第2章 遗传的分子基础（期中复习课件）高一生物下学期苏教版

第2章　遗传的分子基础 章末复习课件 01 DNA是主要的遗传物质 一、肺炎链球菌的转化实验 1.对遗传物质的早期推测 20世纪30年代： DNA是由4种脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。4种脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏遗传信息。 20世纪20年代： 蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。21种氨基酸排列顺序蕴藏遗传信息。 蛋白质 基本单位：常见的21种氨基酸 核酸 基本单位：4种脱氧核苷酸 蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位 一、肺炎链球菌的转化实验 2.肺炎链球菌的类型 项目 S型细菌 smooth R型细菌 rough 菌落 毒性 菌体 有荚膜有毒 表面光滑 无荚膜无毒 表面粗糙 无 多糖类的荚膜 荚膜的化学本质是_______ 多糖 一、肺炎链球菌的转化实验 R型 活细菌 S型 活细菌 小鼠不死亡 （第一组） 小鼠死亡，从小鼠体内 分离出S型活细菌 （第二组） S型 活细菌 加热杀死的 S型细菌 小鼠不死亡 （第三组） R型活细菌+加热 杀死的S型细菌 小鼠死亡，从小鼠体内 分离出S型活细菌 （第四组） S型 活细菌 ？ 说明R型细菌无毒 说明S型细菌有毒 说明加热杀死的 S型细菌无毒 说明R型细菌转化成了S型细菌 (1)实验①②对比说明R型细菌无毒，S型细菌有毒。 (2)实验②③对比说明加热致死的S型细菌无毒。 (3)实验②③④对比说明加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌。 (4)综上实验得出结论：加热致死的S型细菌中含有一种转化因子，能使R型活细菌转化为S型活细菌。 3.格里菲思的肺炎链球菌转化实验 一、肺炎链球菌的转化实验 3.格里菲思的肺炎链球菌转化实验 S型细菌 荚膜 控制荚膜形成的X基因 加热 杀死 被破坏的S型细菌 X基因吸附在R型细菌表面 X基因进入R型细菌 重组 R型细菌转化成S型细菌 (1)转化实质：肺炎链球菌转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使 受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组，从而使R型细菌转化为S型细菌。 (2)一般情况下，转化率很低，只有极少数R型细菌被S型细菌的DNA侵入并发生转化，培 养基中(或小鼠体内)的大量S型细菌大多是由转化后的S型细菌繁殖而来的。 一、肺炎链球菌的转化实验 4.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 S型细菌的细胞提取物 第一组 有R型细菌的培养液 S型细菌的细胞提取液 第二至四组 + S型细菌 R型细菌 混合 有R型细菌的培养液 S型细菌的细胞提取液 第五组 + 混合 只长R型细菌 DNA酶 蛋白酶（或RNA酶、酯酶） 有R型细菌的培养基 + S型细菌 R型细菌 混合 实验结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 一、肺炎链球菌的转化实验 项目 格里菲思体内转化实验 艾弗里体外转化实验 培养细菌 在小鼠体内 体外培养基 实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照 巧妙构思 用加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注入小鼠体内，与用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验，说明确实发生了转化 每个实验组用酶解法特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质 实验结论 S型细菌体内有“转化因子” （不能证明转化因子是DNA ） S型细菌的DNA是遗传物质 联系 ①所用材料相同 ②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸③两实验都遵循对照原则、单一变量原则 跟踪训练 1．某科研人员为了验证格里菲思的肺炎链球菌转化实验，对实验鼠进行了 4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌 B．由注射②和④的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡 C．