专题四遗传的分子基础.ppt

专题四 遗传的分子基础,考纲要求,一、DNA的结构,观察、思考、感悟： 1、DNA分子的组成元素、基本单位和分布分别是？ 2、核酸、脱氧核糖核酸、脱氧核苷酸链、脱氧核苷酸、脱氧核苷、碱基的关系？ 3、DNA分子的结构特点是？ 4、DNA的一条链上相邻碱基间如何连接？两条链间的碱基又如何连接？ 5、一个DNA分子有几个游离的磷酸基团？ 6、DNA分子中的哪种碱基对的比例越高,DNA分子越稳定？ 7、DNA分子彻底水解的产物是什么？,例1参考书P29典例训练3 变式 1、(09广东)有关DNA分子结构的叙述，不正确的是( ) ADNA分子由4种脱氧核苷酸组成 BDNA单链上相邻碱基以氢键连接 C碱基通过脱氧核糖与磷酸基相连接 D磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架 2. 有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明的结构有1个腺嘌呤，则它的其他组成应是 A、3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶 B、2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶 C、2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶 D、2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶,B,C,例2(08上海)中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。 (1)a、b、c、d所表示的四个过程依次为 、 、 和 。 (2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是 (用图中字母回答)。 (3)a过程发生在真核细胞分裂的 期。 (4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是 。 (5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是 ，后者所携带的分子是 。 (6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述)：,二、中心法则,DNA复制,转录,翻译,逆转录,C,间(S),细胞核,tRNA(转运RNA),氨基酸,； RNA DNA RNA 蛋白质 。,逆转录,转录,翻译,叶肉细胞中能进行的过程有？存在a过程的细胞中肯定能进行b、c过程的说法是否正确,三、中心法则 （二）DNA复制,例3下图为高等植物细胞 DNA复制过程模式图，请根据 图示过程，回答问题： (1)由图示得知，1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是_。 (2)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供_。除了图中所示酶外，丙DNA分子的合成还需要_酶。 (3)从图中可以看出合成两条子链的方向_。 (4)细胞中DNA复制的场所有_；在复制完成后，乙、丙分开的时期为_ _。 (5)若一个卵原细胞的一条染色体上的b珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是_。,半保留复制,能量(ATP),DNA连接,相反,有丝分裂后期、减数第二次分裂后期,细胞核、线粒体和叶绿体,1/4,【变式】(2009江苏卷)下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，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,真核生物DNA复制的高效性：多起点、双向复制。,例4研究发现，肝脏肿瘤患者体内促进肿瘤血管生长的血管内皮生长因子 (VEGF)和加速肿瘤细胞快速分裂的纺锤体驱动蛋白(K SP)这两种蛋自质过量表达。据美国媒体2010年8月2 4日报道，美国阿尔尼拉姆生物技术公司日前宣布他们找到了一种能够治愈所有癌症的新型药物，首批接受临床试验的1 9名晚期肝癌患者病情都有较大好转。药物ALNVSP通过核糖核酸干扰(RNAi)疗法直接阻止细胞生成致病蛋白质。下图表示人体细胞内合成蛋白质的过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程，表示相关过程。 (1)肝癌可能是由于 (填序号)过程中 出现若干个碱基对的增添而导致的变化， 这种变化称为 ，这种变化一般 发生在 期。 (2)催化过程的酶是 ，如果得到的 某mRNA分子中尿嘧啶有28，腺嘌呤 有18，以这个mRNA反转录合成的DNA 分子中，鸟嘌呤的比例是 。,三、中心法则 （三）转录与翻译,DNA的功能之二：通过转录、翻译，表达遗传信息,基因突变,有丝分裂和减数第一分裂间期,RNA聚合酶,27,例5研究发现，肝脏肿瘤患者体内促进肿瘤血管生长的血管内皮生长因子 (VEGF)和加速肿瘤细胞快速分裂的纺锤体驱动蛋白(K SP)这两种蛋自质过量表达。据美国媒体2010年8月2 4日报道，美国阿尔尼拉姆生物技术公司日前宣布他们找到了一种能够治愈所有癌症的新型药物，首批接受临床试验的1 9名晚期肝癌患者病情都有较大好转。药物ALNVSP通过核糖核酸干扰(RNAi)疗法直接阻止细胞生成致病蛋白质。下图表示人体细胞内合成蛋白质的过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程，表示相关过程。 (3)a、b为mRNA的两端，核糖体在 mRNA上的移动方向是 。已知甲硫 氮酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、 UAC，某tRNA一端的三个碱基是UAC， 该tRNA所携带的氨基酸是 。 (4)试推测药物ALNVSP发挥作用影 响的是 (填序号)过程。,三、中心法则 （三）转录与翻译,DNA的功能之二：通过转录、翻译，表达遗传信息,由a到b,甲硫氨酸,例5研究发现，肝脏肿瘤患者体内促进肿瘤血管生长的血管内皮生长因子 (VEGF)和加速肿瘤细胞快速分裂的纺锤体驱动蛋白(K SP)这两种蛋自质过量表达。据美国媒体2010年8月2 4日报道，美国阿尔尼拉姆生物技术公司日前宣布他们找到了一种能够治愈所有癌症的新型药物，首批接受临床试验的1 9名晚期肝癌患者病情都有较大好转。药物ALNVSP通过核糖核酸干扰(RNAi)疗法直接阻止细胞生成致病蛋白质。下图表示人体细胞内合成蛋白质的过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程，表示相关过程。 (6)一个mRNA上连接多个核糖体叫 做多聚核糖体，多聚核糖体形成的意 义是 。在原核细胞中分离的多聚核 糖体常与DNA结合在一起，这说明 。