第六章 遗传信息的传递和表达.doc

2010届崇明中学高三生命科学复习提纲第六章 遗传信息的传递和表达一、遗传信息1.DNA是遗传物质1.1遗传物质的条件：1.1.1分子结构具有相对稳定性；1.1.2能够精确地自我复制使前后代保持一定的连续性；1.1.3能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢的过程和性状。1.1.4 能够产生可遗传的变异1.2实验证明： 1.2.1噬菌体侵染细菌的实验证明： A.噬菌体结构：是一类专门寄生在细菌体内的病毒，由头部(外面是蛋白质衣壳和内部有DNA分子)和尾部组成。B.侵染过程：吸附注入复制（合成）组装释放C.实验过程：见上图6-3(详见教科书P39)（实验方法：同位素标记法）(1)用35S标记噬菌体蛋白质进行侵染细菌实验，发现细菌内无放射性； (2)用32P标记噬菌体的DNA进行侵染细菌实验，发现细菌内有放射性，子代噬菌体也有放射性。 D.实验结论：DNA是遗传物质，DNA能自我复制，DNA能指导蛋白质的合成；但不能证明DNA是主要遗传物质、蛋白质不是遗传物质。 （注意：子代噬菌体蛋白质外壳、DNA元素来源） 1.2.2肺炎双球菌转化试验： A.肺炎双球菌类型：S型菌-有荚膜菌，具致病性； R型菌-无荚膜菌，无致病性；B.实验过程： a.活S型菌小鼠死亡； b.活R型菌小鼠不死； c.死S型菌小鼠不死； d.死S型菌+活R型菌小鼠死亡； f.从死S型菌中提取蛋白质、RNA、多糖、脂质、DNA等物质+活R型菌，只有加入DNA的可以使活的R型菌转变成活的S型菌。（实验更具科学性时应再加一组：DNA+DNA水解酶+活的R型菌）C.实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质、RNA、多糖、脂质等物质不是遗传物质。此外，还能证明DNA能够自我复制，能指导蛋白质的合成，但不能证明DNA是主要遗传物质。 （注意：1、有细胞结构生物体内核酸有两类，核苷酸8类，含氮碱基5类，遗传物质为DNA；2、教材48页阅读于思考DNA分子的半保留复制）2DNA分子的双螺旋结构2.1 DNA的化学组成2.1.1基本单体：1脱氧核苷酸=1脱氧核糖+1磷酸+1含氮碱基，含氮碱基 有腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T四种；2.1.2平面结构：是由四种脱氧核苷酸分子聚合而成的脱氧核苷酸长链。2.2 DMA的立体结构： 2.2.1外侧：磷酸与脱氧核糖交互排列的顺序稳定不变。 2.2.2内侧：碱基互补配对方式不变，A与T配对，G与C配对，并以氢键相连接。 2.2.3两条长链通过碱基互补配对方式相互连接，构成规则的双螺旋结构。一个螺距为3.4nm，含有10个碱基对。2.3 DNA的特点：2.3.1稳定性-磷酸和脱氧核糖的交替排列及碱基间以氢键方式相连；2.3.2多样性-碱基对种类、数目、排列顺序多种多样；从分子水平上决定了生物的多样性和个体之间的差异；2.3.3特异性-每种生物的DNA分子都有特定的碱基对排列顺序；可用来鉴定不同种类的生物，如亲子鉴定、犯罪痕迹鉴定等。 3蕴藏在DNA分子中的遗传信息： 3.1基因：是决定生物的基本单位，是携带遗传信息，并具有遗传效应的DNA片段。每个DNA分子中含有很多个基因，每个基因由成百上千对脱氧核苷酸组成。3.2性状：指生物体的形态、生理和行为等。3.3遗传信息：指基因中脱氧核苷酸的排列顺序。3.4基因的功能：具有控制蛋白质合成的功能，基因控制生物的性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。3.5基因、DNA、脱氧核苷酸、染色体间的关系： 磷酸+脱氧核糖+含氮碱基脱氧核苷酸基因DNA(上有很多个基因) +蛋白质染色体（注意：1、碱基互补配对原则的相关计算；2、DNA的多样性的计算与碱基对数有关）二、DNA复制和蛋白质合成： 1DNA复制：1.1概念：是指以DNA分子为模板，合成相同DNA分子的过程。1.2过程：解旋合成子链(按照碱基配对原则，A与T、G与C) 聚合螺旋1.3特点：边解旋边复制和半保留复制1.4 时期：有丝分裂间期、减数第一次分裂间期1.5 条件：模板（DNA分子两条链）、原料（游离的脱氧核苷酸）、 能量（ATP）、酶（DNA解旋酶、DNA聚合酶）（注意：DNA复制n次，所需某种原料数量的计算：a X(2n-1） DNA第n次复制，所需某种原料数量的计算：a X(2n-1）2遗传信息的转录 2.1 RNA结构：由磷酸、核糖和含氮碱基(AUGC)组成； 2.2种类：有mRNA(信使RNA)、tRNA(转移RNA)和rRNA(核糖体RNA)三种。 