1.2遗传信息通过复制和表达进行传递第一课时课件-2025-2026学年高一下学期生物沪科版必修2

第2节 遗传信息通过复制和表达进行传递 第一课时 基因与性状 阅读课本P10页小金鱼——基因与性状 前体物质 鸟氨酸 瓜氨酸 精氨酸 酶A 酶B 酶C 1.菌株A、B、C细胞内分别是哪种酶丧失了催化功能? 2.已知×射线照射可使 DNA 的片段发生改变，菌株A、B、C中发生改变的 DNA片段是否相同?这些片段与酶A、B、C有什么关系? 3.粗糙链孢霉生长过程中可发生有丝分裂,那么与酶A、B、C合成有关的遗传信息是如何传递给子细胞的? 1、新合成的DNA是由母链和子链杂合组成，即形成的DNA分子一半是新的，一半是旧的 2、新合成的DNA是由子链和子链组合，母链和母链组合。 关于DNA复制过程的两种假设: 问题一：DNA分子的复制是半保留式的 复制一次 半保留复制？ 复制一次 全保留复制？ 验证新合成的DNA 1、如何证明哪种是正确的，基本思路是什么？ 2、DNA肉眼看不见，如何才能分辨DNA？ 同位素标记技术 3、都是DNA，是否需要区别标记？ 需要区别标记母链和子链 半保留复制 全保留复制 问题一：DNA分子的复制是半保留式的 15N和14N: 是N元素的两种稳定同位素，这两种同位素的质子数相同，中子数不同，因此相对原子质量不同，15N比14N的密度大。 4、DNA含有哪些元素？ C H O N P 5、DNA中元素是否都可作为本实验标记元素？ 放射性同位素不可以，稳定性同位素可以 15N/ 15N 15N/ 14N 14N/ 14N > > 问题一：DNA分子的复制是半保留式的 密度梯度离心法 轻带(上部) 14N/ 14N 中带(中间) 15N/ 14N 15N/ 15N 重带(下部) 重带(下部) 15N/15N DNA 结果如何？ 培养大肠杆菌 提取DNA并离心 繁殖多代 分裂一代 再分裂一代 第一组 第三组 第二组 14NHCL 14NHCL 15NHCL 问题一：DNA分子的复制是半保留式的 重带(下部) 15N/ 15N 中带(中间) 15N/ 14N 轻带(上部) 14N/ 14N 中带(中间) 15N/ 14N 亲代 结论：DNA的复制是半保留复制 实验离心结果： 第一次 第二次 问题一：DNA分子的复制是半保留式的 科学数据必须严谨 轻带(上部) 14N/ 14N 中带(中间) 15N/ 14N 问题一：DNA分子的复制是半保留式的 新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式称作： 问题二：DNA分子复制的过程 半保留复制 问题二：DNA分子复制的过程 1.概念 是指以_____________________为模板合成________________的过程。 亲代 DNA分子 子代 DNA 2.DNA复制发生场所： 有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期 细胞_______________________和_________________________________。 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 3.DNA复制发生时间： 问题二：DNA分子复制的过程 3.DNA复制过程 （1）在解旋酶的作用下，DNA分子的2条脱氧核苷酸长链部分解螺旋。 双螺旋的双链解开成为两条单链，分别称为母链（模板） 氢键破坏，两条脱氧核苷酸链逐步分离 DNA解旋酶 问题二：DNA分子复制的过程 3.DNA复制过程 （2）分别以解开的每一条链为模板，以游离的4种脱氧核苷三磷酸为原料，按照碱基互补配对原则，从5’→3’方向，在DNA聚合酶等参与下，合成分别与2条母链互补的2条子链。 4种脱氧核苷三磷酸：dATP dTTP dGTP dCTP DNA聚合酶 DNA解旋酶 复制分叉 子链 DNA模板链 DNA聚合酶 DNA模板链 子链 DNA 问题二：DNA分子复制的过程 半保留复制 边解旋边复制 多个复制起点 复制方向 复制方向 复制方向 复制起点 复制起点 复制起点 4.DNA复制的特点： 问题二：DNA分子复制的过程 5.DNA分子精确复制的原因 ①DNA分子的双螺旋结构提供精确的模板。 ②碱基互补配对原则保证复制准确进行。 