研究各自的效应D、应用同位素示踪技术，研究、应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传在亲代与子代之间的传递递C艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌（3）烟草花叶病毒感染烟草的实验）烟草花叶病毒感染烟草的实验烟草花烟草花叶病毒叶病毒烟草花叶烟草花叶病毒的病毒的RNA烟草花叶烟草花叶病毒的蛋白病毒的蛋白质质正常正常烟草烟草正常正常烟草烟草正常正常烟草烟草被感染被感染感染感染感染感染感染感染被感染被感染不被感染不被感染产生花叶病产生花叶病（对照组）（对照组）产生花叶病产生花叶病（实验组）（实验组）不产生花叶病不产生花叶病（实验组）（实验组）RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质蛋白质不是烟草花不是烟草花叶病毒的遗传物质。叶病毒的遗传物质。3、RNARNA是遗传物质的实验证据是遗传物质的实验证据（3）烟草花叶病毒感染烟草的实验烟草花叶病毒烟草花叶病毒练练习习：某某同同学学分分离离纯化化了了甲甲、乙乙两两种种噬噬菌菌体体的的蛋蛋白白质和和DNA，重重新新组合合为“杂合合”噬噬菌菌体体，然然后后分分别感感染染大大肠杆杆菌菌，并并对子子代代噬噬菌菌体体的的表表现型型作出作出预测，见表。其中表。其中预测正确的是正确的是()B A1、3 B1、4 C2、3 D2、4练习：某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重二、二、DNADNA的的分子结构分子结构和和特点特点 DNADNA是生物主要的遗传物质，对是生物主要的遗传物质，对其结构的掌握有助于对其结构的掌握有助于对DNADNA的功能特的功能特点有更好的认识。本考点的内容包括：点有更好的认识。本考点的内容包括：对对DNADNA分子结构特点的掌握（识记）；分子结构特点的掌握（识记）；比较比较DNADNA与与RNARNA的区别和联系；的区别和联系；DNADNA碱碱基的有关计算等。其中有关计算方面基的有关计算等。其中有关计算方面的内容是难点。的内容是难点。二、DNA的分子结构和特点 DNA是生物主要的遗传物质脱氧核苷脱氧核苷基本单位A 腺嘌呤腺嘌呤一、一、DNA的分子结构的分子结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸脱氧核糖含含N碱基碱基G 鸟嘌呤鸟嘌呤C 胞嘧啶胞嘧啶T 胸腺嘧啶胸腺嘧啶应根据碱基命名分别为：应根据碱基命名分别为：腺嘌呤脱氧核苷腺嘌呤脱氧核苷酸、酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷胞嘧啶脱氧核苷酸酸和和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。胸腺嘧啶脱氧核苷酸。病毒体内有几种核苷酸？病毒体内有几种核苷酸？细菌体内有几种核苷酸？细菌体内有几种核苷酸？人体内有几种核苷酸？人体内有几种核苷酸？脱氧核苷基本单位A 腺嘌呤一、DNA的分子结构脱氧核苷酸磷酸以上我们提到了一系列在称谓上非常相近的生物学名词：以上我们提到了一系列在称谓上非常相近的生物学名词：脱氧核糖脱氧核糖核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧核苷，核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧核苷，这些名词往往是同学容这些名词往往是同学容易混淆，但又是必须严格区分的名词。易混淆，但又是必须严格区分的名词。练习：练习：1、在下列生物学名词中指出哪一个是遗传物质（在下列生物学名词中指出哪一个是遗传物质（）A、脱氧核苷、脱氧核苷 B、脱氧核糖、脱氧核糖C、脱氧核糖核酸、脱氧核糖核酸 D、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸 请用生物示意图表示脱氧核糖核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧请用生物示意图表示脱氧核糖核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧核苷这几个名词间的关系。核苷这几个名词间的关系。C脱氧核脱氧核苷酸苷酸脱氧核脱氧核糖核酸糖核酸脱氧脱氧核苷核苷脱氧脱氧核糖核糖包含的包含的关系关系以上我们提到了一系列在称谓上非常相近的生物学名词：脱氧核糖核练习：练习：2、组成组成DNA结构的基本成分是（结构的基本成分是（）核糖核糖 脱氧核糖脱氧核糖 磷酸磷酸 腺嘌呤、鸟嘌呤腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶 尿嘌呤尿嘌呤A、B、C、D、练习：2、组成DNA结构的基本成分是（）遗传的分子基础 ppt课件脱氧核糖的结构简式脱氧核糖的结构简式脱氧核糖的脱氧核糖的l号碳原子与含氮碱基号碳原子与含氮碱基相连，相连，5号碳原子与磷酸分了相连号碳原子与磷酸分了相连。