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1、高中生物遗传与进化课本知识点汇总本讲稿第一页，共七十页第一章第一章 遗传因子的发现遗传因子的发现第一节第一节 孟德尔豌豆杂交试验（一）孟德尔豌豆杂交试验（一）1.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于：孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于：（1）豌豆是）豌豆是自花传粉自花传粉植物，且是植物，且是闭花授粉闭花授粉的植物；的植物；（2）豌豆花较大，易于人工操作；）豌豆花较大，易于人工操作；（3）豌豆具有）豌豆具有易于区分的性状易于区分的性状。2.遗传学中常用概念及分析遗传学中常用概念及分析（1）性状：生物所表现出来的形态特征和生理特性。）性状：生物所表现出来的形态特征和生理特性。相对
2、性状：一种生物同一种性状的不同表现类型。相对性状：一种生物同一种性状的不同表现类型。区分：兔的长毛和短毛；人的卷发和直发等；区分：兔的长毛和短毛；人的卷发和直发等；兔的长毛和黄毛；牛的黄毛和羊的白毛兔的长毛和黄毛；牛的黄毛和羊的白毛 性状分离：杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。如在性状分离：杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。如在DDdd杂交实验中，杂合杂交实验中，杂合F1代自交后形成的代自交后形成的F2代同时出现显性性状（代同时出现显性性状（DD及及Dd）和隐性性）和隐性性状（状（dd）的现象。）的现象。显性性状：在显性性状：在DDdd 杂交试验中，杂交试验中，F1表现
3、出来的性状；如教材中表现出来的性状；如教材中F1代豌豆代豌豆表现出高茎，即高茎为显性。决定显性性状的为显性遗传因子（基因），用表现出高茎，即高茎为显性。决定显性性状的为显性遗传因子（基因），用大写字母表示。如高茎用大写字母表示。如高茎用D表示。表示。本讲稿第二页，共七十页隐性性状：在隐性性状：在DDdd杂交试验中，杂交试验中，F1未显现出来的性状；如教未显现出来的性状；如教材中材中F1代豌豆未表现出矮茎，即矮茎为隐性。决定隐性性状的代豌豆未表现出矮茎，即矮茎为隐性。决定隐性性状的为隐性基因，用小写字母表示，如矮茎用为隐性基因，用小写字母表示，如矮茎用d表示。表示。（2）纯合子：遗传因子（基因）
4、组成相同的个体。如）纯合子：遗传因子（基因）组成相同的个体。如DD或或dd。其。其特点纯合子是自交后代全为纯合子，无性状分离现象。特点纯合子是自交后代全为纯合子，无性状分离现象。杂合子：遗传因子（基因）组成不同的个体。如杂合子：遗传因子（基因）组成不同的个体。如Dd。其特。其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。点是杂合子自交后代出现性状分离现象。（3）杂交：遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。）杂交：遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。如：如：DDdd Dddd DDDd等。等。自交：遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。自交：遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。如：如：DDDD Dd
5、Dd等等测交：测交：F1（待测个体）与隐性纯合子杂交的方式。（待测个体）与隐性纯合子杂交的方式。如：如：Dddd正交和反交：二者是相对而言的，正交和反交：二者是相对而言的，如甲（如甲（）乙（乙（）为正交，则甲（）为正交，则甲（）乙（乙（）为反交；）为反交；如甲（如甲（）乙（乙（）为正交，则甲（）为正交，则甲（）乙（乙（）为反交。）为反交。本讲稿第三页，共七十页3.杂合子和纯合子的鉴别方法杂合子和纯合子的鉴别方法 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子若后代无性状分离，则待测个体为纯合子测交法测交法 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子若后代有性状分离，则待测个体为杂合子 若后代无性状分离，则待测
6、个体为纯合子若后代无性状分离，则待测个体为纯合子自交法自交法 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子若后代有性状分离，则待测个体为杂合子4.常见问题解题方法常见问题解题方法（1）如后代性状分离比为显：隐）如后代性状分离比为显：隐=3：1，则双亲一定都，则双亲一定都是杂合子（是杂合子（Dd）即即DdDd 3D_：1dd（2）若后代性状分离比为显：隐）若后代性状分离比为显：隐=1：1，则双亲一定，则双亲一定是测交类型。是测交类型。即为即为Dddd 1Dd：1dd（3）若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯）若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。合子。即即DDDD 或或 DD
