沪科版生命科学高二上第六章《遗传信息的传递和表达》高考复习课件

2010年高三生物复习:遗传的基础和遗传定律遗传←→分子基础基本规律↑细胞基础人类对遗传物质的探索过程DNA分子结构的主要特点DNA分子的复制基因的概念遗传信息的转录和翻译细胞的减数分裂配子的形成过程受精过程孟德尔遗传实验的方法基因的分离和自由组合规律基因与性状的关系伴性遗传1.对遗传物质的早期推测20世纪20年代人们对蛋白质的认识当时未发现类似蛋白质结构的生物大分子蛋白质是生物体的遗传物质直到20世纪30年代，对DNA的认识才使人们意识到DNA的重要性，但由于对其结构没有清晰的了解。认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位一、人类对遗传物质的探索过程2.作为遗传物质应具备的条件：2、能够自我复制，使前后代保持一定的连续性3、能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状4、能够产生可遗传的变异1、分子结构具有相对的稳定性DNA是主要的遗传物质化学成分分析：DNA蛋白质生物在传种接代过程中，染色体的形态数目是如何变化的？以人为例：

亲代（2×23）父：母：

减数分裂减数分裂受精作用有丝分裂受精卵（2×23）

精子（23）

卵细胞（23）（2×23）新个体（子代）证据之一：肺炎双球菌转化实验（1928年格里菲思实验）

R型菌粗糙无荚膜无毒性S型菌光滑(Smooth)有荚膜有毒性多糖类荚膜(Rough)结论：S型菌中有种能使R型菌发生转化的物质——转化因子如何寻找并确认这种物质——转化因子？思考：S型活细菌多糖脂类蛋白质DNADNA水解物分别与R型活细菌混合培养RRRRRRSS2、艾弗里确定转化因子的实验（1944年）DNA是转化因子，是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，蛋白质不是。结论：证据之二：噬菌体侵染细菌的

实验

（1952年赫尔希和蔡斯实验）（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标记侵染搅拌检测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

目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。DNA是唯一的遗传物质吗？遗传物质的类型

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：线粒体肌病细胞质遗传________孟德尔的遗传规律，后代只表现出______的性状______和______中的DNA中的基因都称为细胞质基因

线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语这些疾病有什么特点？为什么？受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞线粒体叶绿体不符合母本一、选择题

1、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是()A.核糖核酸B.脱氧核糖核酸或核糖核酸C.脱氧核糖核酸D.脱氧核糖核酸和核糖核酸B2.生物的遗传物质是：()A.DNAB.RNAC.核酸D.蛋白质C3．注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（

）A．R型肺炎双球菌B．加热杀死后的R型肺炎双球菌C．加热杀死后的S型肺炎双球菌D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合D4、用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体后，含32P的应是()A、子代噬菌体DNAB、子代噬菌体蛋白质外壳C、子代噬菌体所有部分D、子代噬菌体不含32P5、用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体后，3H应()A、随细菌的解体而消失B、发现于噬菌体外壳和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AB6、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是()A在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的B在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的C在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的D在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的A7、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A与T间以2个氢键相连，C与G间以3个氢键相连。连接

ATGCATGCDNA分子双螺旋结构的主要特点：（1）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。（2）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。（3）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。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1、某同学为做一个含150个脱氧核苷酸的双链DNA模型，他准备了30个代表胞嘧啶碱基的塑料片，那么他还要准备代表腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、尿嘧啶、磷酸、脱氧核糖、核糖的塑料片数目分别为A、30，30，30，30，150，75，75B、45，45，30，0，150，150，0C、45，45，30，30，75，75，75D、30，0，45，75，150，0，1502、用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制四次。其中结果不可能是A．含有15N的DNA分子占1/8B．含有的14N的DNA分子链占7/8C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个D．复制结果共产生16个DNA分子练习：BB3、某双链DNA分子共有碱基1400个,其中一条单链上(A+T):(C+G)=2:5.问该DNA分子连续复制两次,其需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目是()A.300个B.400个C.600个D.1200个4、经15N标记的一个DNA分子,放入14N的培养基中培养,经8次复制后,子代15N的DNA占()A.1/32B.1/128C.1/64D1/2565、一双链DNA分子在复制解旋时,一条链上某位点的一个T变成了C,则DNA经过n次复制后,发生差错的DNA占()A.1/2n--1B.１／２Ｃ.１／２nD.１／２n＋１CBB6.从某生物组织提取ＤＮＡ进行分析，其四种碱基数的比例为鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的４６％，又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的()A.26%B.24%C.14%D.11%7、在DNA分子中的一条单链中相邻的碱基A与T是通过什么结构连接起来的（）A．氢键B．-脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖-C．-磷酸—脱氧核糖—磷酸-D．肽键B返回三、基因是有遗传效应的DNA片段基因在染色体上1、萨顿的假说：类比推理法