1、脱氧核苷酸分子中，三个小分子之间、脱氧核苷酸分子中，三个小分子之间如何连接？如何连接？（1）首先要了解）首先要了解注：注：表示一分子磷酸 表示一分子脱氧核糖 表示含氮碱基（2）其次要了解三个小分子之）其次要了解三个小分子之间如何连接？间如何连接？脱氧核糖的结构简式脱氧核糖的l号碳原子与含氮碱基相连，5号碳 脱氧核苷酸分子相互连脱氧核苷酸分子相互连接的方式是接的方式是一个脱氧核一个脱氧核苷酸上的磷酸基团苷酸上的磷酸基团，连，连在在另一个脱氧核苷酸的另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖上脱氧核糖上，这样通过，这样通过许多脱氧核苷酸以许多脱氧核苷酸以磷酸磷酸二酯键二酯键形式的聚合作形式的聚合作用，形成多脱氧核苷酸用，形成多脱氧核苷酸长链。每条脱氧核苷酸长链。每条脱氧核苷酸链，都是由成百上千脱链，都是由成百上千脱氧核苷酸构成。氧核苷酸构成。T C G A C T在这条多在这条多脱氧核苷脱氧核苷酸的长链酸的长链上脱氧核上脱氧核苷酸有几苷酸有几种排列方种排列方式？式？462、脱氧核苷酸分子如何相互连接？、脱氧核苷酸分子如何相互连接？4n 脱氧核苷酸分子相互连接的方式是一个脱氧核苷酸上的磷酸基团，（1）由两条相反方向）由两条相反方向(3/5/和和 5/3/)平行的平行的脱氧核苷酸长链，脱氧核苷酸长链，二、二、DNA分子结构的主要特点分子结构的主要特点 注：A T G C3/5/走向走向5/3/走向走向在配对的碱基之间以氢在配对的碱基之间以氢键相连，碱基之间的配键相连，碱基之间的配对方式有两种，即对方式有两种，即A一定一定与与T配对，配对，G一定与一定与C配配对。对。A与与T之间形成两条之间形成两条氢键氢键G与与C之间形成三之间形成三条氢键。条氢键。（1）由两条相反方向(3/5/和 5/3/)平行的脱氧1、DNA的每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个碱基的每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个碱基2、一条双链、一条双链DNA上有几个游离的磷酸基团？上有几个游离的磷酸基团？4、两条脱氧核苷酸链上的碱基以什么相连接？、两条脱氧核苷酸链上的碱基以什么相连接？3、一条脱氧核苷酸链上、一条脱氧核苷酸链上2个相邻碱基以什么相连？个相邻碱基以什么相连？5、若该、若该DNA有有200个碱基，则该碱基的排列方式最多有多少种？个碱基，则该碱基的排列方式最多有多少种？1、DNA的每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个碱基2（2）DNA分子的两条链按分子的两条链按照反向平行方式照反向平行方式向右盘绕向右盘绕成成双螺旋结构，外侧由脱氧核双螺旋结构，外侧由脱氧核糖和磷酸的交替连接构成骨糖和磷酸的交替连接构成骨架，内侧是碱基对。架，内侧是碱基对。（2）DNA分子的两条链按照反向平行方式向右盘绕成双螺旋结构（3）DNA分子中形成碱基对时，按严格的分子中形成碱基对时，按严格的碱基互补配对原则碱基互补配对原则配对，配对，因此我们可作如下推论：因此我们可作如下推论：1、一个双链、一个双链DNA中中 A=T C=G A+C=T+G A+G=T+C A+T=C+G2、有甲、乙二个、有甲、乙二个DNA分子，分子，已知甲的一条链上（已知甲的一条链上（A+G）/（T+C）=a，甲的另一条链上，甲的另一条链上(A+G)/(T+C)=甲中（甲中（A+G）/（T+C）=乙的一条链上乙的一条链上(A+T)/(G+C)=a，乙的另一条链上，乙的另一条链上(A+T)/(G+C)=乙中乙中(A+T)/(G+C)=1a1aa（3）DNA分子中形成碱基对时，按严格的碱基互补配对原则配对(4)DNA4)DNA分子的特性分子的特性控制某一特定性状的控制某一特定性状的DNA分子中的碱基排列分子中的碱基排列顺序是稳定不变的，顺序是稳定不变的，每每个特定的个特定的DNADNA分子这种分子这种特定的碱基排列顺序包特定的碱基排列顺序包含着特定的遗传信息，含着特定的遗传信息，从而使从而使DNA分子具有特分子具有特异性异性。DNA分子的双螺旋结分子的双螺旋结构是相对稳定的。一构是相对稳定的。一是基本骨架部分的两是基本骨架部分的两条长链是由磷酸和脱条长链是由磷酸和脱氧核糖相间排列的顺氧核糖相间排列的顺序稳定不变；二是空序稳定不变；二是空间结构一般都是右旋间结构一般都是右旋的双螺旋结构的双螺旋结构。DNA分分子子的的多多样样性性是是由由碱碱基基对对的的排排列列顺顺序序的的多多样样性性决决定定的的。n个个碱碱基基对对可可以以构构成成4n种种DNA分分子子。如如果果一一个个DNA分分子子中中有有1000个个碱碱基基对对，那那么么它它的排列顺序就的排列顺序就41000。稳定性稳定性特异性特异性多样性多样性(4)DNA分子的特性控制某一特定性状的DNA分子中的碱基DNA分子多样性和差异性表现在分子多样性和差异性表现在碱基的排列顺序千变万化上碱基的排列顺序千变万化上，而不是核苷酸和碱基的种类或数目。若一个而不是核苷酸和碱基的种类或数目。