7、Dd 或或 DDdd本讲稿第四页，共七十页5.分离定律分离定律 其实质就是在形成配子时，其实质就是在形成配子时，等位基因随减等位基因随减数第一次分裂后期同源染色体的分开而分离，数第一次分裂后期同源染色体的分开而分离，分别进入到不同的配子中分别进入到不同的配子中。第第2节节 孟德尔豌豆杂交试验（二）孟德尔豌豆杂交试验（二）1.两对相对性状杂交试验中的有关结论两对相对性状杂交试验中的有关结论（1）两对相对性状由两对等位基因控制，）两对相对性状由两对等位基因控制，且两对等位基因分别位于两对同源染色体。且两对等位基因分别位于两对同源染色体。(2)F1 减数分裂产生配子时，等位基因一定减数分裂产生配子时
8、，等位基因一定分离，非等位基因（位于非同源染色体上的分离，非等位基因（位于非同源染色体上的非等位基因）自由组合，且同时发生。非等位基因）自由组合，且同时发生。本讲稿第五页，共七十页（3）F2中有中有16种组合方式，种组合方式，9种基因型，种基因型，4种表现型，种表现型，比例比例9：3：3：1 YYRR 1/16亲本类型亲本类型 YYRr 2/16 双显（双显（Y_R_9/16 黄圆）黄圆）YyRR 2/16 YyRr 4/16 纯隐（纯隐（yyrr）1/16绿皱绿皱 yyrr 1/16 重组类型重组类型 YYrr 1/16 单显（单显（Y_rr）3/16黄皱黄皱 Yyrr 2/16 yyRR
9、1/16 单显（单显（yyR_）3/16 绿圆绿圆 yyRr 2/16注意：上述结论只是符合亲本为注意：上述结论只是符合亲本为YYRRyyrr，但亲，但亲本为本为YYrryyRR，F2中重组类型为中重组类型为 10/16，亲本类型，亲本类型为为 6/16。本讲稿第六页，共七十页2.常常见见组组合合问问题题（1）配配子子类类型型问问题题如如：AaBbCc产产生生的的配配子子种种类类数数为为2x2x2=8种种（2）基基因因型型类类型型如如：AaBbCcAaBBCc，后后代代基基因因型型数数为为多多少少？先先 分分 解解 为为 三三 个个 分分 离离 定定 律律：AaAa后后代代3种种基基因因型型（
10、1AA：2Aa：1aa）BbBB后后 代代2种种 基基 因因 型型（1 B B：1 B b）CcCc后后代代3种种基基因因型型（1CC：2Cc：1cc）所所 以以 其其 杂杂 交交 后后 代代 有有3x2x3=18种种 类类 型型。本讲稿第七页，共七十页（3）表现类型问题）表现类型问题 如：如：AaBbCcAabbCc，后代表现数为多少？，后代表现数为多少？先分解为三个分离定律：先分解为三个分离定律：AaAa后代后代2种表现型种表现型Bbbb后代后代2种表现型种表现型CcCc后代后代2种表现型种表现型所以其杂交后代有所以其杂交后代有2x2x2=8种表现型。种表现型。3.自由组合定律自由组合定律
11、实质是形成配子时，实质是形成配子时，成对的基因彼此分离，成对的基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合决定不同性状的基因自由组合。4.常见遗传学符号常见遗传学符号符号符号PF1 F2 含含义义 亲亲本本子一代子一代子二代子二代杂杂交交自交自交母本母本父本父本本讲稿第八页，共七十页第二章第二章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系第一节第一节 减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用知识结构：知识结构：减数分裂：精子的形成过程减数分裂：精子的形成过程 卵细胞形成过程卵细胞形成过程减数分裂和受精作用：减数分裂和受精作用：1、配子中染色、配子中染色体组合的多样性，体组合的多样性，2、受精作用、受精作用3
12、、受精、受精作用的过程和实质作用的过程和实质本讲稿第九页，共七十页1.正确区分染色体、染色单体、同源染色体正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体和四分体（1）染色体和染色单体：细胞分裂间期，）染色体和染色单体：细胞分裂间期，染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据着丝点判断。着丝点判断。（2）同源染色体和四分体：同源染色体指）同源染色体和四分体：同源染色体指形态、大小一般相同，一条来自母方，一条形态、大小一般相同，一条来自母方，一条来自父方，且能在减数第一次分裂过程中可来自父方
13、，且能在减数第一次分裂过程中可以两两配对的一对染色体。四分体指减数第以两两配对的一对染色体。四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。中含有四条姐妹染色单体。（3）一对同源染色体一对同源染色体=一个四分体一个四分体=2条染条染色体色体=4条染色单体条染色单体=4个个DNA分子分子。本讲稿第十页，共七十页2.减数分裂过程中遇到的一些概念减数分裂过程中遇到的一些概念 同源染色体：上面已经有了同源染色体：上面已经有了 联会：同源染色体两两配对的现象。联会：同源染色体两两配对的现象。四分体：上面已经有了四分体：上面已经有了 交叉互
