遗传信息的传递和表达

1、第六章 遗传信息的传递和表达闵行中学 郑穗欣第一节 遗传信息学习目的1DNA是主要的遗传物质。2DNA的结构与储存遗传信息的关系3基因与染色体、DNA的关系重点和难点1. 噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。2. DNA的结构3. 基因、染色体、DNA的关系知识框架一、DNA是遗传物质（绝大多数生物）（一）研究思路1. 染色体在在遗传中具有重要作用2. 染色体主要是由蛋白质和DNA组成3. 设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用（二）探究历程直接证据1.动植物细胞核中染色体数固定 染色体与遗传有关2孚尔根染色法发现DNA主要存在于染色质里 DNA与遗传有关3实验证明：（

2、1）1944年埃弗里的肺炎双球菌实验 证明DNA是遗传物质第一个和最重要的证据（2）1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验 进一步证明DNA是遗传物质间接证据知识整理（一）艾弗里证明遗传物质是DNA的实验1从S型活细菌提取得到DNA、蛋白质和多糖等物质2将上述提取得到的DNA加入已培养了R型细菌的培养基中，培养一段时间后，在培养基上出现了有毒性的活的S型细菌菌落和无毒性的活的R型细菌菌落。将上述提取得到的蛋白质或多糖加入已培养了R型细菌的培养基中，培养一段时间后，在培养基上只出现了无毒性的活的R型细菌菌落。将上述提取得到的DNA先与DNA酶混合一段时间后，再加入已培养了R型细菌的培养基中，

3、培养一段时间后，在培养基上只出现了无毒性的活的R型细菌菌落。 通过上述实验，艾弗里与他的同事得出了 的结论。（二）噬菌体侵染细菌的实验1噬菌体的特点噬菌体是由和 这两种化合物组成。硫元素仅存在于 分子中，磷存在于分子中。2 噬菌体侵染细菌的实验思路：用被标记的噬菌体分别侵染细菌在噬菌体大量增殖时，对被标记物质进行测试，看子代噬菌体中有哪一种放射性元素实验过程及结果：35S标记的噬菌体与未标记细菌混合搅拌、离心上清液放射性很高细菌内放射性很低被32P标记的噬菌体与未标记的细菌混合搅拌、离心上清液，无放射性细菌内具放射性 实验过程中搅拌的目的是使和分离。上清液中主要含有 ，沉淀物中主要含有 。用3

4、5S标记的一组实验，主要在上清液中检测到放射性同位素，而用32P标记的一组实验，主要在细菌中检测到放射性同位素。这一结果说明。此实验中释放的大量子代噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，却不能检测到35S标记的蛋白质。这一结果说明。噬菌体侵染细菌的实验说明。二、少数生物的遗传物质是RNA 有些病毒不含DNA，只含有蛋白质和RNA，它们的遗传物质是 ，如 。三、绝大多数生物的遗传物质是DNA 因为只有少数生物（有些病毒）的遗传物质是RNA，绝大多数生物的遗传物质是，所以说。【例析】1 例举以DNA作为遗传物质的生物：细胞生物（原、真核生物）、DNA病毒。（一般只要是有DNA，就以它为遗传物质）

5、2 例举以RNA作为遗传物质的生物：烟草花叶病毒、流感病毒、艾滋病病毒（一般在只有RNA时，才以它为遗传物质）巩固练习1用放射性32P标记实验前的噬菌体的DNA，然后让它去感染含31P的细菌。实验后，含32P的是（B）A全部子代噬菌体的DNA B部分子代噬菌体的DNAC 全部子代噬菌体的蛋白质外壳 D部分子代噬菌体的蛋白质外壳 2. 用含31P的噬菌体去感染含32P的细菌。在细菌解体后，含32P的是（C）A所有子代噬菌体的DNA和蛋白质 B所有子代噬菌体的蛋白质外壳C 所有子代噬菌体的 DNA D部分子代噬菌体的DNA 3用噬菌体去侵染内含有大量3H的细菌，待细菌解体后，3H应（B）A随细菌的