若一个DNA分子有分子有1000个个碱基，则由此组成的碱基，则由此组成的DNA分子共有分子共有4500，不同类型的生物或同种，不同类型的生物或同种生物不同个体之间，因差异性的存在，在实践上可用于亲子鉴生物不同个体之间，因差异性的存在，在实践上可用于亲子鉴定、侦察罪犯、辨认尸体、确定不同生物之间的亲缘关系等方定、侦察罪犯、辨认尸体、确定不同生物之间的亲缘关系等方面。面。(5)几点说明：几点说明：从碱基对比例的角度看，决定从碱基对比例的角度看，决定DNA分子特异性的是分子特异性的是AT/GC。AT间有两个氢键，间有两个氢键，GC间有三个氢键，间有三个氢键，GC的比例越高，的比例越高，DNA分子越稳定。分子越稳定。DNA分子中，脱氧核苷酸的数目脱氧核糖的数目含氮碱基的数分子中，脱氧核苷酸的数目脱氧核糖的数目含氮碱基的数目磷酸的数目目磷酸的数目n个核苷酸形成个核苷酸形成DNA双链时脱去双链时脱去(n2)个水，在形成单链个水，在形成单链RNA时，脱去时，脱去(n1)个水。个水。DNA分子多样性和差异性表现在碱基的排列顺序千变万化上，而（三）、染色体、（三）、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸间的关系：、基因、脱氧核苷酸间的关系：染色体染色体脱氧核苷酸是脱氧核苷酸是DNA(基因基因)的基本组成单位，基的基本组成单位，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，每因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，每个基因中含有许多个脱氧核苷酸。个基因中含有许多个脱氧核苷酸。基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA（核酸分子）片段，每（核酸分子）片段，每个个DNA分子含有很多个基因；基因在染色体上呈分子含有很多个基因；基因在染色体上呈线性排列，基因是决定生物性状的基本单位。线性排列，基因是决定生物性状的基本单位。染染色色体体是是DNA分分子子的的主主要要载载体体，一一般般情情况况下下每条染色体上有每条染色体上有1个个DNA分子。分子。脱氧核脱氧核苷酸苷酸基因基因DNA（基因也是有遗传效应的（基因也是有遗传效应的RNA片段片段）（三）、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸间的关系：染色体脱氧双螺旋结构双螺旋结构单链结构单链结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A A、G G、C C、T TA A、G G、C C、U UDNADNA与与RNARNA的比较的比较主要在细胞核主要在细胞核细胞质细胞质双螺旋结构单链结构脱氧核苷酸核糖核苷酸磷酸磷酸脱氧核糖核糖A核糖体核糖体RNA rRNARNA rRNA转运转运RNA tRNARNA tRNA信使信使RNA mRNARNA mRNA核糖体RNA rRNA转运RNA tRNA信使RN1 1、遗传信息的传递、遗传信息的传递-DNA-DNA分子复制分子复制有丝分裂间期或减数分裂间期有丝分裂间期或减数分裂间期有丝分裂间期或减数分裂间期有丝分裂间期或减数分裂间期主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中解开的两条脱氧核苷酸链解开的两条脱氧核苷酸链解开的两条脱氧核苷酸链解开的两条脱氧核苷酸链分配到两个子代分配到两个子代分配到两个子代分配到两个子代DNADNADNADNA分子中分子中分子中分子中四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸ATPATPATPATP、GTPGTPGTPGTP、CTPCTPCTPCTP、TTP TTP TTP TTP DNA DNA DNA DNA聚合酶、解旋酶等聚合酶、解旋酶等聚合酶、解旋酶等聚合酶、解旋酶等子代子代子代子代DNADNADNADNA分子分子分子分子边解旋边复制、半保留复制、边解旋边复制、半保留复制、边解旋边复制、半保留复制、边解旋边复制、半保留复制、有多个起点有多个起点有多个起点有多个起点1、遗传信息的传递-DNA分子复制有丝分裂间期或减数分裂间期遗传的分子基础 ppt课件（1）DNA不论复制多少次，产生的子代不论复制多少次，产生的子代DNA分子中，含母分子中，含母链的链的 DNA分子数总是个，含母链也总是条。分子数总是个，含母链也总是条。（2）复制）复制n代产生的子代代产生的子代DNA分子数为分子数为2n，产生的的，产生的的子代子代DNA单链为单链为2n，子代，子代DNA分子所含的亲代分子所含的亲代DNA链占子代链占子代DNA中脱氧核苷酸链的比例为中脱氧核苷酸链的比例为1/2n（3）一定数量的碱基对所能构成的）一定数量的碱基对所能构成的DNA分子种类数或分子种类数或所携带的遗传信息的种类数所携带的遗传信息的种类数=4n（n为碱基对数）为碱基对数）与复制有关的计算规律与复制有关的计算规律（1）DNA不论复制多少次，产生的子代DNA分子中，含母链的科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。