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1、 遗传的分子基础遗传的分子基础核酸是遗传物质的证据核酸是遗传物质的证据DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质噬菌体侵染噬菌体侵染细菌实验细菌实验肺炎双球菌肺炎双球菌的转化实验的转化实验对遗传物质对遗传物质的早期推断的早期推断基因的本质基因的本质基因是有遗传效应的核酸分子基因是有遗传效应的核酸分子片段片段DNADNA分子分子的结构的结构DNADNA的复制的复制遗传信息的遗传信息的转录和翻译转录和翻译对对DNADNA复制的复制的推测推测DNADNA的复制过程的复制过程转录（转录（DNA DNA mRNA mRNA) )翻译（翻译（ mRNA mRNA 蛋白质蛋白质) )场所场所产物产物模板模
2、板知知识识网网络络一、核酸是遗传物质的证据一、核酸是遗传物质的证据练习：练习：下列有关下列有关DNA是生物的主要遗传物质的叙述，正确的是（是生物的主要遗传物质的叙述，正确的是（ ）A、所有生物的遗传物质都是、所有生物的遗传物质都是DNA B、真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是、真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA ，少部分病毒的遗，少部分病毒的遗传物质是传物质是RNAC、动物、植物、真菌的遗传物质是、动物、植物、真菌的遗传物质是DNA ，除此以外的其他生物的遗传物质，除此以外的其他生物的遗传物质都是都是RNA D、真核生物、原核生物的遗传物质是、真核生物、原核生物的遗传物质
3、是DNA ，其他生物的遗传物质是，其他生物的遗传物质是RNA B凡是有细胞结构的生物的遗传物质都是凡是有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA？核酸是所有生物的遗传物质，其中核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质？是主要的遗传物质？生物的遗传物质生物的遗传物质真核生物真核生物主要载体：主要载体： 染色体染色体 (DNA+蛋白质蛋白质)次要载体：次要载体： 线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体原核生物：原核生物：DNA (无染色体无染色体)DNA病毒：病毒： 只含只含DNA病病 毒毒RNA病毒：病毒： 只含只含RNA(DNA)4噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌肺炎双球菌转化肺炎双球菌转化烟草花叶病
4、毒的感染和重建烟草花叶病毒的感染和重建DNA是遗传物质是遗传物质DNA是遗传物质，而蛋白质不是是遗传物质，而蛋白质不是DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质RNA病毒中，病毒中，RNA是遗传物质。是遗传物质。1、噬菌体侵染细菌、噬菌体侵染细菌为什么选择噬菌体作为实验材料？为什么选择噬菌体作为实验材料？讨论下列问题：讨论下列问题：、噬菌体如何繁殖？、噬菌体如何繁殖？、如何得到、如何得到3232P P标记的噬菌体和标记的噬菌体和3535标记的噬菌体标记的噬菌体实验的方法、过程、结果实验的方法、过程、结果过程：过程：方法：方法：同位素示踪法同位素示踪法 用用35S或或32P标记的标记的T2噬菌体分别
5、侵入未被标记噬菌体分别侵入未被标记大肠杆菌大肠杆菌搅拌、离心搅拌、离心放射性检测放射性检测用含用含32P的培养基培养大肠杆菌的培养基培养大肠杆菌含含35S的细菌的细菌标记细菌标记细菌:用含用含35S的培养基培养大肠杆菌的培养基培养大肠杆菌含含32P的细菌的细菌标记噬菌体标记噬菌体用含用含35S或或32P的大肠杆菌分别培养的大肠杆菌分别培养T2噬菌体噬菌体 蛋白质含有蛋白质含有35S或或DNA含含32P标记标记的的T2噬菌体噬菌体第一组实验第一组实验：用：用3535s s标记噬菌体后侵染细菌标记噬菌体后侵染细菌3535S S标记标记噬菌体噬菌体+ +细菌细菌搅拌搅拌离心离心上层：放射性高上层：放
6、射性高沉淀：沉淀：放射性放射性低低细菌内无放射性细菌内无放射性一定时一定时间保温间保温搅拌的作用？离心的作用？搅拌的作用？离心的作用？：用用3232p p标记噬菌体后侵染细菌标记噬菌体后侵染细菌细菌内有放射性细菌内有放射性3232P P标记标记噬菌体噬菌体+ +细菌细菌搅拌搅拌离心离心上层：放射性低上层：放射性低沉淀：放射性高沉淀：放射性高一定时间保温一定时间保温检测到的实验结果：检测到的实验结果：无无35S标标记蛋白质记蛋白质无无32P标记标记DNA外壳蛋白外壳蛋白质质无无35SDNA有有32P标记标记DNADNA分子分子具有连续具有连续性，是遗性，是遗传物质传物质练习、练习、在探索遗传物质
