高一生物必修2第三章基因的本质.doc

高一生物必修2 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（1）、体内转化实验：1928年由英国科学家格里菲思等人进行。实验过程 结论：在S型细菌中存在转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌。（2）、体外转化实验：1944年由美国科学家艾弗里等人进行。实验过程 结论：DNA是遗传物质2.噬菌体侵染细菌的实验1、实验过程标记噬菌体含35S的培养基含35S的细菌35S蛋白质外壳含35S的噬菌体含32P的培养基含32P的细菌内部DNA含32P的噬菌体噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体细菌体内没有放射性35S含32P的噬菌体细菌体内有放射线32P结论：进一步确立DNA是遗传物质3.烟草花叶病毒感染烟草实验：（1）、实验过程 （2）、实验结果分析与结论烟草花叶病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。4、生物的遗传物质非细胞结构：DNA或RNA生物 原核生物：DNA细胞结构 真核生物：DNA结论：绝大多数生物（细胞结构的生物和DNA病毒）的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。第二节 DNA分子的结构DNA分子的结构（1）基本单位-脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）2、DNA分子有何特点？稳定性是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。多样性构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种，配对方式仅2种，但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。特异性每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。3.DNA双螺旋结构的特点：DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。4.相关计算（1）A=T C=G（2）（A+ C ）/ （T+G ）= 1或A+G / T+C = 1（3）如果（A1+C1 ） / （ T1+G1 ）=b 那么（A2+C2 ） / （T2+G2 ） =1/b（4） （A+ T ） / （ C +G ） =（A1+ T1 ） / （ C1 +G1 ） = （ A2 + T2 ） / （ C2+G2 ） = a例：已知DNA分子中，G和C之和占全部碱基的46，又知在该DNA分子的H链中，A和C分别占碱基数的28%和22%，则该DNA分子与H链互补的链中，A和C分别占该链碱基的比例为( )28 、22% B. 22、28%C. 23、27% D.26、24%4.判断核酸种类（1）如有U无T，则此核酸为RNA；（2）如有T且A=T C=G，则为双链DNA；（3）如有T且A T C G，则为单链DNA ；（4）U和T都有，则处于转录阶段。第3节 DNA的复制一、DNA分子复制的过程解旋酶：解开DNA双链聚合酶：以母链为模板，游离的四种脱氧核苷酸为原料，严格遵循碱基互补配对原则，合成子链连接酶： 把DNA子链片段连接起来1、概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程2、复制时间：有丝分裂或减数第一次分裂间期3. 复制方式：半保留复制4、复制条件 （1）模板：亲代DNA分子两条脱氧核苷酸链 （2）原料：4种脱氧核苷酸 （3）能量：ATP （4）解旋酶、 DNA聚合酶等5、复制特点：边解旋边复制6、复制场所：主要在细胞核中，线粒体和叶绿体也存在。7、复制意义：保持了遗传信息的连续性。三、与DNA复制有关的碱基计算1.一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n2.第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/(2n-1)3.若某DNA分子中含碱基T为a， (1)则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1) (2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a2n-1例题：（1）、一个被放射性元素标记双链DNA的噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数( ) A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2（2）、具有100个碱基对的一个DNA分子片段，含有40个胸腺嘧啶，若连续复制3次，则第三次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数是( ) A.60个 B.120个 C.240个 D.360个第4节 基因是有遗传效应的DNA片段一、.基因的相关关系1、与DNA的关系基因的实质是有遗传效应的DNA片段，无遗传效应的DNA片段不能称之为基因（非基因）。每个DNA分子包含许多个基因。2、与染色体的关系基因在染色体上呈线性排列。染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。3、与脱氧核苷酸的关系脱氧核苷酸（A、T、C、G）是构成基因的单位。基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。4、与性状的关系基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。二、DNA片段中的遗传信息遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性，而碱基的特异排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。 基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录1、DNA与RNA的异同点 核酸项目 DNARNA结构通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构通常是单链结构基本单位脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制存在部位主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息mRNA：转录遗传信息，翻译的模板tRNA：运输特定氨基酸rRNA：核糖体的组成成分2、RNA的类型信使RNA（mRNA）转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）3、转录转录的概念转录的场所主要在细胞核转录的模板以DNA的一条链为模板转录的原料4种核糖核苷酸转录的产物一条单链的mRNA转录的原则碱基互补配对转录与复制的异同（下表：） 阶段项目复制转录时间细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期生长发育的连续过程进行场所主要细胞核主要细胞核模板以DNA的两条链为模板以DNA的一条链为模板原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸条件需要特定的酶和ATP需要特定的酶和ATP过程在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（AT、CG、TA、GC）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照AU、GC、TA、CG的碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合产物两个双链的DNA分子一条单链的mRNA特点边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链）边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）遗传信息的传递方向遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子遗传信息由DNA传到RNA二、遗传信息的翻译1、遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性64种61种：能翻译出氨基酸3种：终止密码子，不能翻译氨基酸61种或tRNA也为61种 联系基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补密码子与相应反密码子的序列互补配对2、翻译定义翻译的场所 细胞质的核糖体上翻译的模板 mRNA翻译的原料 20种氨基酸翻译的产物 多肽链（蛋白质）翻译的原则 碱基互补配对翻译与转录的异同点（下表）： 阶段项目转录翻译定义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核细胞质的核糖体模板DNA的一条链信使RNA信息传递的方向DNAmRNAmRNA蛋白质原料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实质是遗传信息的转录是遗传信息的表达三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算1、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。2.翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的 1/6 。 第2节 基因对性状的控制一、中心法则 DNADNA：DNA的自我复制；DNARNA：转录；RNA蛋白质：翻译；RNARNA：RNA的自我复制；RNADNA：逆转录。DNADNA RNARNADNARNA 细胞生物 病毒RNA蛋白质 RNADNA二、基因、蛋白质与性状的关系 1、 （间接控制） 酶或激素 细胞代谢基因 性状 结构蛋白 细胞结构 （直接控制）2、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。3、生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。