2、基因位于染色体上的实验证据：摩尔根的果蝇实验（P28-30）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。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（一）说明基因与DNA关系的实例资料分析1.大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为10000个碱基对。基因是DNA的一个片段资料分析2.生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光（图B），这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蛰一样发光（图C）。基因具有遗传效应资料分析3.人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。DNA中有些片段不是基因4.不少人认为，人和动物的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HNGIC基因缺陷的实验鼠与对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HNGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。基因能控制生物性状通过上述资料的分析，请你从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。基因是有遗传效应的DNA片段1．下列关于基因的说法中，正确的是()A．基因就是指DNA分子的一个片段B．基因是指染色体的一个片段C．基因是指有遗传效应的DNA片段D．基因就是指蛋白质分子片段2．将某种发光海蜇的绿色荧光蛋白基因转移到小鼠受精卵中，培育形成的转基因鼠在紫外线照射下也能发出绿色荧光。不同生物体的基因能够相互转移的原因不包括()A．不同生物的DNA分子和蛋白质相同B．不同生物的DNA分子化学组成相同C．不同生物的DNA分子空间结构相同D．不同生物的蛋白质分子合成过程相同3．自然界中生物体的多样性和特异性取决于()A．生物体内蛋白质分子的多样性和特异性B．生物体内DNA分子的多样性和特异性C．生物体内氨基酸种类的多样性和特异性D．生物体内化学元素和化合物的多样性和特异性CBA4．下列关于基因的叙述中，正确的是()A．基因是DNA的基本组成单位B．基因全部位于细胞核中C．基因是遗传物质的结构和功能单位D．RNA病毒中不存在基因5．基因的化学本质是()A．基因是遗传物质的功能单位B．基因是有遗传效应的DNA片段C．基因在染色体上呈直线排列D．基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列6．现代遗传学认为，生物性状的遗传实际上是亲代的遗传信息传递给子代，并以一定方式反映到蛋白质分子结构上。代表某具体性状的特定遗传信息包含在()A．受精卵内染色体的特定组合方式中B．染色体上不同基因的相互作用中C．基因中4种脱氧核苷酸的序列中D．蛋白质的氨基酸序列中治疗CDC7．基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约有80％相同。则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例是()A20％R80％C．100％D．无法确定8．在人类染色体DNA不表达的碱基对中，有一部分是串联重复的短序列，它们在个体之间具有显著的差异性。这种短序列可用于()A.生产基因工程药物B.侦查罪犯C.遗传病的产前诊断D．基因治疗BD四、基因指导蛋白质的合成基因肤色眼皮单双血型基因有遗传效应的DNA片段控制生物性状在染色体上呈线性排列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。问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？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RNA问题：为什么RNA适于作DNA的信使？2.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问题１：DNA主要存在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？(一)遗传信息的转录RNA的种类信使RNA(mRNA)核糖体RNA(rRNA)转运RNA(tRNA)1.RNA按功能分：运载氨基酸参与核糖体构成指导蛋白质合成转录的具体过程问题2：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？1.边解旋边转录2.需要酶和ATP,按照碱基互补配对原则（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小结:巩固练习2、构成人体的核酸有两种,构成核酸的基本单位---核苷酸有多少种?碱基有多少种?()

A.2种4种B.4种4种C.5种5种D.8种5种3、下列哪一组物质是RNA的组成成分()A.脱氧核糖核酸和磷酸B.脱氧核糖﹑碱基和磷酸C.核糖﹑碱基和磷酸D.核糖﹑嘧啶和核酸DC1、DNA的复制和转录有何异同之处？3.DNA分子的解旋发生在___过程中()

A.复制B.转录C.翻译D.复制和转录4.一个DNA分子转录出多少种多少个mRNA()

A.一种一个B.一种多个C.多种多个D.无数种无数个DC

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思考与讨DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？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:核糖体mRNA游离的氨基酸tRNA蛋白质酶，ATP、模板、原料第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

的结构和功能特异常。核糖核苷酸/密码子氨基酸蛋白质小结: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UAGC5.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肽键数n-1（一条链）n-m（m条链）0【例1】已知一个蛋白质分子由2条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个，翻译成这个蛋白质分子的mRNA中有A和G共200个，则转录成信使RNA的DNA分子中，最少有C和T多少个()A、400B、200C、600D、800【例2】