在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来 D．死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明死菌乙在小鼠体内的繁殖不足以致死 R型细菌 无 有 S型细菌 R型细菌（多数） S型细菌（少数） C 二、噬菌体侵染细菌的实验 1.实验者：赫尔希和蔡斯。 2.实验方法　放射性同位素标记技术。 3.实验材料　T2噬菌体和大肠杆菌。 (1)噬菌体的结构及生活方式 ①头部：内含DNA:含P元素（特征元素） ②外壳：蛋白质，含S元素（特征元素） ③生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内 不能用培养基培养 二、噬菌体侵染细菌的实验 (2)T2噬菌体的增殖 1.吸附 2.注入 3.合成 4.组装 5.释放 ①合成T2噬菌体的DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的遗传物质。 ②合成T2噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。 ③合成T2噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌的氨基酸；场所：大肠杆菌的核糖体。 二、噬菌体侵染细菌的实验 4.实验过程 在搅拌器中搅拌、离心后，检测上清液和沉淀物中的放射性物质 用标记的噬菌体 侵染未标记的细菌 噬菌体被 35S标记 在新形成的噬菌体中 没有检测到35S 细菌裂解 沉淀物的放射性很 上清液的放射性很 离心后 搅拌后离心 35S标记的噬菌体与细菌混合 35S标记的噬菌体 ① 35S标记的噬菌体侵染细菌： 高 低 实验表明: 噬菌体侵染细菌时， 外壳留在外面，没有进入到细菌中。 原因：搅拌不充分 蛋白质 二、噬菌体侵染细菌的实验 4.实验过程 ② 32P标记的噬菌体侵染细菌： 在搅拌器中搅拌、离心，检测上清液和沉淀物 中的放射性物质 用标记的噬菌体 侵染未标记的细菌 噬菌体被 35P标记 在新形成的噬菌体中检测到32P 细菌裂解 沉淀物的放射性很 上清液的放射性很 离心后 搅拌后离心 32P标记的噬菌体与细菌混合 32P标记的噬菌体 低 高 实验表明： 噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌中。 DNA 二、噬菌体侵染细菌的实验 [提醒]　 ①保温合适时间：使T2噬菌体吸附在大肠杆菌上并注入遗传物质，但并不释放子代噬菌体。 ②充分搅拌、离心：使吸附的T2噬菌体和大肠杆菌分离，离心后上清液中析出质量较轻的 T2噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。 5.实验结果及结论 6.实验分析 (1)T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。 (2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。 亲代噬菌体 宿主细胞内有无放射性 子代噬菌体有无放射性 实验结论 32P标记DNA 有 有 DNA是噬菌体的遗传物质 35S标记蛋白质 无 无 跟踪训练 2.某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，然后将大肠杆菌和被标 记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心， 并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A.甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生含32P的子代噬菌体 B.甲组被侵染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体 C.乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体 D.乙组被侵染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体 大量 不可 C 三、DNA是主要的遗传物质 1.RNA是遗传物质的证据 (1)实验材料：烟草花叶病毒(由RNA和蛋白质组成)和烟草。 (2)实验过程及结果 RNA 蛋白质 分别侵染健康烟草植株 患病 不患病 得到全新病毒 不能得到病毒 (3)实验结果分析与结论:烟草花叶病毒的RNA控制其遗传性状，RNA是它的遗传物质。 三、DNA是主要的遗传物质 2.DNA是主要的遗传物质 (1)生物类型与遗传物质的种类(连线) (2)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。 