高一生物遗传的分子基础课件

第二单元遗传的分子基础,考情预测,考点1人类对遗传物质的探索过程【考点诠解】1、肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌的类型：R型：菌落粗糙，菌体无多糖荚膜，无毒。S型：菌落光滑，菌体有多糖荚膜，有毒。（1）格里菲思实验。实验过程：注射R型活细菌小鼠不死亡；注射S型活细菌小鼠死亡，并从小鼠中分离出S型活细菌；注射加热后杀死的S型细菌小鼠不死亡。将R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合后注射小鼠死亡，并从小鼠中分离出S型活细菌。实验结论：推测细菌内有一种“转化因子”。（2）艾弗里实验。实验过程：将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R型细菌进行混合；结果只有DNA与R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌，并且的含量越高，转化越有效。,实验结论：DNA是遗传物质。注：证明DNA是遗传物质的实验关键是：设法把DNA与蛋白质分开，单独直接地观察DNA的作用。,2、噬菌体侵染细菌（1）实验过程：噬菌体侵染细菌的实验过程：吸附侵入复制组装释放一般情况下，32P标记DNA，35S标记蛋白质。噬菌体侵染细菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌体内，结果能复制出大量的和亲代噬菌体相同的后代。（2）实验结论：进入细菌的物质，只有DNA，并没有蛋白质，就能形成新的噬菌体。新的噬菌体中的蛋白质不是从亲代连续下来的，而是在噬菌体DNA的作用下合成的。说明了遗传物质是DNA，不是蛋白质。3、说明DNA是主要的遗传物质。绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒（如烟草花叶病病毒）的遗传物质是RNA，因此说DNA是主要的遗传物质。病毒的遗传物质是DNA或RNA。注：肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只证明DNA是遗传物质（而没有证明它是主要遗传物质）遗传物质应具备的特点：具有相对稳定性能自我复制可以指导蛋白质的合成能产生可遗传的变异。遗传物质的载体有：染色体、线绿体、叶绿体。遗传物质的主要载体是染色体。,【精题选粹】遗传物质的载体是（）A.染色体和核糖体B.蛋白质、叶绿体、线粒体C.染色体和叶绿体、线粒体D.细胞和中心体【一举多得】根据现代细胞学和遗传学的研究得知，遗传的物质基础是核酸，而且遗传物质的主要载体是染色体。此外，细胞质中的线粒体和叶绿体也有遗传物质，所以遗传物质的载体是染色体，叶绿体和线粒体。答案：C,考点2DNA分子结构的主要特点【考点诠解】1、DNA分子的结构（1）基本组成元素：C、H、O、N、P（2）基本组成物质：脱氧核糖、磷酸、含氮碱基（3）基本组成单位：脱氧核苷酸（4种）即腺嘌呤脱氧核苷酸（A）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）、胞嘧啶脱氧核苷酸（C）。（4）化学结构：四种脱氧核苷酸聚合而成的脱氧核苷酸链（5）空间结构（DNA分子双螺旋结构的特点）DNA分子由2条脱氧核苷酸链组成，2条链反向平行排列盘旋成规则的双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧（主链），构成基本骨架；碱基排列在内侧（侧链）。2条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对遵循碱基互补配对原则。碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对。,注：DNA分子中数量关系1个DNA中有2条脱氧核苷酸链1个脱氧核苷酸分子中有1个磷酸、1个脱氧核糖、1个含氮碱基，即：脱氧核苷酸数目=脱氧核糖数目=磷酸数目=含氮碱基数目1个碱基对中有2个脱氧核苷酸、2个脱氧核糖、2个磷酸、2个含氮碱基,2、DNA分子的特性（1）稳定性：是指DNA分子双螺旋结构的相对稳定性。与稳定性有关的因素有：,从位置上看：主链在外，侧链在内。从连接方式上看：主链中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方式不变。（2）多样性：DNA分子在碱基比率（A+T/G+C）和碱基对的排列顺序存在的差异。注：DNA分子中碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序代表的是遗传信息（3）特异性：每种生物的DNA分子都有特定碱基比率和碱基序列，具有特定的功能。DNA分子的多样性和特异性从分子水平上解释了生物体具有多样性和特异性的原因。3、DNA分子中碱基数量计算（1）在双链DNA分子中互补的两碱基数量相等，即A=T、G=C两不互补的碱基和的比值相等（嘌呤碱之和等于所有的嘧啶碱之和），即A+G/C+T=A+C/G+T=1。可鉴定DNA分子是单链还是双链。若在一个DNA分子中，A+G/C+T1，且AT、CG，说明此DNA为单链。若在一个DNA分子中，A+G/C+T=1，且A=T、C=G，说明此DNA为双链。