专题遗传的分子基础

专题遗传的分子基础第一页，共九十四页，2022年，8月28日1.实验材料：两种肺炎双球菌无荚膜，菌落粗糙，无毒有荚膜，菌落光滑，有毒，可致死R型菌S型菌一、DNA是遗传物质的证据（一）格里菲思的肺炎双球菌转化实验第二页，共九十四页，2022年，8月28日2.实验过程R型活细菌S型活细菌加热杀死S型细菌R型活细菌+加热杀死S型细菌R型细菌+“转化因子”S型活细菌3.结论第三页，共九十四页，2022年，8月28日

分别与R型活细菌混合培养RRRR+SDNA蛋白质荚膜多糖DNA+DNA酶S型活细菌DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是遗传物质。结论：（二）艾弗里确定转化因子的实验第四页，共九十四页，2022年，8月28日+S型菌DNAR型菌DNADNA重组肺炎双球菌转化作用图解转化的S型菌第五页，共九十四页，2022年，8月28日头部尾部DNA

蛋白质

大肠杆菌T2噬菌体结构（三）噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）第六页，共九十四页，2022年，8月28日噬菌体侵染细菌过程（吸附、感染第七页，共九十四页，2022年，8月28日（复制、组装）增殖（吸附、侵入）感染噬菌体侵染细菌过程第八页，共九十四页，2022年，8月28日（复制、组装）增殖（吸附、侵入）感染噬菌体侵染细菌过程第九页，共九十四页，2022年，8月28日成熟（复制、组装）增殖（吸附、侵入）感染（裂解、释放）噬菌体侵染细菌过程第十页，共九十四页，2022年，8月28日（裂解、释放）（复制、组装）增殖（吸附、侵入）感染成熟噬菌体侵染细菌过程第十一页，共九十四页，2022年，8月28日1.实验方法：同位素示踪法蛋白质的组成元素：DNA的组成元素：C、H、O、N、SC、H、O、N、P（标记32P）（标记35S）在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养细菌分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体标记噬菌体2.实验过程噬菌体侵染细菌检测放射性第十二页，共九十四页，2022年，8月28日含35S的噬菌体含32P的噬菌体35S32P培养培养培养细菌培养细菌含35S培养基含32P培养基同位素标记噬菌体

含35S

含32P蛋白质DNA第十三页，共九十四页，2022年，8月28日

35S离心搅拌器细菌培养液噬菌体与细菌相分离35S35S噬菌体

第十四页，共九十四页，2022年，8月28日35S离心搅拌器细菌培养液噬菌体与细菌相分离35S35S噬菌体

第十五页，共九十四页，2022年，8月28日

离心细菌培养液搅拌器32P噬菌体32P噬菌体与细菌相分离32P

第十六页，共九十四页，2022年，8月28日离心细菌培养液搅拌器32P噬菌体32P噬菌体与细菌相分离

32P第十七页，共九十四页，2022年，8月28日亲代噬菌体细菌内子代噬菌体32P标记DNA35S标记蛋白质有32P标记DNA无35S标记蛋白质DNA有32P标记及31P衣壳蛋白无35S标记在亲子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质3.实验结论：第十八页，共九十四页，2022年，8月28日在丙组实验中观察到的现象是出现病株，并能从中提取出完整的病毒，结论是RNA是遗传物质。在乙组实验中观察到的现象是没有出现病株，结论是蛋白质外壳不是遗传物质。二、RNA病毒，RNA是遗传物质第十九页，共九十四页，2022年，8月28日核酸遗传物质原核细胞真核细胞噬菌体（T系）烟草花叶病毒具有细胞结构的生物，核酸是DNA和RNA，遗传物质是DNA。不具有细胞结构的病毒，核酸是DNA（或RNA），遗传物质

是DNA（或RNA）。绝大多数生物具有细胞结构，DNA是主要遗传物质。DNA与RNADNADNA与RNADNADNADNARNARNA第二十页，共九十四页，2022年，8月28日主要在染色体上细胞质中细胞核遗传细胞质遗传生物的遗传三、DNA在真核细胞内的分布第二十一页，共九十四页，2022年，8月28日直击高考1．(2013·海南卷，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是(

)A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖2．(2012·上海卷，11)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体(

)A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中C．DNA可用15N放射性同位素标记D．蛋白质可用32P放射性同位素标记

DB第二十二页，共九十四页，2022年，8月28日3．在探究生物的遗传物质和遗传规律的漫长岁月中，众多的学者作出了卓越的贡献。其中正确的是(

)A．孟德尔的假说认为基因位于同源染色体上，同源染

色体分离，等位基因才分离B．艾弗里提出的有关肺炎双球菌的体外转化实验的结

论，没有得到科学家的一致公认C．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证实转化因子是DNAD．赫尔希等用35S和32P同时标记同一个噬菌体，然后进