6.DNA分子复制的意义 使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。 问题二：DNA分子复制的过程 ①子代DNA分子数 ： ②只含15N的DNA数 ： ③含15N的DNA数 ： ④只含14N的DNA数 ： ⑤含14N的DNA数 ： (2)脱氧核苷酸链数：2×2n=2n+1 ①含15N的链数 ： ②含14N的链数 ： ③子代DNA中被标记的DNA所占的比例 ： ④子代中被标记的链占总链数的比例 ： 一个被15N标记的DNA转移到14N的培养基中培养，复制了n次： (1)子代DNA： 2n个 0个 2个 2n-2个 2n个 2条 2n+1-2条 2/2n=1/2n-1 2/2n+1=1/2n 15N 15N 15N 14N 14N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 7. DNA复制的相关计算 问题二：DNA分子复制的过程 （1）复制n次，共需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数？ 个 亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸数为m个，则： （2）复制第n次时，共需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数？ 个 m（2n-1） m·2n-1 15N 15N 15N 14N 14N 15N 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 7. DNA复制的相关计算 问题二：DNA分子复制的过程 思考：DNA中的遗传信息是怎样传递到细胞质中去指导蛋白质的合成的呢？ DNA指导蛋白质合成 问题三：基因的表达 生命活动的主要承担者 蛋白质 细胞质中的核糖体 合成 遗传信息 DNA 指导合成 需要“媒介”——RNA 即基因控制蛋白质的合成，包括转录和翻译两个过程 什么是基因的表达？ DNA RNA 蛋白质 问题三：基因的表达 即基因控制蛋白质的合成，包括转录和翻译两个过程 什么是基因的表达？ DNA RNA 蛋白质 什么是基因？ 在DNA上能转录出RNA的特定功能片段（碱基片段）称为基因 元素组成： 基本单位: C、H、O、N、P 核糖核苷酸 磷酸基团 核糖 含氮碱基 核糖 P 含氮碱基 CH2 O 1' 2' 3' 4' 5' OH H OH H H H 核糖 P A 核糖 P C 核糖 P G 核糖 P U (4种) 核糖核苷酸链 【特别注意】RNA一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。 问题四：RNA的组成与分类 信使RNA（mRNA）： 转运RNA（tRNA)： 合成蛋白质的直接模板 识别密码子，转运氨基酸 核糖体RNA（rRNA)： 与蛋白质构成核糖体 mRNA 蛋白质 rRNA tRNA 问题四：RNA的组成与分类 转录 DNA分子 碱基互补配对 主要在细胞核 四种核糖核苷三磷酸 DNA的一条链（供转录的那一条） ATP、RNA聚合酶 A-U、T-A、G-C、C-G DNA→mRNA 场所： 原则： 模板： 条件： 遗传信息流动： 时间： 活细胞新陈代谢过程中 在RNA聚合酶的作用下，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程叫做转录。 （线粒体、叶绿体） mRNA、tRNA、rRNA 问题五：转录的过程 22 问题五：转录的过程 mRNA 非模板链 模板链 RNA聚合酶 ①特点： 转录时DNA是完全解开的吗？ 边解旋，边转录 ②条件： 模板、原料、酶、能量等 转录方向 ③方向： 合成方向5‘端→3’端 ④RNA聚合酶 的作用 将DNA双链解开，碱基暴露出来 催化RNA的合成，催化形成磷酸二酯键 问题五：转录的过程 编码链和模板链 编码链: 模板链: DNA中作为转录模板的链，与编码链互补 不作为转录模板的另一条DNA链，与转录产物mRNA碱基序列相同的那条链（除T代替了U之外）。 A T T C A G C A C T T A A G T C G T G A 3′ 5′ 5′ 3′ A U U C A G C A C U 3′ 5′ 转录 编码链 模板链 mRNA $