请分析并回答：请分析并回答：（1）要得到）要得到DNA中的中的N全部被放射性标记的大肠杆菌全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过，必须经过_代培养，且培养液中的代培养，且培养液中的_是唯一氮源。是唯一氮源。（2）综合分析本实验的）综合分析本实验的DNA离心结果，第离心结果，第_组结果对得到的结论起到了组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第关键作用，但需把它与第_组和第组和第_组的结果进行比较，组的结果进行比较，才能说明才能说明DNA分子的复制方式是分子的复制方式是 。多代多代312半保留复制半保留复制15NH4CL科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心（3）分析讨论：）分析讨论：若子若子I代代DNA的离心结果为的离心结果为“轻轻”和和“重重”两条密度带，则两条密度带，则“重带重带”DNA来自于来自于_，据此可判断，据此可判断DNA分子的复制分子的复制方式不是方式不是_复制。复制。若将子若将子I代代DNA双链分开后再离心，其结果是双链分开后再离心，其结果是_（选填（选填“能能”或或“不能不能”）判断）判断DNA的复制方的复制方式。式。若在同等条件下将子若在同等条件下将子II代继续培养，子代继续培养，子n代代DNA离心的结果离心的结果是：密度带的数量和位置是是：密度带的数量和位置是_，放射性强度发，放射性强度发生变化的是生变化的是_带。带。若某次实验的结果中，子若某次实验的结果中，子I代代DNA的的“中带中带”比以往实验结比以往实验结果的果的“中带中带”略宽，可能的原因是新合成的略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的单链中的N尚有少部分为尚有少部分为_.B半保留半保留不能不能没有变化没有变化轻轻15N（3）分析讨论：B半保留不能没有变化轻15N四、遗传信息的转录和翻译四、遗传信息的转录和翻译 遗传信息的转录和翻译（基因遗传信息的转录和翻译（基因的表达），过程比较微观、抽象和的表达），过程比较微观、抽象和复杂，属于难点内容，考查的侧重复杂，属于难点内容，考查的侧重点在于对转录和翻译过程的比较和点在于对转录和翻译过程的比较和理解，包括：场所、时期、所需条理解，包括：场所、时期、所需条件、产物和相关计算（难点）等。件、产物和相关计算（难点）等。四、遗传信息的转录和翻译 遗传信息的转录和翻译（基因的转录、翻译与转录、翻译与DNA复制的比较复制的比较转录、翻译与DNA复制的比较()转录：转录：是指以是指以DNADNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成成RNARNA的过程，转录是在细胞核中进行的。经过转录将基因中信息链的过程，转录是在细胞核中进行的。经过转录将基因中信息链上的遗传信息上的遗传信息(遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，即基遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，即基因中碱基的排列顺序。因中碱基的排列顺序。)转化成信使转化成信使RNARNA（mRNAmRNA）上的遗传密码。遗传）上的遗传密码。遗传密码是指密码是指m m上上三个相邻三个相邻碱基的排列顺序。碱基的排列顺序。1、基因指导蛋白质合成的过程、基因指导蛋白质合成的过程-通过转录和翻译的过程通过转录和翻译的过程()转录：是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU以其中的一条链作为模板以其中的一条链作为模板.AG T AC AA A T AGCUGACGGUUU 以其中AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA聚合酶结合到单链聚合酶结合到单链DNA上，上，下方下方的的四四种种RNA核苷酸一个一个添加上去。核苷酸一个一个添加上去。RNA 聚合酶聚合酶AG T AC AA A T AGCUGACGGUUURNAAG T AC A A A T AGCGACGGUUU URNA聚合酶将聚合酶将RNA核苷酸连接起来，以核苷酸连接起来，以碱基互补配对为碱基互补配对为原则。原则。AG T AC AA A T AGCGACGGUUUURNAAG T AC A A A T AGCGACGGUUU URNA聚合酶沿着聚合酶沿着DNA移动移动。AG T AC AA A T AGCGACGGUUUURNAAG T AC A A A T GCGACGGUUU UARNA聚合酶沿着聚合酶沿着DNA移动移动。