任意两不互补碱基和占总碱基数的50%，A+G=T+C、A+C=T+G,（2）在单链DNA分子中一条链中的配对碱基不一定相等，即A1T1、G1C1、A2T2、G2C2（1、2代表DNA分子的两条链）若一条链中A1+T1/C1+G1=a，则另一条链中A2+T2/C2+G2=a（对等关系）若一条链中A1+G1/C1+T1=b，则另一条链中A2+G2/C2+T2=1/b（倒数关系）,（3）在双链DNA分子中，一条链上的A+T的和占该链碱基比率等于另一链上的A+T的和占该链碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。即（A1+T1）%=（A2+T2）%=（A+T）%，同理（G1+C1）%=（G2+C2）%=（G+C）%（4）DNA分子中碱基对的排列顺序代表的是遗传信息，若一DNA分子由n个碱基对构成，则可代表的遗传信息有4n(n代表碱基对的对数)【精题选粹】假设一个分子片段中含碱基共312个，占全部碱基的26，则此片段中碱基所占百分比和数目分别是。【一举多得】的碱基数目和比例严格遵循碱基互补配对原则，即中有一个，必须有一个和其互补的，有一个，必有一个，据这个原理可知（），又知共个，占，则可知中共有碱基，前面已计算出占，则的数目是个。解此类题关键在于充分运用碱基互补配对原则。运用，的原理，只要告知任何一种碱基的比例，就可求出任意一种或几种碱基的比例。答案:个,考点3基因和遗传信息的关系【考点诠解】1、.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。2、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。【精题选粹】DNA具有多样性的原因是（）A、组成基因的碱基数目庞大B、空间结构千变万化C、碱基种类有许多种D、碱基排列顺序的千变万化【一举多得】考查DNA分子的特点。DNA分子具有多样性、特异性和稳定性三个特点。其中，碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。在DNA分子的结构中，磷酸和脱氧核糖交替连接的顺序是固定不变的，碱基种类有A、T、G、C四种，空间结构为规则的双螺旋结构。答案：D,考点4DNA分子的复制【考点诠解】1概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。2时间：体细胞：有丝分裂间期原始生殖细胞：减数第一次分裂的间期,3场所：凡是细胞内有DNA的地方均可复制真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体原核生物：核区、细胞质（如质粒的复制）病毒：宿主细胞内,5过程：DNA复制过程是边解旋边复制，大体分为四个阶段：解旋：复制开始时，DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开（部分双螺旋链解旋为2条平行链）。合成：以解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。说明：2条母链间是互补关系，2条子链间也是互补关系；新形成的子链与非模板链相同。延伸：随着解旋的进行，新合成的子链不断延伸。复旋：每条子链与对应的母链相盘绕，形成2个新的DNA分子。6特点边解旋边复制，优点是快，省时，而且可以多个位点同时进行复制）,4条件：模板：亲代DNA分子的2条链原料：4种游离的脱氧核苷酸能量：ATP酶：解旋酶氢键断开DNA聚合酶DNA聚合酶可以沿53的方向合成互补的新链等（DNA复制所需要的酶有多种，DNA解旋酶、DNA聚合酶只是其中主要的两种。）,半保留复制：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链（母链）即DNA=母链+子链遵循碱基互补配对原则7结果：1个DNA分子形成了2个DNA分子新复制出的2个子代DNA分子的去向：通过细胞分裂分配到2个子细胞中8意义：遗传：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性变异：复制出现差错，引起基因突变9有关DNA复制的计算（1）复制n代后子代DNA的总数=2n（2）复制n后，含有亲代DNA链的子代DNA数永远是两个，则占子代DNA的比例为2/2n。（3）计算DNA复制n代时需要多少原料：先计算出一个DNA含有的某种脱氧核苷酸个数为m，则复制n代后需要该种脱氧核苷酸=m（2n-1）【精题选粹】实验室内模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是()酶游离的脱氧核苷酸ATPDNA分子mRNAtRNA适宜的温度适宜的酸碱度A、B、C、D、【一举多得】DNA的复制过程是重要的生理过程,离不开酶和能量，还需要DNA模板、游离的脱氧核苷酸等基本条件。而酶的作用受温度、酸碱度的影响。答案:D,考点5遗传信息的转录和翻译【考点诠解】1、遗传信息的转录（1）DNA与RNA的异同点,（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：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程。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：）,2、遗传信息的翻译（1）遗传信息、密码子和反密码子,（2）翻译定义：游离在细胞中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。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）：,3、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。,【精题选粹】某DNA片段（基因）由3000个脱氧核苷酸组成，该基因控制合成的蛋