14、换：指交叉互换：指四分体时期四分体时期，非姐妹染色单体非姐妹染色单体发生缠绕，并交换部分片段的现象。发生缠绕，并交换部分片段的现象。减数分裂：是减数分裂：是有性生殖的生物有性生殖的生物在产生在产生成熟生成熟生殖细胞殖细胞时进行的染色体数目时进行的染色体数目减半减半的细胞分裂。的细胞分裂。3.减数分裂减数分裂 特点：复制一次，特点：复制一次，分裂两次。分裂两次。结果：染色体数目减半（染色体数目减半实结果：染色体数目减半（染色体数目减半实际发生在际发生在减数第一次分裂）减数第一次分裂）。场所：生殖器官内场所：生殖器官内本讲稿第十一页，共七十页本讲稿第十二页，共七十页比比较项较项目目不不 同同 点点
15、相同点相同点精子的形成精子的形成卵卵细细胞的形成胞的形成染色体复制染色体复制复制一次复制一次第一次分裂第一次分裂一个初一个初级级精母精母细细胞胞（2n）产产生两个大小生两个大小相同的次相同的次级级精母精母细细胞胞（n）一个初一个初级级卵母卵母细细胞胞（2n）（）（细细胞胞质质不均不均等分裂）等分裂）产产生一个次生一个次级级卵母卵母细细胞（胞（n）和）和一个第一极体（一个第一极体（n）同源染色体同源染色体联联会，形成四会，形成四分体，同源染色体分离，分体，同源染色体分离，非同源染色体自由非同源染色体自由组组合，合，细细胞胞质质分裂，子分裂，子细细胞染色胞染色体数目减半体数目减半第二次分裂第二次分
16、裂两个次两个次级级精母精母细细胞形胞形成四个同成四个同样样大小的精大小的精细细胞（胞（n）一个次一个次级级卵母卵母细细胞胞（细细胞胞质质不均等分裂）不均等分裂）形成一个大的卵形成一个大的卵细细胞胞(n)和一个小的第二极和一个小的第二极体。第一极体分裂体。第一极体分裂（均等）成两个第二（均等）成两个第二极体极体着着丝丝点分裂，姐妹染色点分裂，姐妹染色单单体分开，分体分开，分别别移向两极，移向两极，细细胞胞质质分裂，子分裂，子细细胞染色胞染色体数目不体数目不变变有无有无变变形形精精细细胞胞变变形形成精子形形成精子无无变变形形分裂分裂结结果果产产生四个有功能的精生四个有功能的精子子(n)只只产产生一
17、个有功能的生一个有功能的卵卵细细胞胞(n)精子和卵精子和卵细细胞中染色体数胞中染色体数目均减半目均减半4.精子与卵细胞形成的异同点精子与卵细胞形成的异同点本讲稿第十三页，共七十页比比较项较项目目减数分裂减数分裂有有丝丝分裂分裂染色体复制次数及染色体复制次数及时时间间一次，减数第一次分裂的一次，减数第一次分裂的间间期期一次，有一次，有丝丝分裂的分裂的间间期期细细胞分裂次数胞分裂次数二次二次一次一次联联会四分体是否出会四分体是否出现现出出现现在减数第一次分裂在减数第一次分裂不出不出现现同源染色体分离同源染色体分离减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期无无着着丝丝点分裂点分裂发发生在减数第二次分裂后生
18、在减数第二次分裂后期期后期后期子子细细胞的名称及数目胞的名称及数目性性细细胞，精胞，精细细胞胞4个或卵个或卵1个、极体个、极体3个个体体细细胞，胞，2个个子子细细胞中染色体胞中染色体变变化化减半，减数第一次分裂减半，减数第一次分裂不不变变子子细细胞胞间间的的遗传组遗传组成成不一定相同不一定相同一定相同一定相同5.减数分裂和有丝分裂主要异同点减数分裂和有丝分裂主要异同点本讲稿第十四页，共七十页6.识别细胞分裂图形（区分有丝分裂、减数第一次分裂、识别细胞分裂图形（区分有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂）减数第二次分裂）（1）、方法三看鉴别法（点数目、找同源、看行为）、方法三看鉴别法（点数目、
19、找同源、看行为）第第1步：如果细胞内染色体数目为奇数，则该细胞为减数第步：如果细胞内染色体数目为奇数，则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。二次分裂某时期的细胞。第第2步：看细胞内有无同源染色体，若无则为减数第二次分步：看细胞内有无同源染色体，若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图；若有则为减数第一次分裂或有丝裂某时期的细胞分裂图；若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。分裂某时期的细胞分裂图。第第3步：在有同源染色体的情况下，若有联会、四分体、同步：在有同源染色体的情况下，若有联会、四分体、同源染色体分离，非同源染色体自由组合等行为则为减数第源染色体分离，非同源染色体自由组合等