7、的过程中，赫尔希和蔡斯做了在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是染细菌的实验。下列有关叙述正确的是()A该实验证明了该实验证明了DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质B不能用不能用32P、35S标记同一组标记同一组T2噬菌体的噬菌体的DNA和蛋白质和蛋白质CT2噬菌体在细菌中增殖时，需要利用噬菌体在细菌中增殖时，需要利用RNA聚合酶、逆转录酶聚合酶、逆转录酶等等D用用35S标记的标记的T2噬菌体侵染细菌、经离心处理，若沉淀物的放噬菌体侵染细菌、经离心处理，若沉淀物的放射性较高，可能原因是培养时间过长或过短射性较高，可能原因是培养时间过长或
8、过短B练习练习2、有人试图通过实验来了解有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：程，设计实验如图：一段时间后，检测子代一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及病毒的放射性及S、P元素，下表对结果元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是的预测中，最可能发生的是()D选项放射性S元素P元素 A全部无全部32S全部31PB全部有全部35S多数32P，少数31P C少数有全部32S少数32P，多数31P D全部有全部35S少数32P，多数31P R型型S型型菌菌2、肺炎双球菌转化实验、肺炎双球菌转化实验（1）肺炎双球菌的种类肺炎双球菌的种类
9、种类种类荚膜荚膜 菌落菌落生物特生物特性性R型型无荚膜无荚膜表面粗糙表面粗糙无毒性无毒性S型型有荚膜有荚膜表面光滑表面光滑有毒性有毒性是人类肺炎和小鼠败血症的病原体是人类肺炎和小鼠败血症的病原体（2）格里菲思的格里菲思的体内体内转化实验转化实验实验过程实验过程R型活细菌型活细菌S型活细菌型活细菌加热加热后杀死后杀死的的S型细菌型细菌R型活细菌型活细菌加热后杀死加热后杀死的的S型细菌型细菌注射混合注射注射注射 小小 鼠鼠 分离出S型活细菌 分离出S型活细菌S菌中有一种菌中有一种“转化因子转化因子”使使R菌转化为菌转化为S菌。菌。 格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转格里菲思用肺炎双球菌在
10、小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果化实验，此实验结果( ( ) ) A. A.证明了证明了DNADNA是遗传物质是遗传物质B.B.证明了证明了RNARNA是遗传物质是遗传物质C.C.证明了蛋白质是遗传物质证明了蛋白质是遗传物质D.D.没有具体证明哪一种物质是遗传物质没有具体证明哪一种物质是遗传物质D D知识拓展知识拓展：肺炎双球菌转化的原理与基因工程相似。尝试肺炎双球菌转化的原理与基因工程相似。尝试讨论这个转化原理是什么？转化过程？讨论这个转化原理是什么？转化过程？转化因子本质上是含有基因的一个转化因子本质上是含有基因的一个DNADNA片段片段，而非型，而非型细菌中全部细菌中全部DNAD
11、NA，转化过程类似于，转化过程类似于基因工程基因工程中，将目的基中，将目的基因导入受体细胞，并将该因导入受体细胞，并将该DNADNA片段片段整合到型细菌的整合到型细菌的DNADNA上上得以表达。只是这一过程是在自然条件下发生。得以表达。只是这一过程是在自然条件下发生。这种变异属于基因重组这种变异属于基因重组含有控制荚膜含有控制荚膜形成的形成的S基因基因S S型细菌型细菌R R型细菌型细菌（3）艾弗里的艾弗里的体外体外转化实验转化实验过程及结果过程及结果S型活细菌型活细菌 分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养多糖多糖脂质脂质蛋白质蛋白质RNADNA DNA+DNA酶酶RRRRRRRSS
12、S型菌中的转化因子是型菌中的转化因子是S型菌的型菌的DNA，说明，说明DNA是是遗传物质，蛋白质不是遗传物质遗传物质，蛋白质不是遗传物质练习练习：艾弗里和同事用艾弗里和同事用R型和型和S型肺炎双球菌进行实型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知验，结果如下表。从表可知()实验组号实验组号接种菌型接种菌型加入加入S型菌物质型菌物质培养皿长菌情培养皿长菌情况况R蛋白质蛋白质R型型R荚膜多糖荚膜多糖R型型RDNAR型、型、S型型RDNA(经经DNA酶处理酶处理)R型型A. 不能证明不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子型菌的蛋白质不是转化因子B说明说明S型菌的荚膜多糖有酶活性型菌的荚膜多糖有酶活性C和