注意： ①对整个生物界来说，DNA是主要的遗传物质 ②对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字 三、DNA是主要的遗传物质 格里菲思体内转化实验： 赫尔希、蔡斯噬菌体侵染实验： 艾 弗 里 体外转化实验： S型菌体内有转化因子。 DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。 DNA是遗传物质（不能证明蛋白质不是遗传物质） 提醒： 几个实验均不能证明DNA是主要的遗传物质。 针对自然界所有生物 细胞核遗传物质是DNA，细胞质遗传物质是DNA！ 原核生物 真核生物 细胞内均含有 DNA和RNA 遗传物质：DNA 病毒 DNA病毒 RNA病毒 遗传物质：DNA 遗传物质：RNA 易错提示： 总结： 一种生物遗传物质只有一种。 绝大多数生物遗传物质 是DNA ↓ DNA是主要遗传物质 笔记 跟踪训练 3．下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述中，正确的是（    ） A．细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质是RNA B．“肺炎链球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是主要的遗传物质 C．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA D．细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA C 02 DNA分子的结构和复制 一、DNA双螺旋结构模型的构建 (一）DNA双螺旋结构模型的构建 1.构建者　沃森和克里克 2.构建过程 20世纪初 1951-1952 1952年 1951年 DNA的结构单位: 四种脱氧核苷酸 双螺旋、三螺旋→失败 （配对违反化学规律） 物理模型 X射线衍射技术 威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱 查哥夫 在DNA中， 腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T） 鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C） （X说明DNA是螺旋的） «核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型» 1953年 沃森和克里克 2.构建过程 脱氧核苷酸 DNA衍射图谱 外部 骨架 相同碱基 T C A=T, G=C 22 一、DNA双螺旋结构模型的构建 3．新模型的特点及意义 (1)特点：A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有稳定的直径。 (2)意义 ①能解释A、T、G、C的数量关系。 ②能解释DNA的复制。 ③模型与X射线衍射照片完全相符。 具有相同的形状和直径！ 一、DNA双螺旋结构模型的构建 (二）DNA分子的结构 1．结构图示 平面结构 空间结构/立体结构 A P G P C P T P T P C P G P A P 一、DNA双螺旋结构模型的构建 (二）DNA分子的结构 2．图示解读 基本组成元素 C、H、O、N、P 组成物质 碱基，脱氧核糖，磷酸 基本组成单位 脱氧核苷酸，共4种 整体结构 由两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 结构 特点 外侧 由脱氧核糖和磷酸交替连接组成基本骨架 内侧 碱基之间通过氢键连接；遵循碱基互补配对原则，即T(胸腺嘧啶)一定与腺嘌呤配对，C(胞嘧啶)一定与鸟嘌呤配对 一、DNA双螺旋结构模型的构建 两条单链 反向平行 双螺旋结构 链 数： 方 向： 空间结构： 3′ 5′ 3′ 5′ 碱基互补配对形成氢键 G C A T 核苷酸之间连接的化学键 3',5'-磷酸二酯键 脱氧核糖和磷酸交替 连接构成基本骨架 外 侧： 碱基 内 侧： 一、DNA双螺旋结构模型的构建 【重难点突破】 1．DNA分子的结构 (1)DNA单链：脱氧核苷酸分子连接成脱氧核苷酸链(如图)。 (2)DNA双链：两条脱氧核苷酸单链以氢键相连形成(如图)。 ①每个DNA片段中○、 、▭之间的数量比为1∶1∶1，游离的磷酸基团有2个； ②一条核苷酸链中相邻两个核苷酸通过磷酸二酯键相连；连接双链之间的化 学键为碱基对之间的氢键； 一、DNA双螺旋结构模型的构建 【重难点突破】 1．DNA分子的结构 ③每个脱氧核糖(除两端外)连接着2个磷酸，分别在3号、5号碳原子上相连接； ④在DNA分子的一条单链中相邻的碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖 —”相连接； ⑤若碱基对数为n，则氢键数为2n～3n；若已知A有m个，氢键数为3n－m。