20、行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图；若无以上行为，则为有丝一次分裂某时期的细胞分裂图；若无以上行为，则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。分裂的某一时期的细胞分裂图。本讲稿第十五页，共七十页（2）例题：判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。）例题：判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。解析：解析：甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体，但无联会、四分体、分离等行为，甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体，但无联会、四分体、分离等行为，且每一端都有一套形态和数目相同的染色体，故为有丝分裂的后期。且每一端都有一套形态和数目相同的染色体，故为有丝分裂的后期。乙图有同源染色体，且同源染色体分离，非
21、同源染色体自由组合，乙图有同源染色体，且同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故为减数第一次分裂的后期。故为减数第一次分裂的后期。丙图不存在同源染色体，且每条染色体的着丝点分开，丙图不存在同源染色体，且每条染色体的着丝点分开，姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极，故为减数第二次分裂后期姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极，故为减数第二次分裂后期。本讲稿第十六页，共七十页7.受精作用：指卵细胞和精子受精作用：指卵细胞和精子相互识别、融合相互识别、融合成为受精卵成为受精卵的过程。的过程。注：受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半，但注：受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半，但细胞质几乎全部是
22、由卵细胞提供，因此后代某些性状更像细胞质几乎全部是由卵细胞提供，因此后代某些性状更像母方。母方。意义：通过意义：通过减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用，保证了进行有性生殖的，保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而保证了，从而保证了遗传的稳定和物种的稳定；在减数分裂中，发生了非遗传的稳定和物种的稳定；在减数分裂中，发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换，同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换，增加了配子的多样性，加上受精时卵细胞和精子结合增加了配子的多样性，加上受精时卵细胞和精子结合的随机性，使后代呈现多样性，有利
23、于生物的进化，的随机性，使后代呈现多样性，有利于生物的进化，体现了有性生殖的优越性。体现了有性生殖的优越性。下图讲解受精作用的过程，强调受精作用是精子的细胞核和下图讲解受精作用的过程，强调受精作用是精子的细胞核和卵细胞的细胞核结合，受精卵中的染色体数目又恢复到体细卵细胞的细胞核结合，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目。胞的数目。本讲稿第十七页，共七十页本讲稿第十八页，共七十页8.配子种类问题配子种类问题由于染色体组合的多样性，使配子也由于染色体组合的多样性，使配子也多种多样，根据染色体组合多样性的多种多样，根据染色体组合多样性的形成的过程，所以配子的种类可由同形成的过程，所以配子的种类可
24、由同源染色体对数决定，即含有源染色体对数决定，即含有n对同源对同源染色体的精（卵）原细胞产生配子染色体的精（卵）原细胞产生配子的种类为的种类为2n种种。本讲稿第十九页，共七十页第二节第二节 基因在染色体上基因在染色体上萨顿假说推论：萨顿假说推论：基因在染色体上基因在染色体上，也就是说，也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存在着明显的为存在着明显的平行平行关系。关系。2.、基因位于染色体上的实验证据、基因位于染色体上的实验证据 果蝇杂交实验分析果蝇杂交实验分析本讲稿第二十页，共七十页3.一条染色体上一般含有多个基因，一条染色体上一般含有多个基因，
25、且这多个基因在染色体上且这多个基因在染色体上呈线性排列呈线性排列4.基因的分离定律的实质基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质基因的自由组合定律的实质第三节第三节 伴性遗传伴性遗传1.伴性遗传的概念伴性遗传的概念2.人类红绿色盲症（伴人类红绿色盲症（伴X染色体隐性遗传病）染色体隐性遗传病）特点：特点：男性患者多于女性患者男性患者多于女性患者。交叉遗传交叉遗传。即男性。即男性女性女性男性。男性。一般为一般为隔代遗传隔代遗传。本讲稿第二十一页，共七十页1.抗维生素抗维生素D佝偻病（伴佝偻病（伴X染色体显性遗传病）染色体显性遗传病）特点：特点：女性患者多于男性患者女性患者多于男性患者。代代相传