13、说明和说明S型菌的型菌的DNA是转化因子是转化因子D说明说明DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质C艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是（思路上的共同点是（ ）A、重组、重组DNA片段，研究其表型效应片段，研究其表型效应B、诱发、诱发DNA突变，研究其表型效应突变，研究其表型效应C、设法把、设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应与蛋白质分开，研究各自的效应D、应用同位素示踪技术，研究、应用同位素示踪技术，研究
14、DNA在亲代与子代之间的传在亲代与子代之间的传递递C（3）烟草花叶病毒感染烟草的实验）烟草花叶病毒感染烟草的实验实验实验过程过程与实与实验结验结果果实验实验结论结论烟草花烟草花叶病毒叶病毒烟草花叶病烟草花叶病毒的毒的RNA烟草花叶烟草花叶病毒的蛋白病毒的蛋白质质正常正常烟草烟草正常正常烟草烟草正常正常烟草烟草被感染被感染感染感染感染感染感染感染被感染被感染不被感染不被感染产生花叶病产生花叶病（对照组）（对照组）产生花叶病产生花叶病（实验组）（实验组）不产生花叶病不产生花叶病（实验组）（实验组）RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质蛋白质不是烟草花不是烟草花叶病毒的遗传
15、物质。叶病毒的遗传物质。3、RNARNA是遗传物质的实验证据是遗传物质的实验证据练习：练习： 某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新，重新组合为组合为“杂合杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是型作出预测，见表。其中预测正确的是()“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号 子代表现型甲的DNA乙的蛋白质1与甲种一致2与乙种一致乙的DNA甲的蛋白质3与甲种一致4与乙种一致B A1、3 B1、4 C2、3 D2、4二、二、DNADNA的
16、的分子结构分子结构和和特点特点 DNADNA是生物主要的遗传物质，对是生物主要的遗传物质，对其结构的掌握有助于对其结构的掌握有助于对DNADNA的功能特的功能特点有更好的认识。本考点的内容包括点有更好的认识。本考点的内容包括：对：对DNADNA分子结构特点的掌握（识记分子结构特点的掌握（识记）；比较）；比较DNADNA与与RNARNA的区别和联系；的区别和联系；DNADNA碱基的有关计算等。其中有关计碱基的有关计算等。其中有关计算方面的内容是难点。算方面的内容是难点。脱氧核苷脱氧核苷基本单位A 腺嘌呤腺嘌呤一、一、DNA的分子结构的分子结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸脱氧核糖含含N碱基碱基G 鸟嘌
17、呤鸟嘌呤C 胞嘧啶胞嘧啶T 胸腺嘧啶胸腺嘧啶应根据碱基命名分别为：应根据碱基命名分别为：腺嘌呤脱氧核苷腺嘌呤脱氧核苷酸、酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷胞嘧啶脱氧核苷酸酸和和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。胸腺嘧啶脱氧核苷酸。病毒体内有几种核苷酸？病毒体内有几种核苷酸？细菌体内有几种核苷酸？细菌体内有几种核苷酸？人体内有几种核苷酸？人体内有几种核苷酸？以上我们提到了一系列在称谓上非常相近的生物学名词：以上我们提到了一系列在称谓上非常相近的生物学名词：脱氧核糖脱氧核糖核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧核苷，核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧核苷，这些名词往往是同学容这些名词往往是同学容易混淆
18、，但又是必须严格区分的名词。易混淆，但又是必须严格区分的名词。练习：练习：1、在下列生物学名词中指出哪一个是遗传物质（在下列生物学名词中指出哪一个是遗传物质（ ）A、脱氧核苷、脱氧核苷 B、脱氧核糖、脱氧核糖C、脱氧核糖核酸、脱氧核糖核酸 D、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸 请用生物示意图表示脱氧核糖核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧请用生物示意图表示脱氧核糖核酸、脱氧核糖、脱氧核苷酸和脱氧核苷这几个名词间的关系。核苷这几个名词间的关系。C脱氧核脱氧核苷酸苷酸脱氧核脱氧核糖核酸糖核酸脱氧脱氧核苷核苷脱氧脱氧核糖核糖包含的包含的关系关系练习：练习：2、组成组成DNA结构的基本成分是（结构的基本成分是（ ）