行侵染大肠杆菌的实验，使人们确信DNA是遗传物质B第二十三页，共九十四页，2022年，8月28日4．在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是哪种(

)B第二十四页，共九十四页，2022年，8月28日考点25DNA分子的结构和复制第二十五页，共九十四页，2022年，8月28日1.DNA的基本单位脱氧核苷酸腺嘌呤A鸟嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶TP脱氧核糖含氮碱基一、DNA分子的结构DNA是四种脱氧核苷酸连接成的长链2.DNA分子的结构—规则的双螺旋结构第二十六页，共九十四页，2022年，8月28日CTTGACAGDNA平面结构DNA双螺旋5’5’3’3’第二十七页，共九十四页，2022年，8月28日3.碱基互补配对原则ATGCA+GT+CA+CT+G=1双链（A+T）%单链（A+T）%双链（G+C）%单链（G+C）%50%一条单链与另一条互补单链A+GT+CA+GT+C的值（A+G）（T+C）（A+C）（T+G）互为倒数第二十八页，共九十四页，2022年，8月28日（2）多样性碱基对的排列顺序千变万化，能够贮存大量的信息

（3）特异性

每一个DNA分子的碱基对都有其特定的排列顺序，这种特定的排列顺序包含着特定的遗传信息4.DNA分子的特性（1）稳定性

通过氢键形成的碱基对，使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来第二十九页，共九十四页，2022年，8月28日CTGACGTA二、DNA的复制第三十页，共九十四页，2022年，8月28日CTCTTAGACGACGTAG第三十一页，共九十四页，2022年，8月28日CTCTTAGACGACGTAG子链母链第三十二页，共九十四页，2022年，8月28日解旋以母链为模板，合成子链母子链结合形成新的分子（解旋酶、能量）（模板、原料、酶）1个DNA分子2个DNA分子复制第三十三页，共九十四页，2022年，8月28日DNA复制的机理DNA复制的场所DNA复制的条件模板原料能量酶DNA复制的过程DNA复制的特点碱基互补配对原则真核细胞：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体原核细胞：拟核、质粒亲代DNA的两条链4种游离的脱氧核苷酸ATPDNA解旋酶、DNA聚合酶等边解旋边复制半保留复制第三十四页，共九十四页，2022年，8月28日转移到含14NH4Cl的培养液中三、DNA半保留复制的实验证据大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代提取DNA离心密度低高15N/15N-DNA细胞分裂一次第一代提取DNA离心15N/14N-DNA第二代提取DNA离心15N/14N-DNA14N/14N-DNA细胞分裂两次大肠杆菌15N/15N-DNA第一代15N/14N-DNA14N14N第二代14N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N第三十五页，共九十四页，2022年，8月28日考点26基因的表达和对性状的控制第三十六页，共九十四页，2022年，8月28日一、基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系4种脱氧核苷酸基因DNA染色体基本组成单位每个基因中含许多脱氧核苷酸1个DNA分子上间断地排列着含许多个基因具有遗传效应的DNA片段主要载体每条染色体上有1个或2个DNA分子第三十七页，共九十四页，2022年，8月28日二、基因的结构1.原核细胞的基因结构编码区与RNA聚合酶结合位点非编码区非编码区转录出信使RNA指导蛋白质合成不能转录RNA，不能编码蛋白质催化DNA转录为mRNA编码区连续不间断第三十八页，共九十四页，2022年，8月28日2.真核细胞的基因结构与RNA聚合酶结合位点外显子1外显子2外显子3外显子4外显子5编码区是间隔的、不连续的外显子内含子编码蛋白质的序列一般不能编码蛋白质的序列编码区非编码区非编码区二、基因的结构第三十九页，共九十四页，2022年，8月28日三、基因与遗传信息的关系

基因中特定的脱氧核苷酸序列代表遗传信息，任意两个不同的基因其本质的差异均在于脱氧核苷酸序列不同。四、基因的功能遗传信息的传递：发生在传种接代过程中。通过复制和有丝分裂实现由亲代细胞传向子代细胞；通过减数分裂和受精作用实现由亲代个体传向子代个体（以配子作为亲子代间的传递桥梁）。遗传信息的表达：发生在生命的过程中，通过转录和翻译控制蛋白质的合成来实现控制生物的个体发育和生物的性状。亲代信息子代信息子代性状复制表达有性生殖个体发育第四十页，共九十四页，2022年，8月28日基因的表达DNARNA蛋白质转录翻译遗传信息性状五、基因指导蛋白质的合成第四十一页，共九十四页，2022年，8月28日RNA的结构RNA种类

