生物主题四遗传信息的传递和表达

主题四生命信息

遗传信息的传递和表达考点1、DNA是遗传物质的实验证据2、染色体、DNA与基因的关系3、DNA分子的化学组成和碱基配对原则4、DNA分子的双螺旋结构5、DNA分子的稳定性和多样性在结构上的体现6、遗传物质的自我复制特点

DNA是遗传物质的证据——噬菌体侵染细菌的实验噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头、尾的外部都有由蛋白质组成的外壳（头膜和尾鞘），头的内部含有DNA。（含S）（含P）蛋白质

的组成元素：

DNA

的组成元素：C、H、O、N、（S）C、H、O、N、P(99%)

——用32p标记——用35S标记噬菌体35S标记噬菌体蛋白质，进行侵染细菌实验上清液中的放射性很高沉淀物中的放射性很低32P标记噬菌体的DNA，进行侵染细菌实验上清液中的的放射性很低沉淀物中的放射性很高

噬菌体侵染细菌实验离心培养培养离心噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌侵入合成吸附组装释放吸附侵入合成组装释放噬菌体的DNA在细菌体内，使细胞本身的DNA解体，同时利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的DNA和蛋白质用放射性同位素35S标记外壳蛋白质细菌的细胞内没有放射性没有放射性用放射性同位素32P标记内部DNA细菌内的DNA核苷酸有放射性有放射性亲代噬菌体同位素的去向子代噬菌体实验结论32P标记DNA35S标记蛋白质实验现象与结论32P标记DNA进入细菌体内DNA有32P标记35S标记蛋白质在上清液中（留在细菌外部）外壳蛋白质无35S标记DNA分子在亲代和子代之间具有连续性，是遗传物质

分析“烟草花叶病毒重建实验”实验证明：烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是RNA(TMV）蛋白质RNA烟草花叶病毒RNA

蛋白质侵染烟草侵染烟草得花叶病不得花叶病结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质

思考:DNA或RNADNADNA

2、烟草的遗传物质是什么？DNA1、动物和人体的遗传物质是什么？

3、细菌的遗传物质是什么？

4、一切生物的遗传物质是什么？

5、病毒的遗传物质是什么？核酸DNA是主要的遗传物质DNA的分布主要在染色体上细胞质内细胞核遗传细胞质遗传生物的遗传（所以说，染色体是DNA的主要载体）例：线粒体肌病某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素32P和35S做了标记(见下表)：

此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。请分析：(1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是

；(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是

；(3)此实验说明了

。

【答案】(1)32P、31P(2)35S(3)DNA是遗传物质

噬菌体成分

细菌成分

核苷酸标记32P

31P

氨基酸

32S标记

35S返回1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克研究发现DNA分子呈双螺旋结构。二、DNA的结构和复制DNA化学组成磷酸脱氧核糖含氮碱基一个脱氧核苷酸鸟嘌呤（G）腺嘌呤（A）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）含氮碱基含氮碱基的种类DNA化学组成脱氧核糖碱基磷酸基本单位－脱氧核苷酸思考：脱氧核苷酸应该有几种？AGT腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸

胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类CA与T间以2个氢键相连，C与G间以3个氢键相连。连接

ATGCAGTAC思考1：

DNA分子具有哪些特点?1）外侧，磷酸和脱氧核糖交替连接，构成主链。2）内侧，碱基互补配对，并以氢键相连。3）双螺旋结构。稳定性思考2：

在一个DNA分子中，若含有1个碱基对，请问会有几种不同的排列方式？41=4思考3：

一个DNA分子中含有200个碱基，那么会有几种不同的排列方式？4100思考5：脱氧核苷酸(碱基对)序列不同，意味着什么？DNA分子携带的遗传信息不同思考4：DNA是遗传物质，携带遗传信息，遗传信息储存在哪里？脱氧核苷酸(碱基对)序列中DNA分子的结构特点2）多样性

脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。3）特异性

每一个DNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序都是特定的。

1）稳定性染色体、DNA、基因之间存在怎样的关系？染色体DNA基因脱氧核苷酸染色体是DNA的主要载体一般每个染色体上有一个DNA分子基因是有遗传效应的DNA片断每个DNA分子上有许多基因基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息每个基因由许多脱氧核苷酸组成DNA是基因的载体DNA复制时间主要场所过程条件原料模板酶能量遵循规律产物特点意义解旋酶和聚合酶边解旋边复制一个DNA分子复制n代后A、DNA分子总数?C、含母链DNA分子数占全部DNA分子数的比例B、含母链的DNA分子数？2n2基因的位置：DNA上染色体是基因的主要载体，每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。在生物体细胞中，基因成对存在，成对基因位于成对染色体的相对位置。基因是有遗传效应的DNA片段化学组成：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。ATGC四、基因指导蛋白质的合成基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。1.DNA主要存在哪里？2.蛋白质在哪里合成？DNA主要在细胞核蛋白质的合成在细胞质进行指导通过RNA2.DNA与RNA的比较:种类DNARNA主要存在场所空间结构基本单位碱基五碳糖无机酸

细胞核

细胞质规则的双螺旋结构通常呈单链脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖磷酸磷酸A、G、C、TA、G、C、U基因与性状的关系RNA的种类信使RNA(mRNA)核糖体RNA(rRNA)转运RNA(tRNA)1.RNA按功能分：(一)遗传信息的转录运载氨基酸参与核糖体构成指导蛋白质合成（１）转录的定义：（２）转录的场所：（３）转录的模板：（４）转录的原料：（５）转录的条件：（６）转录时的碱基配对:（7）转录的结果：在细胞核中以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则原则，合成mRNA的过程细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP碱基互补配对原则（A=U，G=C）mRNA

转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。(二)遗传信息的翻译

遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。

碱基与氨基酸之间的对应关系翻译:

密码子

密码子

密码子UCAUGAUUAmRNA

密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。

密码子:

翻译的具体过程：1.翻译的场所：2.翻译时的模板：3.翻译的原料：4.翻译的条件:5.翻译的工具:6.翻译的产物:细胞质中（核糖体）mRNA游离的氨基酸tRNA蛋白质酶，ATP第1步：mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。起始码(甲硫氨酸)第2步：携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。第3步：甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。形成肽键第4步：核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到mRNA的终止密码。终止密码图示一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白质。细胞质中的翻译是个快速的过程。1.从基因的表达过程可以看出：DNA（基因）中脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中

的排列顺序，进而决定

的排列顺序，最终决定了

的结构和功能。核糖核苷酸（遗传密码)氨基酸蛋白质小结:2.翻译的起始码有:个，终止码有:个决定氨基酸的密码子种。翻译时的碱基配对：肽链由各相邻的氨基酸通过

连接形成。翻译的条件：3

61肽键2AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─tRNA─┴─┴─┴─┴─酶，ATP、模板、原料UAGC基因与性状的关系5.DNA的复制、转录、翻译比较DNA复制转录翻译场所模板原料其他条件产物碱基互补配对

细胞核

细胞核

核糖体DNA两条链DNA一条链

mRNA四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸20种氨基酸ATP解旋酶DNA聚合酶ATP解旋酶RNA聚合酶ATPtRNA酶两个DNA分子

RNA

多肽链A—TG—CT—AC—GA—UG—CT—AC—GA—UG—C

U—AC—G

6.遗传信息、遗传密码与蛋白质合成的关系DNARNA蛋白质/多肽1366n3nn遗传信息：基因中脱氧核苷酸的排列顺序遗传密码：rRNA中核糖核苷酸的排列顺序碱基数/核糖核苷酸数碱基数/脱氧核苷酸数氨基酸数中心法则内容中心法则图解遗传信息的传递规律（流动方向）转录DNARNA翻译蛋白质表示（一）中心法则的提出及其发展中心法则的发展转录DNARNA翻译蛋白质逆转录中心法则实质蕴涵着______和________这两类生物大分子之间的相互______和相互作用。核酸蛋白质联系什么叫基因工程？

基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。指依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，拼接到另一种生物的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的现代生物技术。基因工程

关键步骤一的工具：

关键步骤二的工具：

关键步骤三的工具：基因剪刀—限制性核酸内切酶基因浆糊—DNA连接酶

基因运载体—质粒（二）基因操作的工具基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）（二）基因操作的工具

能识别双链DNA分子的某种特定脱氧核苷酸序列，并能在特定的切点切割DNA分子。特点：具有很强的专一性。

大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。限制酶基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）（二）基因操作的工具限制酶什么叫黏性末端？（二）基因操作的工具

被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。基因的针线——DNA连接酶（二）基因操作的工具DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，是把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。AATTGCCTTAAG磷酸二酯键外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞(如棉花细胞)？（二）基因操作的工具

要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。大肠杆菌的质粒：（二）基因操作的工具

最常