6、解体而消失 B发现于噬菌体的外壳及DNA中C 仅发现于噬菌体的DNA中 D仅发现于噬菌体的外壳中4用P标记噬菌体的DNA，用S标记噬菌体的蛋白质，用这种噬菌体去侵染大肠杆菌，则新生的噬菌体内可含有（A）A P BS CP 和S D二者都有5如果用H、N、P、S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为（B）A可在外壳中找到 H、N、和S B可在DNA中找到H、N、PB 可在外壳中找到N和S D可在DNA中找到N、P、S6.噬菌体侵染细菌的实验，可以证明（B）ARNA 是遗传物质 BDNA是遗传物质C蛋白质是遗传物质 DDNA是主要的遗传物质DNA分子

7、的结构学习要求:1DNA的结构2DNA的分子特点与遗传信息的关系3 基因的概念。能描述基因的概念，指出基因与染色体、DNA的关系。知识框架DNA的双螺旋结构：五种元素-四种单位三种成分两条链一种结构元素:C、H、O、N、P单位：脱氧核苷酸 简式：（三种成分：脱氧核糖、含氮碱基、磷酸）碱基：A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）平面结构：两条多核苷酸长链以碱基互补配对方式反向平行空间结构：双螺旋结构 发现：沃森和克里克，获诺贝尔奖DNA的分子特点：多样性、特异性、稳定性遗传信息：DNA脱氧核苷酸的排列的多样性储存了巨大的遗传信息基因和DNA、染色体的关系：基因是有遗传效应的DN

8、A的片断，（即不是DNA的所有区段都是基因）可以打比方：DNA是一列火车，基因是车厢。染色体与DNA的关系：DNA和蛋白质组成染色体，DNA好比是铅丝，蛋白质好比是肉丸，染色体是肉串。从大到小一次排列：染色体-DNA基因知识整理一、DNA分子的基本组成单位脱氧核苷酸 脱氧核苷酸由一分子，一分子脱氧核糖和一分子组成。组成脱氧核苷酸的碱基有A、G、 胞嘧啶和T胸腺嘧啶四种。组成DNA的脱氧核苷酸有腺嘌呤脱氧核苷酸、 、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸四种。 二、DNA分子的结构（规则的双螺旋结构） （一）规则的双螺旋结构 1由两条平行的脱氧核苷酸链组成。 2外侧： 交替连接构成了DNA的。 3

9、.内侧：两条脱氧核苷酸链上的碱基通过连接成 。碱基配对的方式有 两种。碱基之间的这种一一对应关系，叫做则。（二）遗传信息：碱基对的代表遗传信息；种类：4n（n代表碱基对）。（三）DNA分子的结构特点 稳定性。指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定。多样性。碱基对的千变万化，构成了DNA分子的多样性。特异性。碱基对的的排列顺序，构成了DNA分子的特异性。（四）基因的概念1概念：是有的DNA片段。2基因与DNA、性状、染色体间的关系与DNA的关系 基因是有的DNA片段，每个DNA分子上有许多个基因。与性状的关系 基因通过控制的合成来决定生物的性状。与染色体的关系 基因主要存在于 上，并呈 排列。染色

10、体是基因的 。例1（2001年广东卷）下列关于双链DNA的叙述错误的是若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T若一条链上的ATGC1234，则另一条链也是1234若一条链上的ATGC1234，则另一条链为2143考点分析 DNA双螺旋结构中一个重要知识就是碱基互补配对原则，这不仅涉及到DNA分子的独特结构，还涉及到DNA分子的复制、转录、翻译等过程。因此考生要很好地理解碱基互补配对原则，并能得出相应的规律应用到解题过程中。本题考查的是考生应用碱基互补配对原则的能力。解题思路 从解题技巧来看，因C、D两选项中条件相同，只是推出

11、的结论不同，所以C、D两选项肯定有一个选项是错误的，考生应马上放弃A、B两选项，考虑C、D两选项中哪个是错误的。根据碱基互补配对原则，一条链中A的数目肯定等于另一链中T的数目，所以一条链中A占1/10，则另一条链中T也占了1/10，以此类推可知，若一条链上的ATGC1234，则另一条链应为2143。本题正确答案为C。例2（2001年广东卷）下列关于双链DNA的叙述错误的是 若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等 若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T 若一条链上的ATGC1234，则另一条链也是1234 若一条链上的ATGC1234，则另一条链为2143考点分