AG T AC AA A T GCGACGGUUUUARNAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UARNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC AA A T GCGACGUUGUUARNAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAURNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC AA A T GCGACGUGUUAURNAAG T AC A A A T GCGACGGU UAU URNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC AA A T GCGACGGUUAUURNAAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UARNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC AA A T GCGACGGUUAUUARNAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA URNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC AA A T GCGCGGUUAUUAURNAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUCRNAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUCRNAG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA细胞质细胞质信使信使RNA（mRNA）通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中.细胞核细胞核核孔核孔AG T AC AA A T UCAUGUUUAmRNA 细胞（）翻译：（）翻译：是指以是指以mRNAmRNA为模板，为模板，以以tRNA为运载工具在细胞质（核为运载工具在细胞质（核糖体）合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程糖体）合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 tRNA结构示意图结构示意图核糖体结构示意图核糖体结构示意图结合氨基酸的部位反密码子mRNA（）翻译：是指以mRNA为模板，以tRNA为运载工具在细转录、翻译与转录、翻译与DNA复制的比较复制的比较转录、翻译与DNA复制的比较ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸核糖体ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸转运转运RNA上的反密码子与信使上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。上的密码子相结合。ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸转运RNA上ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸转运转运RNA上的反密码子与信使上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。上的密码子相结合。ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸两个相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。两个相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。肽键肽键ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸核糖体核糖体 沿着沿着 mRNA移动移动。又一个转运又一个转运RNA（tRNA）连连接到密码子上接到密码子上。第一个第一个 tRNA 释放到细胞质中释放到细胞质中。ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来。后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来。ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸一条肽链形成一条肽链形成.ACGUGAUUAUAC甲硫氨酸ACU天门冬氨酸AUG异亮氨ACGUG A UUAU A CAC UAUG甲硫氨甲硫氨酸酸天门冬天门冬氨酸氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNA 和肽链被释放到细胞质中。和肽链被释放到细胞质中。