26、代代相传。4、伴性遗传在生产实践中的应用、伴性遗传在生产实践中的应用本讲稿第二十二页，共七十页3、人类遗传病的判定方法、人类遗传病的判定方法口诀：无中生有为隐性，有中生无为显性；隐性看女病，女病男正非伴性；口诀：无中生有为隐性，有中生无为显性；隐性看女病，女病男正非伴性；显性看男病，男病女正非伴性。显性看男病，男病女正非伴性。第一步：确定致病基因的显隐性：第一步：确定致病基因的显隐性：可根据可根据（1）双亲正常子代有病为隐性遗传（即无中生有为隐性）；）双亲正常子代有病为隐性遗传（即无中生有为隐性）；（2）双亲有病子代出现正常为显性遗传来判断（即有中生无为显性）。）双亲有病子代出现正常为显性遗传
27、来判断（即有中生无为显性）。第二步：确定致病基因在常染色体还是性染色体上。第二步：确定致病基因在常染色体还是性染色体上。在隐性遗传中，父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常，为常染色体上隐在隐性遗传中，父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常，为常染色体上隐性遗传；性遗传；在显性遗传，父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病，为常染色体显在显性遗传，父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病，为常染色体显性遗传。性遗传。不管显隐性遗传，如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常，不管显隐性遗传，如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常，都不可能是都不可能是Y染色体上的遗传病；染色体上的遗传病；题目中已告知的遗传病或课本上讲
28、过的某些遗传病，如白化病、多指、题目中已告知的遗传病或课本上讲过的某些遗传病，如白化病、多指、色盲或血友病等可直接确定。色盲或血友病等可直接确定。注：如果家系图中患者全为男性（女全正常），且具有世代连续注：如果家系图中患者全为男性（女全正常），且具有世代连续性，应首先考虑伴性，应首先考虑伴Y遗传，无显隐之分。遗传，无显隐之分。本讲稿第二十三页，共七十页 第三章第三章 基因的本质基因的本质第一节第一节 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验（1）、体内转化实验：）、体内转化实验：1928年由英国科学家格里菲思年由英国科学家格里菲思等人进行。等人进行。实
29、验过程实验过程 结论：在结论：在S型细菌中存在转化因子型细菌中存在转化因子可以使可以使R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌。型细菌。本讲稿第二十四页，共七十页（2）、体外转化实验：）、体外转化实验：1944年由美国科学家年由美国科学家艾弗里等人进行。艾弗里等人进行。实验过程实验过程 结论：结论：DNA是遗传物质是遗传物质本讲稿第二十五页，共七十页2.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验1、实验过程、实验过程标记噬菌体标记噬菌体含含35S的培养基的培养基含含35S的细菌的细菌35S蛋白质外壳含蛋白质外壳含35S的噬菌体的噬菌体含含32P的细菌的细菌内部内部DNA含含32P的噬菌体的噬菌体细菌体
30、内没有放射性细菌体内没有放射性35S细菌体内有放射线细菌体内有放射线32P含含32P的培养基的培养基噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌含含35S的噬菌体的噬菌体含含32P的噬菌体的噬菌体结论：进一步确立结论：进一步确立DNA是遗传物质是遗传物质本讲稿第二十六页，共七十页3.烟草花叶病毒感染烟草实验：烟草花叶病毒感染烟草实验：（1）、实验过程）、实验过程（2）、实验结果分析与结论：烟草花叶病毒的）、实验结果分析与结论：烟草花叶病毒的RNA能自我复制，能自我复制，控制生物的遗传性状，因此控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。是它的遗传物质。4、生物的遗传物质、生物的遗传物质非细胞结构：非细胞结构
31、：DNA或或RNA生物生物 原核生物：原核生物：DNA 细胞结构细胞结构 真核生物：真核生物：DNA结论：绝大多数生物（细胞结构的生物和结论：绝大多数生物（细胞结构的生物和DNA病毒）的遗传物质是病毒）的遗传物质是DNA，所以说所以说DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。本讲稿第二十七页，共七十页第二节第二节 DNA分子的结构分子的结构DNA分子的结构分子的结构（1）基本单位）基本单位-脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）本讲稿第二十八页，共七十页2、DNA分子有何特点？分子有何特点？稳定性稳定性是指是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。分子双螺旋空间结构的