12、析 DNA双螺旋结构中一个重要知识就是碱基互补配对原则，这不仅涉及到DNA分子的独特结构，还涉及到DNA分子的复制、转录、翻译等过程。因此考生要很好地理解碱基互补配对原则，并能得出相应的规律应用到解题过程中。本题考查的是考生应用碱基互补配对原则的能力。解题思路 从解题技巧来看，因C、D两选项中条件相同，只是推出的结论不同，所以C、D两选项肯定有一个选项是错误的，考生应马上放弃A、B两选项，考虑C、D两选项中哪个是错误的。根据碱基互补配对原则，一条链中A的数目肯定等于另一链中T的数目，所以一条链中A占1/10，则另一条链中T也占了1/10，以此类推可知，若一条链上的ATGC1234，则另一条链应

13、为2143。本题正确答案为C。例3（2003年广东卷）决定DNA遗传特异性的是A脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点 B嘌呤总数与嘧啶总数的比值 C碱基互补配对原则 D碱基排列顺序考点分析 DNA分子结构的多样性使得每个DNA分子具有特定的碱基排列顺序，这就是遗传特异性，这是作为主要遗传物质DNA的一个重要特征。考生首先应能阐明DNA分子的双螺旋结构才能理解DNA中什么结构决定了DNA遗传特异性。解题思路 DNA遗传特异性指的是每种每个生物个体的DNA分子都具有自己独特的结构。DNA的基本骨架是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的结构，所有DNA分子是一样的；任何一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链之间

14、的碱基互补配对都是A与T，C与G，因而DNA分子中嘌呤总数等于嘧啶总数；每个DNA分子具有自己独特的碱基排列顺序，即遗传特异性。本题正确答案为D。例4（2001年上海卷）遗传信息是指A有遗传效应的脱氧核苷酸序列 B脱氧核苷酸C氨基酸序列  D核苷酸考点分析 遗传信息是遗传的物质基础中的一个重要概念，也是一个比较抽象的知识。对这一知识，首先要理清遗传物质上有遗传效应的核苷酸序列才是遗传信息，理解绝大多数生物的遗传物质是DNA。本题要求考生根据遗传信息的基本知识来解题，属于容易题。解题思路 遗传信息是指遗传物质上的核苷酸序列，脱氧核苷酸、核苷酸分别是DNA和核酸的基本组成单位，它们不是遗

15、传物质，不可能带有遗传信息；氨基酸是蛋白质的基本组成单位，它的排列顺序决定了蛋白质的结构；DNA是主要的遗传物质，其上有遗传效应的脱氧核苷酸序列就是遗传信息。本题正确答案为A。巩固练习1小麦遗传物质的基本组成单位和所含的碱基种类分别是 A8种和8种 B8种和5种 C5种和5种 D4种和4种2 组成大肠杆菌、冠状病毒和多利羊遗传物质的碱基种类分别有 A4、4、4B8、4、8C5、4、5D8、8、83小白兔生物体内不同的组织细胞中所含的DNA和RNA是 A. DNA相同，RNA也相同 B. DNA相同，RNA不相同C. DNA不相同，RNA相同 D. DNA不相同，RNA也不相同4鱼的遗传物质完全

16、水解后得到的化学物质是A磷酸、五碳糖、五种碱基B四种脱氧核苷酸C脱氧核糖、磷酸、四种碱基D四种核苷酸5图示核苷酸结构，下列关于核苷酸的叙述不正确的是 bacA图中a为磷酸，b为五碳糖BDNA中的b为脱氧核糖C烟草细胞内c共有五种D噬菌体内这样的结构有八种6某DNA分子片段中共有400个脱氧核苷酸，其中鸟嘌呤脱氧核苷酸占20%，。则该DNA分子中“AT”碱基对共有A80B120C200D2407在某DNA片段中，有腺嘌呤a个，与该片段全部碱基的比值为b。那么在该DNA片段中胞嘧啶的数目为Aa/（2b）aBa（1/b1）Ca/（2b）1Da/b2a8下列有关DNA的叙述中正确的是A同一生物个体各种

17、体细胞核中的DNA分子相同BDNA只存在于细胞核中C细胞缺水和营养不足将影响DNA碱基组成DDNA分子的单链中A+G=C+T或A+C=G+T9对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段，一般不采用的物质是A蛋白质 BDNACRNA D核苷酸10某双链DNA分子片段中共含有含氮碱基1400个，其中一条单链上(A+T)(C+G)=25。则该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是 A100个 B200个 C300个 D600个第二节 DNA复制和蛋白质合成学习要求1DNA分子的复制。能概述DNA分子复制的过程及特点，理解DNA复制的条件和半保留复制的生物学