19、核糖核糖 脱氧核糖脱氧核糖 磷酸磷酸 腺嘌呤、鸟嘌呤腺嘌呤、鸟嘌呤 、胞嘧啶、胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶 尿嘌呤尿嘌呤A、 B、 C、 D、 脱氧核糖的结构简式脱氧核糖的结构简式脱氧核糖的脱氧核糖的l号碳原子与含氮碱基号碳原子与含氮碱基相连，相连，5号碳原子与磷酸分了相连号碳原子与磷酸分了相连。1、脱氧核苷酸分子中，三个小分子之间、脱氧核苷酸分子中，三个小分子之间如何连接？如何连接？（1）首先要了解）首先要了解注：注：表示一分子磷酸 表示一分子脱氧核糖 表示含氮碱基 （2）其次要了解三个小分子之）其次要了解三个小分子之间如何连接？间如何连接？ 脱氧核苷酸分子相互连脱氧核苷酸分子相互连接的方式是接的
20、方式是一个脱氧核一个脱氧核苷酸上的磷酸基团苷酸上的磷酸基团，连，连在在另一个脱氧核苷酸的另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖上脱氧核糖上，这样通过，这样通过许多脱氧核苷酸以许多脱氧核苷酸以磷酸磷酸二酯键二酯键形式的聚合作形式的聚合作用，形成多脱氧核苷酸用，形成多脱氧核苷酸长链。每条脱氧核苷酸长链。每条脱氧核苷酸链，都是由成百上千脱链，都是由成百上千脱氧核苷酸构成。氧核苷酸构成。 T C G A C T在这条多在这条多脱氧核苷脱氧核苷酸的长链酸的长链上脱氧核上脱氧核苷酸有几苷酸有几种排列方种排列方式？式？462、脱氧核苷酸分子如何相互连接？、脱氧核苷酸分子如何相互连接？4n（1）由两条相反方向）由两条相反
21、方向(3/5/和和 5/ 3/)平行的平行的脱氧核苷酸长链，脱氧核苷酸长链，二、二、DNA分子结构的主要特点分子结构的主要特点 注：A T G C3/5/走向走向5/ 3/走向走向在配对的碱基之间以氢在配对的碱基之间以氢键相连，碱基之间的配键相连，碱基之间的配对方式有两种，即对方式有两种，即A一定一定与与T配对，配对，G一定与一定与C配配对。对。 A与与T之间形成两条之间形成两条氢键氢键G与与C之间形成三之间形成三条氢键。条氢键。1、DNA的每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个碱基的每个脱氧核糖上均连接一个磷酸和一个碱基2、一条双链、一条双链DNA上有几个游离的磷酸基团？上有几个游离的磷酸基团？
22、4、两条脱氧核苷酸链上的碱基以什么相连接？、两条脱氧核苷酸链上的碱基以什么相连接？3、一条脱氧核苷酸链上、一条脱氧核苷酸链上2个相邻碱基以什么相连？个相邻碱基以什么相连？5、若该、若该DNA有有200个碱基，则该碱基的排列方式最多有多少种？个碱基，则该碱基的排列方式最多有多少种？（2）DNA分子的两条链按分子的两条链按照反向平行方式照反向平行方式向右盘绕向右盘绕成成双螺旋结构，外侧由脱氧核双螺旋结构，外侧由脱氧核糖和磷酸的交替连接构成骨糖和磷酸的交替连接构成骨架，内侧是碱基对。架，内侧是碱基对。（3）DNA分子中形成碱基对时，按严格的分子中形成碱基对时，按严格的碱基互补配对原则碱基互补配对原则
23、配对，配对，因此我们可作如下推论：因此我们可作如下推论：1、一个双链、一个双链DNA中中 A=T C=G A+C=T+G A+G=T+C A+T=C+G2、有甲、乙二个、有甲、乙二个DNA分子，分子，已知甲的一条链上（已知甲的一条链上（A+G）/（T+C）=a，甲的另一条链上，甲的另一条链上(A+G)/(T+C)=甲中（甲中（A+G）/（T+C）=乙的一条链上乙的一条链上(A+T)/(G+C)= a ，乙的另一条链上，乙的另一条链上(A+T)/(G+C)=乙中乙中(A+T)/(G+C)= 1a1aa ( (4)DNA4)DNA分子的特性分子的特性控制某一特定性状的控制某一特定性状的DNA分子中
24、的碱基排列分子中的碱基排列顺序是稳定不变的，顺序是稳定不变的，每每个特定的个特定的DNADNA分子这种分子这种特定的碱基排列顺序包特定的碱基排列顺序包含着特定的遗传信息，含着特定的遗传信息，从而使从而使DNA分子具有特分子具有特异性异性。DNA分子的双螺旋结分子的双螺旋结构是相对稳定的。一构是相对稳定的。一是基本骨架部分的两是基本骨架部分的两条长链是由磷酸和脱条长链是由磷酸和脱氧核糖相间排列的顺氧核糖相间排列的顺序稳定不变；二是空序稳定不变；二是空间结构一般都是右旋间结构一般都是右旋的双螺旋结构的双螺旋结构。DNA分子的多样性是由分子的多样性是由碱基对的排列顺序的多碱基对的排列顺序的多样性决定
25、的。样性决定的。n个碱基个碱基对可以构成对可以构成4n种种DNA分分子。如果一个子。如果一个DNA分子分子中有中有1000个碱基对，那个碱基对，那么它的排列顺序就么它的排列顺序就41000。稳定性稳定性特异性特异性多样性多样性DNA分子多样性和差异性表现在分子多样性和差异性表现在碱基的排列顺序千变万化上碱基的排列顺序千变万化上，而不是核苷酸和碱基的种类或数目。若一个而不是核苷酸和碱基的种类或数目。若一个DNA分子有分子有1000个个碱基，则由此组成的碱基，则由此组成的DNA分子共有分子共有4500，不同类型的生物或同，不同类型的生物或同种生物不同个体之间，因差异性的存在，在实践上可用于亲子种生