32、相对稳定性。多样性多样性构成构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有分子的脱氧核苷酸虽只有4种，配对方式仅种，配对方式仅2种，种，但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。分子的多样性。特异性特异性每个特定的每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序，分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每个特定的所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了这
33、种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。分子的特异性。本讲稿第二十九页，共七十页3.DNA双螺旋结构的特点：双螺旋结构的特点：DNA分子由两条分子由两条反向平行反向平行的的脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链盘旋而成。盘旋而成。DNA分子外侧是分子外侧是脱氧核糖脱氧核糖和和磷酸磷酸交替连接而成的交替连接而成的基本骨架基本骨架。DNA分子两条链的内侧的碱基按照分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则配对，配对，并以并以氢键氢键互相连接。互相连接。4.相关计算相关计算（1）A=T C=G（2）（）（A+C）/（T+G）=1或或A+G/T+C=1（3）如果（）如果（A1+C1）/（
34、T1+G1）=b 那么（那么（A2+C2）/（T2+G2）=1/b（4）（A+T）/（C+G）=（A1+T1）/（C1+G1）=（A2+T2）/（C2+G2）=a本讲稿第三十页，共七十页例：已知例：已知DNA分子中，分子中，G和和C之和占全部碱基的之和占全部碱基的46，又知在该又知在该DNA分子的分子的H链中，链中，A和和C分别占碱基数分别占碱基数的的28%和和22%，则该，则该DNA分子与分子与H链互补的链中，链互补的链中，A和和C分别占该链碱基的比例为分别占该链碱基的比例为()28、22%B.22、28%C.23、27%D.26、24%4.判断核酸种类判断核酸种类（1）如有）如有U无无T，
35、则此核酸为，则此核酸为RNA；（2）如有）如有T且且A=T C=G，则为双链，则为双链DNA；（3）如有）如有T且且A T C G，则为单链，则为单链DNA；（4）U和和T都有，则处于转录阶段。都有，则处于转录阶段。本讲稿第三十一页，共七十页第第3节节 DNA的复制的复制一、一、DNA分子复制的过程分子复制的过程解旋酶：解旋酶：解开解开DNA双链双链聚合酶：聚合酶：以母链为模板，游离的四以母链为模板，游离的四种脱氧核苷酸为原料，严格遵循碱种脱氧核苷酸为原料，严格遵循碱基互补配对原则，合成子链基互补配对原则，合成子链连接酶：连接酶：把把DNA子链片段连接子链片段连接起来起来本讲稿第三十二页，共七
36、十页1、概念：以亲代、概念：以亲代DNA分子为模板合成子代分子为模板合成子代DNA的过程的过程2、复制时间：、复制时间：有丝分裂有丝分裂或或减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期3.复制方式：复制方式：半保留复制半保留复制4、复制条件、复制条件 （1）模板：）模板：亲代亲代DNA分子两条脱氧核苷酸链分子两条脱氧核苷酸链 （2）原料：）原料：4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 （3）能量：）能量：ATP （4）解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶等等5、复制特点：、复制特点：边解旋边复制边解旋边复制6、复制场所：主要在、复制场所：主要在细胞核细胞核中，中，线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体也存在。也存在。7、复制
37、意义：保持了遗传信息的连续性。、复制意义：保持了遗传信息的连续性。本讲稿第三十三页，共七十页三、与三、与DNA复制有关的碱基计算复制有关的碱基计算1.一个一个DNA连续复制连续复制n次后，次后，DNA分子总数为：分子总数为：2n2.第第n代的代的DNA分子中，含原分子中，含原DNA母链的有母链的有2个，占个，占1/(2n-1)3.若某若某DNA分子中含碱基分子中含碱基T为为a，(1)则连续复制则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1)(2)第第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a2n