2.3转录：2.3.1概念：指以DNA分子中的一条多核苷酸链为模板合成RNA的过程称为转录。2.3.2过程：见右上图教材50页图6-132.3.3意义：DNA分子中遗传信息正确地传递给mRNA。 3遗传信息的翻译：3.1概念：以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程称为翻译。3.2遗传密码：在细胞质中进行，它是以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，使氨基酸在核糖体内按照一定的顺序排列起来，合成蛋白质的过程。3.3密码子：共64个3.3.1概念：mRNA分子中可决定一种氨基酸的每三个相邻碱基。 3.3.2种类：终止密码子：共3个，UAA、UAG、UGA 起始密码子：共2个，AUG、GUG 编码氨基酸的密码子：共61个；3.4翻译过程：见右图比较内容复制转录翻译时间细胞分裂间期生物生长发育过程中场所细胞核细胞核细胞质中（主要：核糖体）模版DNA分子两条链DNA 分子的一条链mRNA原料分别含A、T、G、C碱基的四种脱氧核苷酸分别含A、U、G、C碱基的四种核糖核苷酸约20种氨基酸条件酶和能量酶和能量酶和能量产物两个子代DNA分子一个RNA分子合成多肽链，形成蛋白质产物去向传递到子细胞离开细胞核进入细胞质组成细胞结构蛋白和功能蛋白特点边解旋边复制边解旋边转录逐渐翻译4中心法则及其发展： 4.1概念：遗传信息从DNA传递给RNA，再由RNA决定蛋白质合成，以及遗传信息由DNA复制传递给DNA的规律称为“中心法则”。4.2中心法则的简图表示（三个过程注意箭头） 中心法则的意义（详见教材53页）4.3三大物质功能： 4.3.1 DNA和RNA功能：储存和传递遗传信息，指导和控制蛋白质的合成； 4.3.2蛋白质功能：作为细胞结构的基本成分，并参与调节新陈代谢。（注意：1、遗传物质是DNA的生物、RNA病毒、逆转录病毒的遗传信息的传递和表达途径；2、符合碱基互补配对原则的过程具体配对的原则；3、有关中心法则的相关计算肽链、氨基酸、碱基）三、基因工程与转基因生物1基因工程1.1所需工具： 名称俗称特点功能限制性核酸内切酶(限制酶)化学剪刀专一性强切割目的基因DNA连接酶化学浆糊连接目的基因和运载体运载体（质粒）分子运输车双链闭环DNA，能自主复制将重组DNA导入受体细胞 1.2概念:指依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，结合到另一种生物的基因组DNA中并使其表达，使后者获得新的遗传性状，产生出人类所需要的产物，或创造出新的生物类型的现代生物技术。 1.3种类：微生物基因工程、植物基因工程、动物基因工程三类。（注意：质粒的化学本质、存在部位、作为运载体的优点1、能自主复制或整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制；2、质粒DNA分子上通常有特殊的遗传标记基因即抗生素抗性基因；3、有时也提到要有多个酶切位点）2基因工程的基本过程：2.1目的基因的获取 2.1.1概念：是人们为了得到其表达的产物而把它转入到新的生物体中去的基因。 2.1.2获取方法： A.从生物体细胞中分离获得：可用与切割质粒相同的限制酶切割目的基因。 B.通过化学方法人工合成：1、逆转录法 2、根据已知蛋白质的氨基酸序列，推出mRNA的碱基序列，进而人工合成目的基因 2.2目的基因与运载体的重组。2.3重组DNA分子导入受体细胞2.4筛选含目的基因的受体细胞（是否成功导入检测方法：在含某种抗生素的培养基中培养；是否成功表达的检测方法：是否具备了该目的基因控制的性状或产生了该目的基因指导合成的物质） 3转基因技术的应用：3.1微生物基因工程： 3.1.1微生物特点：繁殖迅速、结构简单、遗传操作较为容易。 3.1.2微生物基因工程的优点：具有技术比较成熟、研制周期比较短、可通过发酵技术大量生产等。3.2植物基因工程： 3.2.1转基因植物种类： 3.2.2转基因方法：农杆菌法3.3动物基因工程： 3.3.1受体细胞：受精卵 3.3.2转基因方法：显微注射法 3.3.3过程：分离目的基因构建重组DNA用显