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 2．DNA分子的结构特性 ①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。 一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。 ②特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基 排列顺序 ③稳定性：(即结构的稳定性） DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变， 两条链间碱基互补配对的原则不变。 注意：G、C碱基对比例越大，结构越稳定 n个碱基对的DNA分子有4n种 如图DNA分子中一条链为1链，另一条链为2链。 根据碱基互补配对原则可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。 请据此完成以下推论： (1)A1＋A2＝____________；G1＋G2＝____________。 即：双链中A＝____，G＝____，A＋G＝________＝________＝________＝ (A＋G＋T＋C)。 T1＋T2 C1＋C2 T C T＋C A＋C T＋G 一、DNA双螺旋结构模型的构建 3.DNA分子碱基比率的计算 规律一：双链DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。 (2)A1＋T1＝____________；G1＋C1＝____________。 A2＋T2 G2＋C2 规律二：互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，简记为“补则等”。 互为倒数 一、DNA双螺旋结构模型的构建 3.DNA分子碱基比率的计算 规律三：非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，简记为“不补则倒”。 规律四：某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。 一、DNA双螺旋结构模型的构建 3.DNA分子碱基比率的计算 跟踪训练 4．如图是一个DNA分子的片段，从图中不能得到的信息是(　　) A．DNA是双螺旋结构 B．碱基严格互补配对 C．嘌呤数等于嘧啶数 D．两条脱氧核苷酸链反向平行 D A+G=T+C(嘌呤数=嘧啶数） 跟踪训练 5．下列有关DNA分子的一条单链与其所在DNA分子中、一条单链与其 互补链中碱基数目比值的关系图，不正确的是(　　) A B C D C 互补则等 不互补则倒 二、DNA复制的过程 3. 研究方法： 2. 实验材料： 4. 实验技术： 大肠杆菌（繁殖快，20min一代） 假说—演绎法 同位素标记法(N元素的两种稳定同位素：无放射性）、 密度梯度离心法 5.实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小， 一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。 6.实验假设： DNA以半保留的方式复制 1. 实 验 者： 美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔 (一）DNA半保留复制的实验证据 二、DNA复制的过程 15N 14N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 15N 14N 15N 14N P F1 F2 15N 15N 15N/15N 重带 15N/14N 14N/14N 15N/14N 轻带中带 中带 第二代 第一代 提取DNA离心 提取DNA离心 提取DNA离心 含14N的培养液 7. 实验过程： 实验结果与 推理结果相同。 半保留复制 得出结论 DNA复制方式为 。 半保留复制 实验验证 放射性 同位素 稳定 同位素 3H： 标记亮氨酸，研究分泌蛋白合成与运输过程 14C： 标记CO2，研究暗反应中碳的转移途径 32P： 35S： 标记DNA 标记蛋白质 噬菌体的遗传物质 18O： 标记H2O、CO2研究光合作用产物O2氧原子 的来源 15N： 标记DNA ，研究DNA复制方式 检测 放射性： 检测 密度或相对分子质量 同位素 标记 研究转移路径 重点：15N、18O、12C无放射性 二、DNA复制的过程 运用假说——演绎法: 1.孟德尔发现分离定律和自由组合定律 2.摩尔根证明基因在染色体上 3.