ACGUGAUUAUACACUAUG甲硫氨酸天门冬氨酸异亮氨一个mRNA上有多个核糖体同时工作，大大提高了翻译的效率一个mRNA上有多个核糖体同时工作，大大提高了翻译的效率（2）密码子：）密码子：mRNA上每三个相邻的碱基决定一种氨基酸，这三个上每三个相邻的碱基决定一种氨基酸，这三个相邻的碱基称为密码子。相邻的碱基称为密码子。代表氨基酸的密码子共代表氨基酸的密码子共61种，还有三种组种，还有三种组合（合（UAA、UAG、UGA）不代表任何氨基酸，是终止密码。另有两）不代表任何氨基酸，是终止密码。另有两个有意义的密码子是特殊的起始密码子。个有意义的密码子是特殊的起始密码子。61个密码子与个密码子与20种氨基酸种氨基酸之间不是平均分配的，有些氨基酸有几个密码子，如亮氨酸有六个之间不是平均分配的，有些氨基酸有几个密码子，如亮氨酸有六个密码子，不同密码子决定同一个氨基酸称遗传密码的密码子，不同密码子决定同一个氨基酸称遗传密码的简简并，而甲硫氨并，而甲硫氨酸和色氨酸只有一个密码子。科学家的研究结果表明，遗传密码在酸和色氨酸只有一个密码子。科学家的研究结果表明，遗传密码在所有的生物中是通用的，这说明地球上所有的生物都是由共同的祖所有的生物中是通用的，这说明地球上所有的生物都是由共同的祖先进化而来的。先进化而来的。1、遗传信息、密码子和反密码子、遗传信息、密码子和反密码子（1）遗传信息：指基因（或）遗传信息：指基因（或DNA）中控制遗传性状的脱氧核苷）中控制遗传性状的脱氧核苷酸顺序，它间接决定氨基酸的排列顺序。酸顺序，它间接决定氨基酸的排列顺序。（3）反密码子：指）反密码子：指 tRNA分子上与分子上与 mRNA分子中的密码子互补配对的分子中的密码子互补配对的三个碱基，有三个碱基，有61种。反密码子的三个碱基与相应的种。反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应模板链上对应的碱基排列顺序相同，只是的碱基排列顺序相同，只是DNA链上碱基链上碱基T的位置在的位置在tRNA上为上为U。2、归纳总结、归纳总结（2）密码子：mRNA上每三个相邻的碱基决定一种氨基酸，这三根据转录和翻译过程填充：根据转录和翻译过程填充：C A C G T G C A C G U根据转录和翻译过程填充：C A 遗传信息、密码子和反密码子的作用遗传信息、密码子和反密码子的作用遗传信息、密码子和反密码子的作用基因中的碱基、基因中的碱基、RNARNA中的碱基和蛋白中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系质中氨基酸的数量关系6n6n3n3nn-mn-mn-mn-m基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系6n33、DNA（基因）、（基因）、mRNA上碱基数与氨基酸数量之间的关系上碱基数与氨基酸数量之间的关系（2）翻译过程中，信使）翻译过程中，信使RNA中每中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA碱基数目的碱基数目的1/3。总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基数总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基数(指双链指双链)、RNA分子分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6：3：1。提醒：提醒：因为因为DNA（基因）、（基因）、mRNA上有一些碱基不编码氨基上有一些碱基不编码氨基酸（如酸（如mRNA 上终止密码等）上终止密码等），所以实际上编码，所以实际上编码n个氨基酸，个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于上所需的碱基数目大于3n，基因上所需的碱基数目大于，基因上所需的碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有，故一般题干中求氨基酸数有“最多最多”、求碱基数有、求碱基数有“至少至少”等字等字样。样。（1）转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则）转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数分子中碱基数目是基因中碱基数目的目的l2。3、DNA（基因）、mRNA上碱基数与氨基酸数量之间的练习：练习：1、某基因有某基因有1200个碱基，则由它控制合成的蛋白质氨个碱基，则由它控制合成的蛋白质氨基酸的数目是（基酸的数目是（）个）个、100、200、300、400B B练习：1、某基因有1200个碱基，则由它控制合成的蛋白质氨基基因基因性状性状信息流信息流遗传学上把遗传信息的流动方向叫做遗传学上把遗传信息的流动方向叫做信息流。信息流。3、在基因与性状之间遗传信息的传递方向是、在基因与性状之间遗传信息的传递方向是因此基因有两大功能是：因此基因有两大功能是：（1）通过复制把遗传信息传递给下一代。）通过复制把遗传信息传递给下一代。