18、意义。2基因控制蛋白质的合成。能简述基因控制蛋白质合成的过程，列出转录、翻译的场所、条件、产物，说出基因、信使RNA、蛋白质之间的关系。3基因对性状的控制。知识框架：DNA复制方式：半保留复制实验证明：同位素示踪法思路:本别用N14和N15标记DNA中的氮元素，看子代DNA的重量来判断是哪一种复制过程：边解旋边复制 快速复制复制时间：细胞分裂间期复制原料：四种游离脱氧核苷酸复制中遵循的原则;碱基互补配对原则条件：酶意义：保持生物遗传特性像点稳定的基础知识整理一、DNA分子的复制1概念：以亲代DNA分子为，合成子代的过程。2时间：有丝分裂的期及减数分裂第次分裂的期。3过程解旋：利用，在参与下，将

19、双链解开。合成子链：以游离的为原料，按照 原则，在有关的参与下完成。形成两个DNA分子：新的DNA分子中一条是子链，一条是。4条件：模板（）、原料（）、能量和 （如）。5基础：DNA分子的双螺旋结构为复制提供了，通过，保证了复制能够准确地进行。6特点：半保留复制。7生物学意义：保证了在亲子两代之间的连续性。遗传信息的转录RNA特有碱基1. 为什么转录：遗传物质DNA通过控制不同的蛋白质表现不同的性状，而蛋白质的合成在细胞质，而DNA在细胞核，所以DNA需要把遗传信息（即碱基对排列顺序）转录给一个使者，通过它来控制细胞质中蛋白质的合成，这个过程即是转录,而DNA控制合成不同的蛋白质的过程即遗传信

20、息的表达。1RNA结构：通常呈单链，四种碱基是：A、U(尿嘧啶)、C、G2RNA种类： mRNA（信使RNA）： 转录DNA上的遗传信息tRNA（转移RNA）:运输合成蛋白质所需的氨基酸rRNA(核糖体RNA)：合成蛋白质的场所核糖体的组成成分2. RNA与遗传信息表达关系问题：转录是否始终以DNA的一条链为模板？那么，那么另一条链是不是没用了？答：不同的基因转录时以不同的链为模板，基因1可能以1链为转录链，基因2可能以2连为转录链。3转录过程场所：细胞核（DNA在细胞核）模板：DNA的一条链（需要解旋酶参与解选）原则：碱基互补配对原则原料：四种核糖核苷酸结果：DNA中的遗传信息准确地传递到m

21、RNA知识整理RNA的结构及种类1RNA的结构结构基本单位碱基五碳糖RNA通常呈 2种类信使RNA：转录DNA的，转递至中。转运RNA：携带特定的。2转录概念：在中，以DNA的为模板，按照原则，合成RNA的过程。条件：模板（）、原料（）、能量、酶（如）。RNA出细胞核的途径：通过，RNA从细胞核内进入细胞质。意义：DNA中的传递到信使RNA上。4遗传信息的翻译为什么翻译：把mRNA上碱基的排列顺序翻译成氨基酸的排列顺序，从而决定特异的蛋白质，表达特定的性状。mRNA上每三个相邻碱基，称为一个密码子密码子的种类：43=64，决定氨基酸的密码子共61种，还有三个是终止密码不对应任何氨基酸密码子：

22、翻译场所：细胞质的核糖体翻译的模板：mRNA翻译密码及运输氨基酸：tRNA翻译结果：以mRNA为模板，把氨基酸按特定顺序连接起来，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质关键问题：1. 密码与密码子mRNA上所有的碱基排列顺序一般称为遗传密码，而三个碱基称为一个密码子2密码子大于氨基酸种类的意义？密码子有64种，氨基酸种类20种，即一个氨基酸对应多个密码子（但一个密码子只对应唯一的一个氨基酸），意义是如果基因突变，即碱基排列顺序改变，可能对应的氨基酸不变，从而使合成的蛋白质不变，性状也不变。3如何区分遗传信息、密码子（遗传密码）、反密码子？答：遗传信息是指DNA（基因）中有遗传效应的脱氧核苷酸序列。密码