梅塞尔森和斯塔尔证明DNA复制方式为半保留复制 运用类比推理法：萨顿提出基因在染色体上的假说 总结 二、DNA复制的过程 (二）DNA复制相关计算 将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则： 共产生子代DNA分子____个； (1)DNA分子数 子代DNA分子中，含15N的DNA分子_____个 子代DNA分子中，含14N的DNA分子_____个 子代DNA分子中，只含15N的DNA分子_____个 子代DNA分子中，只含14N的DNA分子______个 2n 2 2n 0 2n - 2 二、DNA复制的过程 (二）DNA复制相关计算 将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则： 共产生脱氧核苷酸链 个； 含15N的脱氧核苷酸链 个； 含14N的脱氧核苷酸链 个； 2 2n+1 2n+1-2 (2)脱氧核苷酸链数 二、DNA复制的过程 (二）DNA复制相关计算 将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则： (3)消耗的脱氧核苷酸数 ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离 的该脱氧核苷酸数为m·(2n－1)个。 ②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗 游离的该脱氧核苷酸数为m·2n－1个。 跟踪训练 6.某DNA分子片段中共含有3 000个碱基，其中腺嘌呤占35%。现将该 DNA分子片段用15N标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将 全部复制产物进行密度梯度离心，得到图甲结果；如果将全部复制产物 加入解旋酶处理后再离心，则得到图乙结果。下列有关分析正确的是 A.X层与Y层中DNA分子质量比大于1∶3 B.Y层中含15N标记的鸟嘌呤有3 600个 C.X层中含有的氢键数是Y层的1/3倍 D.W层与Z层的核苷酸数之比是4∶1 C 小于 2700 7:1 二、DNA复制的过程 ①概念：以 为模板合成 的过程。 ②时间： 。 ③场所： a.真核生物： （主要） 和 。 b.原核生物： （主要），质粒。 c.DNA病毒：活的宿主细胞内 亲代DNA 子代DNA 细胞分裂前的间期 细胞核 线粒体 叶绿体 拟核 1.DNA复制的概念、时间、场所 二、DNA复制的过程 2.DNA分子的复制过程 3.特点 ①过程：边解旋边复制。 ②方式：半保留复制。 4.准确复制的原因 ①DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。 ②通过碱基互补配对保证了复制的准确进行。 (5)意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。 二、DNA复制的过程 二、DNA复制的过程 原则 碱基互补配对 时间 细胞分裂前的间期 场所 真核：细胞核、线粒体、叶绿体 原核：拟核、细胞质（质粒） 条件 模板 亲代DNA的两条链 原料 4种游离的脱氧核苷酸 能量 ATP 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 方向 从子链的5' 端向 3' 端延伸 特点 半保留复制；边解旋边复制；多起点复制 意义 保持了遗传信息的连续性 二、DNA复制的过程 拓展：起点 ①真核生物：多个复制起点（提高效率） ②双向复制 ③复制不同时进行(复制环越大，启动时间越早) 原核生物：一个复制起点 二、DNA复制的过程 1. 解 旋 酶——断开氢键 DNA聚合酶——形成磷酸二酯键 （氢键的形成不需要酶） 2.DNA复制分别以亲代DNA分子的两条单链为模板 （而非只以其中一条单链为模板） 3.破坏氢键——解旋酶作用 形成氢键——不需要酶的催化 4.亲代DNA分子两条链都可作为模板，其互补链的合成 方向均为5′­端到3′­端 注意： 二、DNA复制的过程 DNA复制的三个易错点 (1)DNA复制的场所并非只在细胞核中，线粒体、叶绿体中 也能进行DNA复制。 (2)并非所有细胞都进行DNA复制，只有分裂的细胞才能进 行DNA复制。 (3)DNA复制并非单向进行，而是双向多起点复制，且各个 复制起点并不是同时开始的。 哺乳动物成熟红细胞不能进行DNA复制 跟踪训练 7．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程的示意图。下列有关叙述， 错误的是(　　) A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物DNA分子的复制过程需要解旋酶 D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率 A 不同时 03 遗传信息控制生物的性状 一、DNA通过RNA指导蛋白质的合成 1.