生物高一专题四遗传的分子基础

1、学业水平考复习专题四学业水平考复习专题四 遗传的分子基础遗传的分子基础知识结构知识结构遗传物质的的探索过程遗传物质的的探索过程DNADNA分子的结构分子的结构基因与遗传信息的关系基因与遗传信息的关系DNADNA分子的复制分子的复制遗传信息的转录与翻译遗传信息的转录与翻译DNADNA分子的结构层次分子的结构层次DNADNA双螺旋结构特点双螺旋结构特点复制时间、条件、复制时间、条件、过程、特点、意义过程、特点、意义转录与翻译转录与翻译基因对性状的控制基因对性状的控制1 1、肺炎双球菌转化实验格里菲思实验、肺炎双球菌转化实验格里菲思实验小鼠不死亡小鼠不死亡小鼠死亡小鼠死亡小鼠不死亡小鼠不死亡R R型

2、活细菌注射小鼠体内型活细菌注射小鼠体内S S型活细菌注射小鼠体内型活细菌注射小鼠体内加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌注射小鼠体内型细菌注射小鼠体内加热杀死后的加热杀死后的S S型细菌型细菌+R+R型活细菌型活细菌注射小鼠体内注射小鼠体内小鼠患败血病死亡，小鼠患败血病死亡，R R型型+S+S型型2 2、肺炎双球菌转化实验艾弗里的实验、肺炎双球菌转化实验艾弗里的实验分别与分别与R R型活细菌混合培养型活细菌混合培养R RR RR RR+SR+SDNADNA蛋白质蛋白质 荚膜多糖荚膜多糖DNA+DNADNA+DNA酶酶S S型活细菌型活细菌DNADNA是转化因子，即遗传物质，是转化因子，即遗传物

3、质，而蛋白质、多糖等物质不是遗传物质而蛋白质、多糖等物质不是遗传物质3 3、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验噬菌体是一种专门寄生噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的在细菌体内的病毒病毒标记噬菌体标记噬菌体噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌测试放射性测试放射性3535S S标记蛋白质标记蛋白质 3232P P标记标记DNADNA子代噬菌体没有子代噬菌体没有3535S S子代噬菌体有子代噬菌体有3232P P在亲子代之间具有连续性的物质是在亲子代之间具有连续性的物质是DNADNA，即即DNADNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质过过程程A A组组B B组组1 1年富兰

4、克林（年富兰克林（ranklinranklin) )等采用射线等采用射线衍射技术拍摄到结构的照片。确认为螺旋衍射技术拍摄到结构的照片。确认为螺旋结构，并且是由不止一条链所构成的。结构，并且是由不止一条链所构成的。DNADNA的的X X射线衍射图射线衍射图2 2年查戈夫（年查戈夫（E.ChargaffE.Chargaff) )定量分析分子的碱定量分析分子的碱基组成，发现腺嘌呤（）的量总是等于胸腺嘧啶（）基组成，发现腺嘌呤（）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量。的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量。年美国科学家沃森（年美国科学家沃森（atsonatson) )

5、和英国科学家克里克和英国科学家克里克（rick)rick)提出分子的双螺旋结构模型提出分子的双螺旋结构模型DNADNA分子的双螺旋结构模型分子的双螺旋结构模型、DNADNA的化学组成的化学组成化学组成化学组成C C 、H H、 O O 、N N 、P P基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸全称全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸DNADNA的基本单位脱氧核苷酸的基本单位脱氧核苷酸脱氧脱氧核糖核糖含氮碱基含氮碱基磷酸磷酸DNADNA的含氮碱基：的含氮碱基：腺嘌呤腺嘌呤 A A鸟嘌呤鸟嘌呤 G G胸腺嘧啶胸腺嘧啶 T T胞嘧啶胞嘧啶 C C一份子磷酸一份子磷酸一份子脱氧核糖一份子脱氧核糖一份子含氮碱基一份