26、物不同个体之间，因差异性的存在，在实践上可用于亲子鉴定、侦察罪犯、辨认尸体、确定不同生物之间的亲缘关系等鉴定、侦察罪犯、辨认尸体、确定不同生物之间的亲缘关系等方面。方面。(5)几点说明：几点说明：从碱基对比例的角度看，决定从碱基对比例的角度看，决定DNA分子特异性的是分子特异性的是AT/GC。AT间有两个氢键，间有两个氢键，GC间有三个氢键，间有三个氢键，GC的比例越高，的比例越高，DNA分子越稳定。分子越稳定。DNA分子中，脱氧核苷酸的数目脱氧核糖的数目含氮碱基的数分子中，脱氧核苷酸的数目脱氧核糖的数目含氮碱基的数目磷酸的数目目磷酸的数目n个核苷酸形成个核苷酸形成DNA双链时脱去双链时脱去(
27、n2)个水，在形成单链个水，在形成单链RNA时，脱去时，脱去(n1)个水。个水。（三）、染色体、（三）、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸间的关系：、基因、脱氧核苷酸间的关系：染色体染色体脱氧核苷酸是脱氧核苷酸是DNA(基因基因)的基本组成单位，基的基本组成单位，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，每因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，每个基因中含有许多个脱氧核苷酸。个基因中含有许多个脱氧核苷酸。基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA（核酸分子）片段，每（核酸分子）片段，每个个DNA分子含有很多个基因；基因在染色体上呈分子含有很多个基因；基因在染色体上呈线性排列，基因是决定生物性状的基
28、本单位。线性排列，基因是决定生物性状的基本单位。染色体是染色体是DNA分子的主要载体，一般情况下分子的主要载体，一般情况下每条染色体上有每条染色体上有1个个DNA分子。分子。脱氧核脱氧核苷酸苷酸基因基因DNA（基因也是有遗传效应的（基因也是有遗传效应的RNA片段片段 ）DNADNARNARNA结构结构基本单位基本单位磷酸磷酸五碳糖五碳糖碱基碱基分布分布双螺旋结构双螺旋结构单链结构单链结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A A、G G、C C、T TA A、G G、C C、U UDNADNA与与RNARNA的比较的比较主要在细胞核主要在细胞核细胞质
29、细胞质核糖体核糖体RNA RNA rRNArRNA转运转运RNA RNA tRNAtRNA信使信使RNA mRNARNA mRNA（1）DNA不论复制多少次，产生的子代不论复制多少次，产生的子代DNA分子中，含分子中，含母链的母链的 DNA分子数总是个，含母链也总是条。分子数总是个，含母链也总是条。（2）复制）复制n代产生的子代代产生的子代DNA分子数为分子数为2n，产生的的，产生的的子代子代DNA单链为单链为2n，子代，子代DNA分子所含的亲代分子所含的亲代DNA链占子代链占子代DNA中脱氧核苷酸链的比例为中脱氧核苷酸链的比例为1/2n （3）一定数量的碱基对所能构成的）一定数量的碱基对所能
30、构成的DNA分子种类数或分子种类数或所携带的遗传信息的种类数所携带的遗传信息的种类数=4n（n为碱基对数）为碱基对数）与复制有关的计算规律与复制有关的计算规律科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。 组别 1组 2组3组 4组培养液中唯一氮源 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子I代 B的子II代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带 （14N/14N）仅为重带 （15N/15N
31、）仅为中带 （15N/14N）1/2轻带 、 中带 （14N/14N（15N/14N）144NH CL154NH CL144NH CL144NH CL请分析并回答：请分析并回答：（1）要得到）要得到DNA中的中的N全部被放射性标记的大肠杆菌全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过，必须经过_代培养，且培养液中的代培养，且培养液中的_是唯一氮源。是唯一氮源。（2）综合分析本实验的）综合分析本实验的DNA离心结果，第离心结果，第_组结果对得到的结论起到了组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第关键作用，但需把它与第_组和第组和第_组的结果进行比较，组的结果进行比较，才能说明才能说明DNA分子的
32、复制方式是分子的复制方式是 。多代多代312半保留复制半保留复制15NH4CL（3）分析讨论：）分析讨论：若子若子I代代DNA的离心结果为的离心结果为“轻轻”和和“重重”两条密度带，则两条密度带，则“重带重带”DNA来自于来自于_，据此可判断，据此可判断DNA分子的分子的复制方式不是复制方式不是_复制。复制。若将子若将子I代代DNA双链分开后再离心，其结果是双链分开后再离心，其结果是_（选填（选填“能能”或或“不能不能”）判断）判断DNA的复制方式。的复制方式。若在同等条件下将子若在同等条件下将子II代继续培养，子代继续培养，子n代代DNA离心的结果离心的结果是：密度带的数量和位置是是：密度带