23、子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。反密码子是指转运RNA上能识别信使RNA上相应密码子的三个相邻的碱基。三者的主要区别有两点：一是存在的位置不同，遗传信息存在于DNA（基因）上，密码子存在于信使RNA上，反密码子存在于转运RNA上；二是作用不同，遗传信息的作用是控制生物性状，密码子的作用是决定蛋白质中的氨基酸序列，反密码子的作用是识别密码子。三者中最重要的是遗传信息，它通过控制密码子和反密码子中核苷酸的排列顺序来控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状。知识整理翻译概念：在中，以为模板，合成具有一定序列的蛋白质的过程。密码子：指上决定一个氨基酸的个相邻的碱基。条件：模板（）、原料（

24、）、酶、。意义：DNA上的遗传信息通过作媒介，决定了蛋白质的，从而使生物表现出各种遗传性状。典型例题例1 （2003年上海卷）某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为A7（am）B8（am）C7（D8（2am）解题思路 首先求出亲代DNA分子中所含的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数。由碱基互补配对原则可知，亲代DNA分子中A=T，C=G=m个，所以A+T=a2m个， T=a/2m。再求DNA复制3次共合成的子链数。DNA复制3次共形成23个DNA分子，共有16条脱氧核苷酸链，因其中有两条是亲代DNA分子的母链，因此DNA复制3次共合成了14条子链

25、，构成7个DNA分子。因子代DNA分子与亲代DNA分子的结构是完全一样，所以DNA复制3次需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为7（a/2m）。本题正确答案为C。例2（2004江苏卷）下列对转运RNA的描述，正确的是A每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸B每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它C转运RNA能识别信使RNA上的密码子D转运RNA转运氨基酸到细胞核内解题思路 转运RNA是将氨基酸转移到核糖体内的一种RNA，每种转运RNA只能识别并转移一种氨基酸；一种氨基酸有多个密码子，因此与密码子碱基互补的反密码子也有多个，即一种氨基酸有几种转运RNA能转运它。本题正确答案为C巩固练习1细胞每次分裂时DN

26、A都复制一次，每次复制都是A母链和母链，子链和子链，各组成一条子代DNAB每条子链和它碱基互补配对的母链组成子代DNAC每条子链随机地和两条母链之一组成子代DNAD母链降解，重新形成两个子代DNA2具有A个碱基对的个DNA分子片段，含有m个腺嘌呤，该片段完成第n次复制需要多少个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸A(2n1)·(Am) B2n·(Am)C(2n1)·(A/2)m D2n·(A/2)m3关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中,下列正确的是A遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，构成碱基相同B遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRN

27、A上，构成碱基相同C遗传信息和遗传密码都位于DNA上，构成碱基相同D遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，若含有遗传信息的模板链碱基组成为CGA，则遗传密码的碱基构成为GCU图2024图202为一组模拟实验，假设实验能正常进行，四个试管都有产物产生。下列叙述错误的是 Aa、b两个试管内的产物都是DNABa试管内模拟的是DNA复制过程Cb试管内模拟的是转录过程Dd试管内模拟的是逆转录过程5下列关于DNA复制和转录异同点的叙述中正确的是 A模板不同 B场所不同C产物不同 D所需的酶相同6若基因中脱氧核苷酸的排列顺序发生变化，那一定会导致A遗传性状的改变B遗传密码的改变C氨基酸结构的改变D遗

28、传规律的改变7图表示为某动物体内的某种生理过程的示意图，请根据图示内容回答下列相关的问题：（1）图示内容所代表的生理过程称为_。（2）你认为图中E所示结构运载的氨基酸是_。附相关密码子：甲硫氨酸(AUG)，酪氨酸(UAC)，精氨酸(CGA)，丙氨酸(GCU)，苏氨酸(ACA)，丝氨酸(UCU)中心法则中心法则：遗传信息传递的规律中心法则的补充：补充某些RNA病毒遗传信息的传递规律科学家把遗传信息从DNA传递给RNA，再由RNA决定_合成，以及遗传信息由DNA复制传递给_的规律称为_。中心法则及其发展表达如下：_第三节 基因工程与转基因生物学习目标（1）基因工程的概念（2）基因操作的工具和基本步骤（3）基因工程所取得的成果以及发展前景学习难点 （1）限制性内切酶和运载体的作用。（2）提取目的基因的方法和目的基因导入受体细胞的途径微生物基因工程植物基因工程动物基因工程受体细胞：大肠杆菌、酵母菌等优点：微生物个体小，繁殖快，成本低应用：药用蛋白质的规模生产，如：人胰岛素生产，是最成熟、最成熟的基因工程。优点：减少农药用量，提高作物产量应用：我国培育抗虫棉受体