基因的本质表达完整稿

1、第三章 基因的本质第一节 DNA是主要的遗传物质一、DNA是主要的遗传物质【遗传物质应当具备的特点：】1）、能够精确的自我复制，2）、能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢，3）、具有储存遗传信息的能力，4）、结构比较稳定（一）DNA是遗传物质的证据1，肺炎双球菌的转化实验过程和结论 肺炎双球菌的两种类型:R型和S型 S型细菌外面有由多糖类的荚膜，有致病性，其菌落光滑；R型细菌外面没有荚膜， 无致病性，其菌落粗糙。（1）、体内转化实验：1928年由英国科学家格里菲思等人进行。 【无毒的R型菌转化成有毒的S菌】实验过程 推论：在S型细菌中存在“转化因子”可以使R型细菌转化为S型细菌。（2

2、）、体外转化实验：1944年由美国科学家艾弗里等人进行。实验过程 DNA纯度越高，转化越有效。如果用DNA酶处理从S菌中分离的DNA，就不能使R菌转化结论：DNA是遗传物质【DNA才是使R菌产生稳定遗传变化的物质】不足：艾弗里提取的DNA最高纯度也有的0.02%蛋白质杂质。所要仍受怀疑。2.噬菌体侵染细菌的实验 T2噬菌体，专门寄生在大肠杆菌中的病毒，身体由蛋白质外壳和DNA组成1、实验过程标记噬菌体含35S的培养基含35S的细菌35S蛋白质外壳含35S的噬菌体含32P的培养基含32P的细菌内部DNA含32P的噬菌体噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体细菌体内没有放射性35S含32P的噬菌体细菌体内

3、有放射线32P2,结论： DNA是遗传物质（二）RNA是遗传物质的证据烟草花叶病毒感染烟草实验： （1）、实验过程 （2）、实验结果分析与结论烟草花叶病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。总结、生物的遗传物质非细胞结构：DNA或RNA生物 原核生物：DNA细胞结构 真核生物：DNA最终说明：绝大多数生物（细胞结构的生物和DNA病毒）的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。第二节 DNA 分子的结构1核酸 基本单位是核苷酸 (1)含氮碱基：A、T、G、C、U （决定核苷酸种类） (2)磷酸 (3)五碳糖：核糖、脱氧核糖 判断核酸种类（1）如有U无T，则此

4、核酸为RNA；（2）如有T且A=T C=G，则为双链DNA；（3）如有T且A T C G，则为单链DNA ；（4）U和T都有，则处于转录阶段。2DNA分子结构的主要特点： DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A = T/U G = C 3分子特性稳定性：DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变多样性：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样（主要的）、 碱基的数目和碱基的比例不同特异性：DNA分子中每个DNA都有自己

5、特定的碱基对排列顺序4计算 1在两条互补链中的比例互为倒数关系。2在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。3整个DNA分子中，与分子内每一条链上的该比例相同。第三节 DNA的复制（一）复制1、概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程2、复制时间：有丝分裂或减数第一次分裂间期3. 复制方式：半保留复制4、复制条件（1）模板：亲代DNA分子两条脱氧核苷酸链 （2）原料：4种脱氧核苷酸 （3）能量：ATP （4）解旋酶、 DNA聚合酶，连接酶等5、复制特点：边解旋边复制，多个位点同时复制6、复制场所：主要在细胞核中，线粒体和叶绿体也存在。7、复制意义：DNA通过复制，使遗传信息从_亲

6、代传给子代_，从而保持了遗传信息的_连续性。 8，结构与复制的关系：DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能准确地进行。（二）与DNA复制有关的碱基计算1.一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n2.第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/(2n-1)3.若某DNA分子中含碱基T为a， (1)则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1) (2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a·2n-1第四节 基因是有遗传效应的DNA片段（一）、基因的定义：基因是有遗传效应的DNA片段（二）、DNA是遗传物质

7、的条件：a、能自我复制 b、结构相对稳定 c、储存遗传信息 d、能够控制性状。（三）.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。4、与性状的关系 基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。（四）、DNA片段中的遗传信息遗传信息蕴藏

8、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。第四章 基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录1、DNA与RNA的异同点 核酸项目 DNARNA结构通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构通常是单链结构基本单位脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制存在部位主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息mRNA：转录遗传信息，翻译的模板tRNA：运输特定氨基酸r

9、RNA：核糖体的组成成分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 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：） 阶段项目复制转录时间细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期生长发育的连续过程进行场所主要细胞核主要细胞核模板以DNA的两条链为模板以DNA的一条链为模板原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸条件需要特定的酶和ATP需要特定的酶和ATP过程在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（

10、AT、CG、TA、GC）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照AU、GC、TA、CG的碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合产物两个双链的DNA分子一条单链的mRNA特点边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链）边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）遗传信息的传递方向遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子遗传信息由DNA传到RNA二、遗传信息的翻译1、遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA中

11、决定一个氨基酸的三个相邻碱基tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性64种61种：能翻译出氨基酸3种：终止密码子，不能翻译氨基酸61种或tRNA也为61种 联系基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补密码子与相应反密码子的序列互补配对遗传密码特点：连续性， 简并性，专一性，通用性性，起始密码和终止密码2、翻译定义，以_ mRNA _模板，以细胞中游离的氨基酸为原料，以转运为运载工具 合成_具有一定氨

12、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 碱基互补配对条件：ATP、酶、原料（AA）、模板（mRNA） （8）信息传递方向：mRNA到蛋白质。 (9)翻译位点：一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。（一种tRNA 携带相应的AA进入相应的位点）翻译与转录的异同点（下表）： 阶段项目转录翻译定义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核细胞质的核糖体模板DNA的一条链信使RNA信息传递的方向DNAmRNAm

13、RNA蛋白质原料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实质是遗传信息的转录是遗传信息的表达第2节 基因对性状的控制一、中心法则 内容中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，既DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录翻译。但是，遗传信息不能从蛋白质流向蛋白质，也不能从蛋白质流向DNA或RNA。近些年还发现有遗传信息从RNA到RNA（即RNA的自我复制）也可以从RNA流向DNA（即逆转录），也在疯牛病毒中还发现蛋白质本身的大量增加（蛋白质的自我控制复制） DNADNA：DNA的自我复制；DNARNA：转录

14、；RNA蛋白质：翻译；RNARNA：RNA的自我复制；RNADNA：逆转录。DNADNA RNARNADNARNA 细胞生物 病毒RNA蛋白质 RNADNA2、 基因、蛋白质与性状的关系1,基因与性状的关系基因通过控制酶的合成来控制生物物质代谢，进而来控制生物体的性状。基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 例子：白化病，尿黑酸病，苯丙酮尿症都是基因通过控制酶的合成从而控制代谢进而控制性状的结果，且三种病有联系2、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。表现形是基因型和环境共同作用的结果3、生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。细胞质基因：线粒体和叶绿体中的DNA中的基因都称为细胞质基因。 其主要特点是母 系遗传。(母病子病，父病子不病)基因是有遗传效应的DNA片断。基因在染色体上。DNA是主要的遗传物质。染色体是