33、的数量和位置是_，放射性强度，放射性强度发生变化的是发生变化的是_带。带。若某次实验的结果中，子若某次实验的结果中，子I代代DNA的的“中带中带”比以往实验结比以往实验结果的果的“中带中带”略宽，可能的原因是新合成的略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的单链中的N尚有少部分为尚有少部分为_.B半保留半保留不能不能没有变化没有变化轻轻15N四、遗传信息的转录和翻译四、遗传信息的转录和翻译 遗传信息的转录和翻译（基因遗传信息的转录和翻译（基因的表达），过程比较微观、抽象和的表达），过程比较微观、抽象和复杂，属于难点内容，考查的侧重复杂，属于难点内容，考查的侧重点在于对转录和翻译过程的比较和点在于
34、对转录和翻译过程的比较和理解，包括：场所、时期、所需条理解，包括：场所、时期、所需条件、产物和相关计算（难点）等。件、产物和相关计算（难点）等。转录、翻译与转录、翻译与DNA复制的比较复制的比较项目项目DNA复制复制转录转录翻译翻译场所场所主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核细胞质和核糖体细胞质和核糖体模板模板DNA的两条链的两条链DNA的一条链的一条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸其他条件其他条件酶（酶（ 解旋酶、解旋酶、DNA 聚合酶等）和聚合酶等）和ATP酶（酶（ RNA 聚合酶等）和聚合酶等）和ATP酶、酶、ATP
35、和和tRNA碱基配对碱基配对方式方式DNA DNAA T、C GT A、 G CDNA mRNAA U、C GTA、 G CmRNA tRNAA U、C GU A、 G C信息传递信息传递DNA DNADNA mRNAmRNA 蛋白质蛋白质时间时间细胞分裂间期细胞分裂间期 生物生长发育的过程中生物生长发育的过程中产物产物2个相同的个相同的DNA分子分子RNA蛋白质蛋白质特点特点边解旋边复制边解旋边复制 半保留复制半保留复制边解旋边转录边解旋边转录 DNA仍保留仍保留1个个mRNA分子可结合分子可结合多个核糖体多个核糖体( () )转录：转录：是指以是指以DNADNA的一条链为模板，按照碱基互补
36、配对原则，合的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成成RNARNA的过程，转录是在细胞核中进行的。经过转录将基因中信息链的过程，转录是在细胞核中进行的。经过转录将基因中信息链上的遗传信息上的遗传信息( (遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，即基遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，即基因中碱基的排列顺序。因中碱基的排列顺序。) )转化成信使转化成信使RNARNA（mRNAmRNA）上的遗传密码。遗）上的遗传密码。遗传密码是指传密码是指m m上上三个相邻三个相邻碱基的排列顺序。碱基的排列顺序。1、基因指导蛋白质合成的过程、基因指导蛋白质合成的过程-通过转录和翻译的过程通过转录和翻译的
37、过程AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU以其中的一条链作为模板以其中的一条链作为模板.AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA聚合酶结合到单链聚合酶结合到单链DNA上，上，下方下方的的四四种种RNA核苷酸一个一个添加上去。核苷酸一个一个添加上去。RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUU URNA聚合酶将聚合酶将RNA核苷酸连接起来，以核苷酸连接起来，以碱基互补配对为碱基互补配对为原则。原则。AG T AC A A A T AGCGACGGUUU URNA聚合酶沿着聚合酶沿着DNA移动移动。AG T AC A A A T
38、 GCGACGGUUU UARNA聚合酶沿着聚合酶沿着DNA移动移动。AG T AC A A A T GCGACGUUGU UARNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GCGACGUGU UAURNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GCGACGGU UAU URNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UARNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA URNA核苷酸