（2）在后代的个体发育中，使遗传信息以一定的方式（转录和）在后代的个体发育中，使遗传信息以一定的方式（转录和翻译）反应到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现出与前代翻译）反应到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现出与前代相似的性状。相似的性状。基因性状信息流遗传学上把遗传信息的流动方向叫做信息流。3、在信息流的方向可以用科学家克里克提出的信息流的方向可以用科学家克里克提出的“中心法则中心法则”来表来表示。示。“中心法则中心法则”是指遗传信息从是指遗传信息从DNADNA流向流向DNADNA的复制过程，也可以是从的复制过程，也可以是从DNADNA流向流向RNARNA，进而流向蛋白质的转录和翻译过程。但，进而流向蛋白质的转录和翻译过程。但遗传信息不能从遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向DNA或或RNA。图解：图解：DNARNA蛋白质蛋白质复制复制转录转录翻译翻译4、中心法则、中心法则信息流的方向可以用科学家克里克提出的“中心法则”来表示。“中（1）图解：）图解：DNAmRNA蛋白质蛋白质复制复制复制复制翻译翻译转录转录逆转录逆转录对中心法则的补充对中心法则的补充 由于在某些致癌病毒中存在着逆转录酶由于在某些致癌病毒中存在着逆转录酶,能够以能够以RNA为模板为模板,逆逆转录成转录成DNA,在在RNA病毒中病毒中,RNA能够自我复制能够自我复制,所以补充后的中心所以补充后的中心法则可用下图表示。法则可用下图表示。（1）图解：DNAmRNA蛋白质复制复制翻译转录逆转录对中心DNA（基因）（基因）转录转录mRNA翻译翻译蛋白质蛋白质（表现出性状）（表现出性状）脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列氨基酸序列遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码 细胞核内进行转录细胞核内进行转录 细胞质内进行翻译细胞质内进行翻译 决定决定决定决定决定决定决定决定3、对基因表达过程的理解、对基因表达过程的理解DNA（基因）转录mRNA翻译蛋白质脱氧核苷酸序列核糖核苷练习：练习：美国哈佛大学医学院的科学家们研制了一化学干扰技术，有美国哈佛大学医学院的科学家们研制了一化学干扰技术，有望使人体的致病基因望使人体的致病基因“沉默下来沉默下来”这项干扰技术很可能是干扰了细这项干扰技术很可能是干扰了细胞内的（胞内的（）A、ATP的分解过程的分解过程B、某信使、某信使RNA的合成过程的合成过程C、许多、许多DNA的复制过程的复制过程D、蛋白质代谢过程中的转氨基作用、蛋白质代谢过程中的转氨基作用解析：解析：化学干扰技术使致病基因化学干扰技术使致病基因“沉默下来沉默下来”有可能是干扰了基因有可能是干扰了基因的表达，即可能干扰了细胞内某信使的表达，即可能干扰了细胞内某信使RNA的合成过程。的合成过程。B练习：美国哈佛大学医学院的科学家们研制了一化学干扰技术，有望多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子，进行了中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子，进行了下面的实验：下面的实验：请回答：请回答：（1）图中凸环形成的原因是）图中凸环形成的原因是 ，说明该基因有说明该基因有 个内含子。个内含子。（2）如果现将步骤）如果现将步骤所获得的所获得的mRNA逆转录得到逆转录得到DNA单链，然后该单链，然后该DNA单链单链与步骤与步骤中的单链中的单链DNA之一按照碱基配对原则形成双链分子，理论上也能观察之一按照碱基配对原则形成双链分子，理论上也能观察到凸环，其原因是逆转录得到的到凸环，其原因是逆转录得到的DNA单链中不含有单链中不含有 序列。序列。（3）DNA与与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型有形成的双链分子中碱基配对类型有 种，分别是种，分别是 。步骤步骤：获取该基因的双链：获取该基因的双链DNA片段及其片段及其mRNA；步骤步骤：加热：加热DNA双链使之成为单链，并与步骤双链使之成为单链，并与步骤所获得的所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；按照碱基配对原则形成双链分子；步骤步骤：制片、染色、电镜观察，可观察到图中结果：制片、染色、电镜观察，可观察到图中结果。变性后形成的变性后形成的DNA单链之一与单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链形成双链分子时，该单链DNA中无法中无法与与mRNA配对的序列能形成凸环配对的序列能形成凸环 DNA中有内含子序列，中有内含子序列，mRNA中没有其对应序列，中没有其对应序列，7内含子内含子3 AU TA CG多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