遗传信息的转录 ①解旋 酶：RNA聚合酶 结果：双链解开，氢键断裂，暴露碱基 ②配对 原则：碱基互补配对原则 模板：解开的DNA双链中的一条链 原料：游离的核糖核苷酸 结果：配对碱基以氢键相连 ③连接 酶：RNA聚合酶 结果：形成一个mRNA ④释放 合成的mRNA从DNA链上释放 DNA双链恢复成双螺旋结构 意义： 使遗传信息从DNA转移至RNA，为翻译过程提供模板mRNA。 RNA与模板链是反向的 一、DNA通过RNA指导蛋白质的合成 1.场 所： 2.过 程： (1)模 板： 3.条 件 (2)原 料： 　 (3) 酶 ： 　 (4)能 量： 4.产 物： 5.碱基互补配对： 6.遗传信息流向(意义)： 7.特 点： 8.本 质： 细胞核，线粒体，叶绿体 DNA的一条链 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 ATP 解旋、配对、连接、释放 mRNA、tRNA、rRNA 。 A—U , T—A , C—G , G—C DNA mRNA 边解旋边转录，单链转录 转录小结 （解旋，形成磷酸二酯键） 基因的选择性表达 DNA复制 转录 时间 场所 解旋 模板 原料 酶 配对方式 特点 方向 产物 细胞分裂间期 生长发育过程 全部解旋 只解旋有遗传效应片段（基因） DNA的两条链均为模板 DNA的一条链为模板 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 解旋酶、 DNA聚合酶等 RNA聚合酶等 A—U、 T—A、C—G 、 G—C 半保留复制，边解旋边复制 边解旋边转录 2个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 主要:细胞核或拟核，少数：线粒体、叶绿体、质粒 新链从5’端-3’端延伸 新链从5’端-3’端延伸 DNA复制和转录的比较 A—T、 T—A、C—G 、 G—C 跟踪训练 8．如图为真核细胞中正在发生的生理过程，下列叙述正确的是（     ） A．①是RNA聚合酶，与DNA上启动部位结合后从左往右移 B．②是DNA模板链，同一DNA上不同基因的模板链相同 C．③是DNA编码链，其基本组成单位与④的相比仅有碱基种类存在差异 D．④是RNA，需在细胞核中加工后再通过核膜转移至细胞质中 A ④RNA RNA聚合酶 模板链 非模板链（编码链） 五碳糖、 核孔 二、遗传信息的翻译 1.密码子与反密码子的比较： 密码子 反密码子 位置 种类 特点 功能 mRNA上 tRNA上 64种 61或62种 一种密码子只决定一种氨基酸， 一种氨基酸可由多种密码子决定。 一种tRNA只转运一种氨基酸， 一种氨基酸可由多种tRNA转运 编码(决定)氨基酸 与密码子配对，将氨基酸运输到相应位置 二、遗传信息的翻译 1.密码子与反密码子的比较： 1.密码子种类： . 64种 2.起始密码子种类： 真核生物： . 原核生物： . 1种 AUG 2种 AUG、GUG 3.终止密码子种类： . 3种 UAA、UAG、UGA(特殊情况编码氨基酸) 4.编码氨基酸的密码子种类： . 一般为61种，特殊情况62种 5.tRNA或者反密码子种类： . 一般为61种，特殊情况62种 二、遗传信息的翻译 游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质 翻译的概念？ 1 翻译的场所？ 2 翻译的模板？ 3 翻译的原料？ 4 翻译的条件？ 5 翻译的碱基配对方式？ 6 翻译的产物？ 7 遗传信息传递的方向？ 8 核糖体（细胞质） mRNA 氨基酸（21种） 模板、原料、能量、酶、tRNA等 A-U，U-A，G-C，C-G 多肽链，经加工后成为成熟的蛋白质 mRNA 蛋白质 二、遗传信息的翻译 mRNA（不移动） 核糖体（移动） 多肽 核糖体移动方向 ①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体 ②意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质 ③方向：从短到长（长的肽链→翻译时间久） 多聚核糖体上形成的多条肽链相同吗？ 多聚核糖体上形成的多条肽链相同 (原因：模板mRNA相同） 3.多聚核糖体——高效翻译的机制 二、遗传信息的翻译 4.原核生物与真核生物基因转录和翻译的辨别 (1)真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和 时间上被分隔开进行，即先转录后翻译。 (2)原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。