6、子含氮碱基鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸AGCT脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链二条脱氧核苷酸链组成一个分子二条脱氧核苷酸链组成一个分子由由2 2条链按反向平行条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构方式盘绕成双螺旋结构、DNADNA的空间结构的空间结构外侧：外侧：磷酸、脱氧核糖交替连磷酸、脱氧核糖交替连接接 构成基本骨架构成基本骨架 “扶手扶手”内侧内侧: :2 2条链上的碱基通过氢条链上的碱基通过氢键连接成碱基对键连接成碱基对

7、碱基碱基 “梯级梯级”A A与与T T配对配对 两个氢键相连两个氢键相连G G与与C C配对配对 三个氢键相连三个氢键相连3 3、DNADNA分子的特性分子的特性DNADNA分子具稳定性分子具稳定性DNADNA分子具多样性分子具多样性DNADNA分子具特异性分子具特异性两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间的碱基互补配对的方式稳定不变和两条链之间的碱基互补配对的方式稳定不变每个特定的每个特定的DNADNA分子都具有特定的碱基排列顺序分子都具有特定的碱基排列顺序长链中碱基对的排列顺序千变万化长链中碱基对的排列顺序千变万化1 1、DNADNA复

8、制：通过复制，传递遗传信息复制：通过复制，传递遗传信息复制相关知识复制相关知识时时 间间有丝分裂间期或减数分裂间期有丝分裂间期或减数分裂间期场场 所所主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中模模 板板DNADNA分子两条链（称为母链）分子两条链（称为母链）模板去向模板去向分别进入两个分别进入两个DNADNA分子中分子中原原 料料四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸能能 量量ATPATP酶酶DNADNA解旋酶、聚合酶解旋酶、聚合酶产产 物物子代子代DNADNA分子分子( (与亲代一模一样与亲代一模一样) )特特 点点边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制、半保留

9、复制2 2、基因的表达、基因的表达基因是遗传物质的结构单位和功能单位基因是遗传物质的结构单位和功能单位有遗传有遗传效应的效应的DNADNA片段片段控控制生物性状制生物性状在染在染色体上呈线性排列色体上呈线性排列肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型间隔片段：不携带任何遗传信息间隔片段：不携带任何遗传信息脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因DNADNA染色体染色体基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息每个基因中有很多脱氧核苷酸每个基因中有很多脱氧核苷酸基因是由遗传效应的基因是由遗传效应的DNADNA片段片段一个一个DNADNA上有间断地排列着多个基因上有间断地排列着多个基

10、因每条染色体上有一个每条染色体上有一个DNADNA分子分子染色体是染色体是DNADNA的主要载体的主要载体基因在染基因在染色体上呈色体上呈直线排列直线排列分析清楚对应关系，整体与局部的关系分析清楚对应关系，整体与局部的关系四种结构或物质之间的包含关系及数量关系四种结构或物质之间的包含关系及数量关系A A、DNADNA中既包括基因片段还包括非基因片段，所以构中既包括基因片段还包括非基因片段，所以构 成基因的碱基总数小于构成成基因的碱基总数小于构成DNADNA分子的碱基总数。分子的碱基总数。B B、显性基因、显性基因D D和隐性基因和隐性基因d d的根本区别是基因中脱氧的根本区别是基因中脱氧 核苷

11、酸的排列顺序不同。核苷酸的排列顺序不同。 基因的分布基因的分布核基因（主要）核基因（主要）质基因（线粒体、叶绿体）质基因（线粒体、叶绿体）主要分布在拟核中主要分布在拟核中质粒中也分布有基因质粒中也分布有基因真核细胞真核细胞原核细胞原核细胞基因的表达基因的表达DNADNARNARNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译遗传信息遗传信息性状性状在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的一的一条链为模板，按照碱基条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成互补配对的原则合成RNARNA的过程，称为的过程，称为转录转录。通。通过转录合成的过转录合成的RNARNA称为称为信信使使RNA(mRNARNA(mRNA) )

12、。场所场所 细胞核细胞核模板模板 DNA上基因的一条链上基因的一条链原料原料 四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸(A、G、C、U）条件条件 需要酶和需要酶和ATP产物产物 单链的单链的mRNA特点特点 边解旋边转录边解旋边转录原则原则 碱基互补配对原则（碱基互补配对原则（A=U,T=A; G=C,C=G）在细胞质中的核糖体上在细胞质中的核糖体上, ,以游离在细胞质中以游离在细胞质中的各种氨基酸为原料，以的各种氨基酸为原料，以mRNAmRNA为模板为模板合成合成具有具有一定氨基酸种类、数量和排列顺序以一定氨基酸种类、数量和排列顺序以及空间结构及空间结构的蛋白质的过程，称为的蛋白质的过程，称为翻译翻译。