39、一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA细胞质细胞质信使信使RNA（mRNA） 通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中.细胞核细胞核核孔核孔（）翻译：（）翻译：是指以是指以mRNAmRNA为模板，为模板，以以tRNA为运载工具在细胞质（核为运载工具在细胞质（核糖体）
40、合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程糖体）合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 tRNA结构示意图结构示意图核糖体结构示意图核糖体结构示意图结合氨基酸的部位反密码子mRNA转录、翻译与转录、翻译与DNA复制的比较复制的比较项目项目DNA复制复制转录转录翻译翻译场所场所主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞核细胞质和核糖体细胞质和核糖体模板模板DNA的两条链的两条链DNA的一条链的一条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸其他条件其他条件酶（酶（ 解旋酶、解旋酶、DNA 聚合酶等）和聚合酶等）和ATP酶（酶（ RNA 聚合酶等）聚合酶等
41、）和和ATP酶、酶、ATP 和和tRNA碱基配对碱基配对方式方式DNA DNAA T、C GT A、 G CDNA mRNAA U、C GU A、 G CmRNA tRNAA U、C GU A、 G C信息传递信息传递DNA DNADNA mRNAmRNA 蛋白质蛋白质时间时间细胞分裂间期细胞分裂间期 生物生长发育的过程中生物生长发育的过程中产物产物2个相同的个相同的DNA分子分子RNA蛋白质蛋白质特点特点边解旋边复制边解旋边复制 半保留复制半保留复制边解旋边转录边解旋边转录 DNA仍保留仍保留1个个mRNA分子可结合分子可结合多个核糖体多个核糖体ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸
42、酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸核糖体核糖体ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸转运转运RNA上的反密码子与信使上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。上的密码子相结合。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸转运转运RNA上的反密码子与信使上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。上的密码子相结合。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸两个相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。两个相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。肽键肽键ACGUG A UUAU A
43、C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸核糖体核糖体 沿着沿着 mRNA移动移动。又一个转运又一个转运RNA（ tRNA）连连接到密码子上接到密码子上。 第一个第一个 tRNA 释放到细胞质中释放到细胞质中。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来。后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来。ACGUG A UUAU A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天门冬天门冬氨酸氨酸AUG异亮氨酸异亮氨酸一条肽链形成一条肽链形成. ACGUG A UUAU A CAC UAUG甲
44、硫氨甲硫氨酸酸天门冬天门冬氨酸氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNA 和肽链被释放到细胞质中。和肽链被释放到细胞质中。（2）密码子：）密码子：mRNA上每三个相邻的碱基决定一种氨基酸，这三个上每三个相邻的碱基决定一种氨基酸，这三个相邻的碱基称为密码子。相邻的碱基称为密码子。 代表氨基酸的密码子共代表氨基酸的密码子共61种，还有三种组种，还有三种组合（合（UAA、UAG、UGA）不代表任何氨基酸，是终止密码。另有两）不代表任何氨基酸，是终止密码。另有两个有意义的密码子是特殊的起始密码子。个有意义的密码子是特殊的起始密码子。61个密码子与个密码子与20种氨基酸种氨基酸之间不是平均分配的，有些氨基酸有几个密码