过程 如右图所示： 图中①是DNA模板链， ②③④⑤表示正在合成的4条mRNA， 每条mRNA上有多个核糖体同时进行 翻译过程，翻译的方向是从下到上。 DNA mRNA 二、遗传信息的翻译 识图 mRNA 核糖体 正在合成的多肽链 翻译方向 DNA mRNA 原核细胞 转录方向 DNA复制 转录 翻译 时间 场所 模板 原料 酶 能量 原则 特点 产物 方向 信息传递 细胞分裂前的间期 生长发育整个过程 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 细胞质 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶 都需要ATP 2个双链DNA mRNA、tRNA、rRNA 多肽（蛋白质） A-T,T-A,C-G,G-C A-U,T-A, C-G,G-C A-U,U-A,C-G,G-C 半保留复制 边解旋边复制 边解旋边转录 一个mRNA可结合多个核糖 体同时合成多条肽链 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白质 从短肽链到长肽链 新链从5’端-3’端延伸 新链从5’端-3’端延伸 62 二、遗传信息的翻译 识图 mRNA 核糖体 正在合成的多肽链 翻译方向 DNA mRNA 原核细胞 转录方向 跟踪训练 9．如图是某基因控制蛋白质合成的示意图，有关叙述正确的是（ ） A．迅速合成大量蛋白质主要是通过①过程形成大量mRNA实现的 B．①过程以脱氧核苷酸为原料，②过程以氨基酸为原料 C．①过程DNA正处于解旋状态，形成这种状态需要RNA解旋酶 D．若①过程碱基互补配对时发生差错，则形成的多肽可能不发生改变 D 多个核糖体与一个mRNA分子结合 核糖核苷酸 密码子的简并性（多种密码子对应同一种氨基酸） 聚合酶 三、中心法则 DNA 蛋白质 转录 翻译 复制 逆转录 复制 RNA 中心法则中涉及的酶： 1.DNA复制：解旋酶、DNA聚合酶 2.转 录： RNA聚合酶 3.RNA复制：RNA复制酶 4.逆 转 录：逆转录酶 1.中心法则内容 三、中心法则 2.不同生物遗传信息的传递过程 生物种类 遗传信息传递过程 真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA复制病毒 逆转录病毒 遗传物质是：DNA 复制 RNA 蛋白质 翻译 遗传物质是：RNA DNA RNA 蛋白质 复制 转录 翻译 （烟草花叶病毒） 都能进行中心法则的所有过程 并不是所有生物 （HIV） 翻译 蛋白质 RNA DNA RNA 转录 逆转录 三、中心法则 2.不同生物遗传信息的传递过程 复制 DNA 逆转录 转录 复制 RNA 翻译 蛋白质 总 结 DNA、RNA是信息的载体 蛋白质是信息的表达产物 ATP为信息的流动提供能量 生命是物质、能量和信息的统一体 在遗传信息的流动过程中 图 解 遗传信息流动有关的几个过程比较： 模板 原料 产物 碱基互补 DNA复制 转录 翻译 RNA复制 逆转录 DNA DNA RNA RNA mRNA 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 脱氧核苷酸 DNA DNA RNA RNA 多肽 A-T、T-A 、G-C 、C-G A-U、 T-A 、G-C、 C-G A-U、 U-A、 G-C、 C-G A-T、 U-A、 G-C、 C-G A-U、 U-A、 G-C、 C-G 遗传信息传递过程中都遵循 原则。 碱基互补配对 逆转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 转录 “三看法”判断中心法则各过程“一看”模板“二看”原料“三看”产物 三、中心法则 [特别提醒] (1)并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。 (2)DNA复制、转录、翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。 (3)DNA复制只发生在能分裂的细胞中，而转录和翻译则可以发生在任何 时期。 (4)在病毒体内不会发生RNA的复制和逆转录过程，该过程是在被病毒寄生 的宿主细胞内进行的。 (5)细胞生物体内不会自主发生RNA的复制和逆转录过程，除非被病毒侵染。 跟踪训练 10．如图是4种遗传信息的流动过程，对应的叙述不正确的是(　　) 甲 乙 丙 丁 A．甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向 B．乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向 C．丙可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向 D．