,三、中心法则 （三）转录与翻译,DNA的功能之二：通过转录、翻译，表达遗传信息,短时问内能合成较多的肽链,原核细胞中的转录和翻译是同时同地进行的,1、转录 2、翻译,三、中心法则 （三）转录与翻译,（1）场所： （2）条件：原料、模板、酶、能量 （3 ）转运工具 （4）产物：,过程：起始：核糖体沿mRNA移动,延伸：核糖体认读mRNA上的密码子，tRNA转运相应的氨基酸，结合到肽链，形成肽键,终止：核糖体到达终止密码子，多肽合成结束,1. DNA的转录,场所：,主要在细胞核,过程：,条件：模板： 酶： 原料： 能量： 结果：,DNA片段的一条链,RNA聚合酶,四种核糖核苷酸,ATP,形成一条mRNA,结合：RNA聚合酶与 DNA的某一启动部位结合,解旋：一个或几个基因的 DNA 双螺旋解开，以其中一条链为模板,配对： 游离的核糖核苷酸碱基与模板链上的碱基互补配对： AU ; TA； CG； GC,连接：相邻的核糖核苷酸通过磷酸二酯键聚合成RNA,【变式】(2008江苏卷)下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是(多选)( ) A图中表示4条多肽链正在合成 B转录尚未结束，翻译即已开始 C多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译 D一个基因在短时间内可表达出多条多肽链,BD,思考、感悟： 翻译时，有哪些RNA参与？RNA有哪些功能？ 遗传信息、遗传密码和反密码子的区分？ 在信息传递和表达过程中,哪些阶段遵循碱基互补配对原则？ 生物体中哪些结构可以发生碱基互补配对? 生物体是如何提高翻译效率的？ 真核生物与原核生物的基因表达有什么不同？,（1）原核生物无核膜，转录和翻译可以同时进行。 （2）转录的信使RNA不需要加工剪切。,RNA的功能归纳： (1)mRNA蛋白质合成的直接模板，密码子位于mRNA上。 (2)tRNA氨基酸的转运工具，反密码子位于tRNA上。 (3)rRNA核糖体的重要组成成分，其合成与核仁有关。 (4)有些RNA可作为“酶”，催化某些化学反应的完成。 (5)RNA病毒中，RNA可作为遗传物质。,四、与基因突变的联系,（一）思考、感悟： 时间？ 原因？ 机理？,变式1（07山东)DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，推测“P”可能是 A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤 C.胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶 （08江苏生物）亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：C转变为U（U与A配对），A转变为I（I为次黄嘌呤，与C配对）。 现有一DNA片段为 ，经亚硝酸盐作用后，若链中的A、C发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子孙代DNA片断之一为 变式2如果一个基因的中部缺失了1个脱氧核苷酸对，不可能的结果是( ) A无法合成蛋白质产物 B翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化,C,A,基因操作的基本步骤,获得目的基因,核心步骤：目的基因与运载体结合,将重组DNA分子导入受体细胞,通常借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径,筛选含有目的基因的受体细胞,目的基因的表达,五、与基因工程的联系,1. 基因工程的物质基础是DNA的规则双螺旋结构 2.表达的理论基础是； 3. 基因工程的技术基础。,（）、生物界共用一套遗传密码(主要 )；（）、基因表达的机制（方式）相同；,（1）成分相同:基本单位都是四种脱氧核苷酸； （2）结构相同:空间结构都是规则的双螺旋结构）,质粒载体和工具酶的发现,基因工程基础：选修,六、相关计算：,1运用碱基互补配对原则：,例6从某生物组织中提取DNA进行分析，其4种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，问与H链对应的另一条链中腺嘌呤占该链 全部碱基数的( ) A42% B27% C26% D14% 变式1HIV的一段RNA含碱基A 19%、C 26 %、G 32%，通过逆转录形成的双链DNA片段中含碱基T的比例是( ) A19% B21% C23% D42%,C,该,2利用DNA半保留复制的特点：,例7用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次，其结果可能( ) A含有14N的DNA分子占7/8 B复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个 C含有15N的DNA占1/16 D子代DNA中嘌呤与嘧啶之比是23 变式已知一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤(A)有40个，经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为71，需游离的胞嘧啶 (C)为m个，则n，m分别是( ) A3 900 B3 420 C4 420 D4 900,3利用中心法则中DNA、RNA和蛋白质间的碱基和氨基酸的数量关系,例8一条多肽链中有氨基酸500个，则合成该多肽链的信使RNA至少有_个碱基，其基因中至少有_个碱基。,B,第次复制与次复制的区别,【例题】DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们又去探究DNA是如何传递遗传信息的。当时推测可能有如图A所示的三种方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程是：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA(对照)，在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA(亲代)，将含15N亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子代和子代)后离心得到如图B所示的结果，请依据上述材料回答问题：,七、实验,（二）探究复制方式,(1)如果与对照相比，子代离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明DNA传递遗传信息的方式是_。如果子代离心后只有一条中等密度带，则可以排除DNA传递遗传信息的方式是_。如果子代离心后只有一条中等密度带，再继续做子代的DNA密度鉴定： 若子代离心后能可以分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是_ 若子代离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是_。,全保留复制,全保留复制,半保留复制,分散复制,(2)他们观测的实验数据如下： 梯度离心DNA浮力密度(g/mL)表,分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA三 种可能复制方式中的_方