45、子，如亮氨酸有六个之间不是平均分配的，有些氨基酸有几个密码子，如亮氨酸有六个密码子，不同密码子决定同一个氨基酸称遗传密码的密码子，不同密码子决定同一个氨基酸称遗传密码的简简并，而甲硫并，而甲硫氨酸和色氨酸只有一个密码子。科学家的研究结果表明，遗传密码氨酸和色氨酸只有一个密码子。科学家的研究结果表明，遗传密码在所有的生物中是通用的，这说明地球上所有的生物都是由共同的在所有的生物中是通用的，这说明地球上所有的生物都是由共同的祖先进化而来的。祖先进化而来的。1、遗传信息、密码子和反密码子、遗传信息、密码子和反密码子（1）遗传信息：指基因（或）遗传信息：指基因（或DNA）中控制遗传性状的脱氧核苷）中控
46、制遗传性状的脱氧核苷酸顺序，它间接决定氨基酸的排列顺序。酸顺序，它间接决定氨基酸的排列顺序。（3）反密码子：指）反密码子：指 tRNA分子上与分子上与 mRNA分子中的密码子互补配对分子中的密码子互补配对的三个碱基，有的三个碱基，有61种。反密码子的三个碱基与相应的种。反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对模板链上对应的碱基排列顺序相同，只是应的碱基排列顺序相同，只是DNA链上碱基链上碱基T的位置在的位置在tRNA上为上为U。2、归纳总结、归纳总结根据转录和翻译过程填充：根据转录和翻译过程填充： DNADNA双链双链 G G 信使信使RNARNA 转运转运RNARNA 氨氨 基基 酸酸 丙
47、氨酸（丙氨酸（ 密码密码GCAGCA) ) C A C G T G C A C G U项目项目位置位置作用作用遗传信息遗传信息在在DNA上上决定氨基酸的排列顺序，起间接决定氨基酸的排列顺序，起间接作用作用密码子密码子在在mRNA上上直接控制蛋白质的氨基酸的排列直接控制蛋白质的氨基酸的排列顺序顺序反密码子反密码子在在tRNA上上识别密码子识别密码子遗传信息、密码子和反密码子的作用遗传信息、密码子和反密码子的作用基因中的碱基、基因中的碱基、RNARNA中的碱基和蛋白中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系质中氨基酸的数量关系比较比较DNADNA中的中的碱基碱基数、数、脱氧脱氧核苷核苷酸数酸数信使信使RN
48、ARNA中的中的碱基碱基数目数目蛋白蛋白质中质中的氨的氨基酸基酸数目数目蛋白蛋白质中质中的肽的肽链数链数蛋白蛋白质中质中的肽的肽键数键数缩合缩合失去失去的水的水分子分子数目数目数目数目n nm m6n6n3n3nn-mn-mn-mn-m3、 DNA （基因）、（基因）、 mRNA上碱基数与氨基酸数量之间的关系上碱基数与氨基酸数量之间的关系（2）翻译过程中，信使）翻译过程中，信使RNA中每中每3个碱基决定一个氨基酸，所以个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA碱基数目的碱基数目的1/3。 总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基
49、数总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基数(指双链指双链)、RNA分子分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6 ：3：1。提醒：提醒： 因为因为DNA （基因）、（基因）、 mRNA上有一些碱基不编码氨基上有一些碱基不编码氨基酸（如酸（如mRNA 上终止密码等）上终止密码等） ，所以实际上编码，所以实际上编码n个氨基酸，个氨基酸， mRNA上所需的碱基数目大于上所需的碱基数目大于3n，基因上所需的碱基数目大于，基因上所需的碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有故一般题干中求氨基酸数有“最多最多”、求碱基数有、求碱基数有“至少至少”等字样。等字样
50、。（1）转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链）转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因此，转录形成的则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基分子中碱基数目是基因中碱基数目的数目的l2。练习：练习：1、某基因有某基因有1200个碱基，则由它控制合成的蛋白质氨个碱基，则由它控制合成的蛋白质氨基酸的数目是（基酸的数目是（ ）个）个、100、200、300、400B B基因基因性状性状信息流信息流遗传学上把遗传信息的流动方向叫做遗传学上把遗传信息的流动方向叫做信息流。信息流。3、在基因与性状之间遗传信息的传递方向是、在基因与性状之间遗传信息