基本单位mRNA、tRNA、rRNA核糖核苷酸含氮碱基核糖P腺嘌呤A鸟嘌呤G胞嘧啶C尿嘧啶U第四十二页，共九十四页，2022年，8月28日1、遗传信息的转录1).概念：以DNA双链中的一条链为模板，合成mRNA的过程。主要在细胞核中进行。2).过程：第四十三页，共九十四页，2022年，8月28日TACGGCTAGATGCCGATCAUGCCGAUC1、遗传信息的转录1).概念：以DNA双链中的一条链为模板，合成mRNA的过程。在细胞核中进行。2).过程：第四十四页，共九十四页，2022年，8月28日AUGCCGAUCT=AA=UmRNATACGGCTAGATGCCGATC1、遗传信息的转录1).概念：以DNA双链中的一条链为模板，合成mRNA的过程。主要在细胞核中进行。2).过程：GC3).结果：通过转录，DNA上的遗传信息传递到RNA上。第四十五页，共九十四页，2022年，8月28日DNA（基因）RNA聚合酶原核细胞基因的转录第四十六页，共九十四页，2022年，8月28日DNA（基因）第四十七页，共九十四页，2022年，8月28日DNA（基因）第四十八页，共九十四页，2022年，8月28日DNA（基因）第四十九页，共九十四页，2022年，8月28日DNA（基因）第五十页，共九十四页，2022年，8月28日DNA（基因）第五十一页，共九十四页，2022年，8月28日DNA（基因）第五十二页，共九十四页，2022年，8月28日信使RNADNA（基因）第五十三页，共九十四页，2022年，8月28日真核细胞基因的转录外显子1外显子2外显子3外显子4外显子5初级转录物成熟的信使RNA第五十四页，共九十四页，2022年，8月28日2、遗传信息的翻译1).概念：以mRNA为模板，以tRNA为转运工具，按照碱基互补配对原则，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程，在细胞质中进行。

RNA4种碱基（A、G、C、U）决定20种氨基酸碱基氨基酸

碱基组合1个1个4种41

2个1个16种42

3个1个64种43

实验证明：3个碱基决定1个氨基酸决定氨基酸4种16种20种第五十五页，共九十四页，2022年，8月28日2).密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做“密码子”。mRNAAUGCCGAUCCGA密码子密码子密码子密码子方向性连续性简并性通用性第五十六页，共九十四页，2022年，8月28日肽链mRNAAUGCCGAUCCGA反密码子转移RNA（tRNA）（61种）甲硫氨酸UAC甲硫氨酸脯氨酸异亮氨酸精氨酸第五十七页，共九十四页，2022年，8月28日肽链转移RNAmRNAAUGCCGAUCCGA（tRNA）精氨酸GCU异亮氨酸UAG

脯氨酸GGC甲硫氨酸UAC第五十八页，共九十四页，2022年，8月28日肽链转移RNAmRNAAUGCCGAUCCGA（tRNA）甲硫氨酸UAC精氨酸GCU异亮氨酸UAG

脯氨酸GGC第五十九页，共九十四页，2022年，8月28日肽链转移RNAmRNAAUGCCGAUCCGA（tRNA）甲硫氨酸UAC脯氨酸GGC精氨酸GCU异亮氨酸UAG第六十页，共九十四页，2022年，8月28日肽链转移RNAmRNAAUGCCGAUCCGA（tRNA）甲硫氨酸脯氨酸GGC精氨酸GCU异亮氨酸UAG第六十一页，共九十四页，2022年，8月28日肽链转移RNAmRNAAUGCCGAUCCGA（tRNA）甲硫氨酸异亮氨酸UAG精氨酸GCU脯氨酸第六十二页，共九十四页，2022年，8月28日UACCGAAGA3).过程：第六十三页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTUACCGAAGA第六十四页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUUACCGAAGA第六十五页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUUACCGAAGA第六十六页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUUACCGAAGA第六十七页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUUACCGAAGA第六十八页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUCGAAGAUAC第六十九页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUCGAAGAUAC第七十页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUAGAUACCGA第七十一页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUAGAUACCGA第七十二页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUAGAUACCGA第七十三页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUUACAGACGA第七十四页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUUACAGACGA第七十五页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUCGAAGAUAC第七十六页，共九十四页，2022年，8月28日TACCGAAGAATGGCTTCTAUGGCUUCUCGAAGA肽链UAC第七十七页，共九十四页，2022年，8月28日3、中心法则DNARNA转录逆转录蛋白质翻译ⅠⅡⅢⅣⅤⅠ过程体现了遗传信息的传递功能，通过DNA复制完成。发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。Ⅱ、Ⅲ过程共同体现了遗传信息的表达功能，通过转录和翻译完成，发生在生命的整个过程中。Ⅳ、Ⅴ表示以RNA作为遗传物质的病毒亲代与子代之间遗传信息的传递和表达过程。第七十八页，共九十四页，2022年，8月28日1、基因通过控制酶的合成而间接控制生物的性状例：白化病（常染色体隐性遗传）酪氨酸酶基因异常酪氨酸酶不能合成酪氨酸不能转化为黑色素白化病六、基因对性状的控制第七十九页，共九十四页，2022年，8月28日例：豌豆的粒形（圆粒和皱粒）豌豆淀粉分支酶基因异常（插入外来核苷酸序列）不能合成淀粉分支酶淀粉少、蔗糖多水分保留少皱粒第八十页，共九十四页，2022年，8月28日2、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状例：镰刀型细胞贫血症（常染色体隐性遗传）第八十一页，共九十四页，2022年，8月28日DNACTTGAAGAACATGTAGUARNA氨基酸血红蛋白结构突变谷氨酸正常缬氨酸异常性状镰刀型细胞贫血症病因分析第八十二页，共九十四页，2022年，8月28日例：囊性纤维病（常染色体隐性遗传）CFTR基因缺失3个碱基CFTR蛋白质的结构异常，导致功能异常