13、信使信使RNARNA（mRNAmRNA）转运转运RNARNA（tRNAtRNA）核糖体核糖体RNARNA（rRNArRNA）密码子密码子起始密码子起始密码子（2种种)普通密码子普通密码子(59种）种）终止密码子（终止密码子（3种）种）反密码子（反密码子（6161种）种）DNADNA复制复制转录转录翻译翻译场所场所细胞核细胞核细胞核细胞核核糖体核糖体模板模板DNADNA两条链两条链DNADNA一条链一条链mRNAmRNA原料原料4 4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸4 4种游离的核糖核苷酸种游离的核糖核苷酸2020种氨基酸种氨基酸酶酶解旋酶解旋酶 DNADNA聚合酶等聚合酶等解旋酶解旋酶 R

14、NARNA聚合酶等聚合酶等蛋白质合成酶等蛋白质合成酶等产物产物两个两个DNADNA分子分子 mRNAmRNA多肽链多肽链、中心法则、中心法则、基因、蛋白质与性状的关系、基因、蛋白质与性状的关系复制复制逆转录逆转录DNADNA蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译复制复制基因基因酶酶蛋白质结构蛋白质结构细胞代谢细胞代谢性状性状1 1、DNADNA分子中碱基互补配对计算分子中碱基互补配对计算2 2、DNADNA复制计算复制计算3 3、基因控制蛋白质合成计算、基因控制蛋白质合成计算1 1、DNADNA分子中碱基互补配对计算分子中碱基互补配对计算A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2

15、GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链DNADNA双链中双链中A+G=T+C=A+G=T+C=碱基碱基 总数的总数的50%50% A+G/T+C=A+C/T+G= A+G/T+C=A+C/T+G=1 1、DNADNA分子中碱基互补配对计算分子中碱基互补配对计算A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链DNADNA双链中，某双链中，某A+G/T+C=M,A+G/T+C=M, 则另一链则另一链A+G/T+C=1/MA+G/T+C=1/M1 1、DNADNA分子中碱基互补配对计算分子

16、中碱基互补配对计算A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链DNADNA双链中，某链碱基双链中，某链碱基A A含含 量为量为A A1 1% %，另一链碱基，另一链碱基A A含含 量为量为A A2 2% %，则双链碱基，则双链碱基A A含含 量为（量为（ A A1 1%+ A%+ A2 2% %）/2/21 1、DNADNA分子中碱基互补配对计算分子中碱基互补配对计算A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2GG 1 1C C 2 2C C 1 1GG 2 2DNADNA双链双链双链双链DNADNA中

17、，某链中，某链A+T/G+CA+T/G+C = =另一链另一链A+T/G+CA+T/G+C = =双链双链A+T/G+CA+T/G+C 2 2、DNADNA复制计算复制计算DNADNA分子数分子数= = 脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数= = 母链数母链数= =子链数子链数= = 2 2n n2 2n n2 22 22 2n n2 2 2 2 2 2、DNADNA复制计算复制计算DNADNA经经 n n 次复制或第次复制或第 n n 次复制，所需游离次复制，所需游离脱氧核苷酸数为脱氧核苷酸数为R=a(2n-1)a a为亲代为亲代DNADNA的的脱氧核苷酸数脱氧核苷酸数DNADNA（基因）、（基因）、mRNAmRNA中碱基与肽链中氨基酸个数关系图解中碱基与肽链中氨基酸个数关系图解 蛋白质中氨基酸数目蛋白质中氨基酸数目=tRNA=tRNA数目（含数目（含3 3个碱基）个碱基）1 1个氨基酸个氨基酸=3=3个个mRNAmRNA碱基碱基=6=6个基因（个基因（DNADNA）碱基）碱基3 3、基因控制蛋白质合成计算、基因控制蛋白质合成