丁可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递 方向 A 高度分化：不再分裂，不能进行DNA复制 四、基因的表达产物与性状的关系 基因 酶的合成 细胞代谢 生物性状 蛋白的结构 生物性状 蛋白质 间接作用 直接作用 酶的合成 代谢过程 2.基因通过控制 来 控制生物体的性状。 蛋白质的结构 直接 实例：豌豆的粒形、人的白化病 实例：囊性纤维病、镰刀型贫血症 1.基因控制性状的两种途径 四、基因的表达产物与性状的关系 2.基因控制生物性状的途径的判断 (1)若生物性状直接由蛋白质体现，则应为基因控制蛋白质结构直接控制 生物性状。 (2)若体现生物性状所涉及的物质并非蛋白质(如植物激素黑 、色素、淀 粉等，)，则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程 进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。 基因 酶的合成 细胞代谢 蛋白的结构 生物性状 蛋白质 间接作用 直接作用 生物性状 跟踪训练 11.如图表示某细胞内发生的一系列生理过程。下列叙述错误的是(　　) A．过程①和过程②的碱基配对方式相同 B．图中所示的核糖体移动的方向是从右向左 C．图中所示的生理过程能够迅速合成大量的蛋白质 D．图示双链DNA不是真核细胞中的核DNA 转录 翻译 DNA mRNA 多肽链 不完全相同 由短到长 边转录边翻译：原核生物、线粒体、叶绿体 A 五、基因的选择性表达与细胞分化 基因 在所有细胞中都表达的基因 在某类细胞中特异性表达的基因 核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因 卵清蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因 指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的。 管家基因 奢侈基因 1.细胞分化实质 : 基因选择性表达 基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 五、基因的选择性表达与细胞分化 细胞分化的“不变”与“变” DNA、tRNA、rRNA ①不变 细胞的数目 ② 变 mRNA、蛋白质的种类 细胞的形态、结构和功能 细胞分化是基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。 五、基因的选择性表达与细胞分化 2.细胞分化的“改变”与“不变” ①不变：DNA、tRNA（61或62种）、rRNA的种类、细胞数目 ②改变：mRNA、蛋白质的种类、细胞形态、结构与功能 易错： 细胞分化后形成的mRNA、蛋白质完全不同 细胞分化后形成的mRNA、蛋白质不完全相同 （如所有细胞均合成呼吸酶、ATP水解酶） × 同种生物的不同类型细胞中DNA相同 同种生物的不同类型细胞中mRNA、蛋白质是不完全相同 六、表观遗传 生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型可遗传变化的现象。 3.发生时期： 普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 1 概 念： ①可遗传性：基因表达和表型可以遗传给后代。 ②DNA不变性：基因的碱基序列保持不变。 ③可逆性：被修饰的DNA可以发生去甲基化。 2 特 点： 4.实 例： 笔记 蜂王和工蜂的差异 同卵双胞胎间差异 基因相同→表型不同 六、表观遗传 经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响 DNA mRNA 蛋白质 性状 转录 翻译 体现 经典遗传 表观遗传 调控 环境 影响 影响 2.表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传 3.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传（表型模拟） 1.经典遗传：碱基序列改变，引起的性状变化可遗传 跟踪训练 12．关于表观遗传的理解，下列说法正确的是(　　) A．DNA的甲基化与环境因素无关 B．DNA的甲基化影响基因的翻译过程 C．表观遗传现象不符合孟德尔遗传定律 D．DNA的甲基化导致基因的碱基序列改变 C (3)eq \f(A1＋C1,T1＋G1)与eq \f(A2＋C2,T2＋G2)的关系是 。 eq \f(A1＋T1,N1)＝eq \f(A2＋T2,N2)＝eq \f(A＋T,N)(N为相应的碱基总数)，eq \f(C1＋G1,N1)＝eq \f(C2＋G2,N2)＝eq \f(C＋G,N)。 (a＋b) (4)若＝a，＝b，则＝ 。 $$