患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染第八十三页，共九十四页，2022年，8月28日基因结构蛋白性状蛋白质细胞结构酶或激素细胞代谢第八十四页，共九十四页，2022年，8月28日基因与性状不是简单的一一对应的线性关系。某种性状可能受多个基因控制，一个基因也可能和多种性状有关。P

白花CCpp×白花ccPPF1

紫花CcPpF29紫花(C_P_):7白花（3C_pp+3ccP_+1ccpp）如香豌豆的花色基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种复杂的相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控生物的性状。生物的性状由基因决定，还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型=基因型+环境。第八十五页，共九十四页，2022年，8月28日直击高考1、（2014江苏卷4）下列叙述与生物学史实相符的是A.孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合规律B.范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气C.富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献D.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T２噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制2、（2014上海卷4）某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是DC第八十六页，共九十四页，2022年，8月28日3、（2014上海卷15）在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同4、（2014山东卷5）某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是CA第八十七页，共九十四页，2022年，8月28日5、（2014江苏卷16）下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验叙述，错误的是A.酵母和菜花均可作为提取DNA的材料B.DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水C.向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻棒上有白色絮状物D.DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝6、（2014上海卷6）真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，但原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，针对这一差异的合理解释是A．原核生物的遗传物质是RNAB．原核生物的tRNA三叶草结构C．真核生物的核糖体可以进入细胞核D．真核生物的mRNA必须通过核孔后才能翻译DC第八十八页，共九十四页，2022年，8月28日7、（2014上海卷11）在一个典型的基因内部，转录起始位点（TSS）、转录终止位点（TTS）、起始密码子编码序列（ATG）、终止密码子编码序列（TGA）的排列顺序是A．ATG—TGA—TSS—TTSB．TSS—ATG—TGA—TTSC．ATG—TSS—TTS—TGAD．TSS—TTS—ATG—TGA8、（2014上海卷12）某病毒的基因组为双链DNA，其一条链上的局部序列为ACGCAT，以该链的互补链为模板转录出相应的mRNA，后者又在宿主细胞中逆转录成单链DNA（称为cDNA）。由这条cDNA链为模板复制出的DNA单链上，相应的局部序列应为A．ACGCATB．ATGCGTC．TACGCAD．TGCGTA9、（2014上海卷29）真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为21-23个核苷酸的小分子RNA（简称miR），它们能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链。由此可以推断这些miR抑制基因表达的分子机制是A．阻断rRNA装配成核糖体B．妨碍双链DNA分子的解旋C．干扰tRNA识别密码子D．影响RNA分子的远距离转运BAC第八十九页，共九十四页，2022年，8月28日10、（2014福建卷5）STR是DNA分子上以2~6个核苷酸为单元重复排列而成的片段，单元的重复次数在不同个体间存在差异。现已筛选出一系列不同位点的STR用作亲子鉴定，如7号染色体有一个STR位点以“GATA”为单元，重复7~17次；X染色体有一个STR位点以“ATAG”为单元，重复11~15次。某女性7号染色体和X染色体DNA的上述STR位点如图所示。下列叙述错误的是A.筛选出用于亲子鉴定的STR应具有不易发生变异的特点B.为保证亲子鉴定的准确率，应选择足够数量不同位点的STR进行检测C.有丝分裂时，图中（GATA）8和（GATA）14分别分配到两个子细胞D.该女性的儿子X染色体含有图中（ATAG）13的概率是1/2C第九十页，共九十四页，2022年，8月28日11、（