38、-1例题：例题：（1）、一个被放射性元素标记双链）、一个被放射性元素标记双链DNA的噬菌体侵染细菌，若的噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数体占总数()A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2（2）、具有）、具有100个碱基对的一个个碱基对的一个DNA分子片段，含有分子片段，含有40个胸腺个胸腺嘧啶，若连续复制嘧啶，若连续复制3次，则第三次复制时需游离的胞嘧啶脱氧次，则第三次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数是核苷酸数是()A.60个个 B.120个个 C.240个个 D.360个个本讲稿
39、第三十四页，共七十页第第4节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段一、一、.基因的相关关系基因的相关关系1、与、与DNA的关系的关系基因的实质是基因的实质是有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段，无遗传效应的，无遗传效应的DNA片片段不能称之为基因（非基因）。段不能称之为基因（非基因）。每个每个DNA分子包含许多个基因。分子包含许多个基因。2、与染色体的关系、与染色体的关系基因在染色体上呈线性排列。基因在染色体上呈线性排列。染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。分布。3、与脱氧核苷酸的关系、与脱氧核苷酸
40、的关系脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（A、T、C、G）是构成基因的单位。）是构成基因的单位。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。4、与性状的关系、与性状的关系基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。本讲稿第三十五页，共七十页二、二、DNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化构成了碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子分子的
41、的多样性，而碱基的特异排列顺序，又构成多样性，而碱基的特异排列顺序，又构成了每个了每个DNA分子的特异性。分子的特异性。本讲稿第三十六页，共七十页1 基因的表达基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成第一节基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录：一、遗传信息的转录：1、DNA与与RNA的异同点的异同点 核酸核酸项项目目 DNARNA结结构构通常是双螺旋通常是双螺旋结结构，极构，极少数病毒是少数病毒是单链结单链结构构通常是通常是单链结单链结构构基本基本单单位位脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（4种）种）核糖核苷酸（核糖核苷酸（4种）种）五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖碱基碱基A、G、C、TA、G、C、U产
42、产生途径生途径DNA复制、逆复制、逆转录转录转录转录、RNA复制复制存在部位存在部位主要位于主要位于细细胞核中染色胞核中染色体上，极少数位于体上，极少数位于细细胞胞质质中的中的线线粒体和叶粒体和叶绿绿体体上上主要位于主要位于细细胞胞质质中中功能功能传递传递和表达和表达遗传遗传信息信息mRNA：转录遗传转录遗传信信息，翻息，翻译译的模板的模板tRNA：运：运输输特定氨特定氨基酸基酸rRNA：核糖体的：核糖体的组组成成分成成分本讲稿第三十七页，共七十页2、RNA的类型的类型信使信使RNA（mRNA）转运转运RNA（tRNA）核糖体核糖体RNA（rRNA）3、转录、转录转录的概念转录的概念转录的场所
43、主要在转录的场所主要在细胞核细胞核转录的模板以转录的模板以DNA的一条链的一条链为模板为模板转录的原料转录的原料4种核糖核苷酸种核糖核苷酸转录的产物转录的产物一条单链的一条单链的mRNA转录的原则转录的原则碱基互补配对碱基互补配对本讲稿第三十八页，共七十页转录与复制的异同（下表：）转录与复制的异同（下表：）阶阶段段项项目目复制复制转录转录时间时间细细胞有胞有丝丝分裂的分裂的间间期或减数第一次分期或减数第一次分裂裂间间期期生生长发长发育的育的连续过连续过程程进进行行场场所所主要主要细细胞核胞核主要主要细细胞核胞核模板模板以以DNA的两条的两条链为链为模板模板以以DNA的一条的一条链为链为模板模板
44、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条件条件需要特定的需要特定的酶酶和和ATP需要特定的需要特定的酶酶和和ATP过过程程在在酶酶的作用下，两条扭成螺旋的双的作用下，两条扭成螺旋的双链链解开，以解开的每段解开，以解开的每段链为链为模板，按碱模板，按碱基互基互补补配配对对原原则则（AT、CG、TA、GC）合成与模板互）合成与模板互补补的子的子链链；子子链链与与对应对应的母的母链盘绕链盘绕成双螺旋成双螺旋结结构构在在细细胞核中，以胞核中，以DNA解旋后的一条解旋后的一条链为链为模板，按照模板，按照AU、GC、TA、CG的碱基互的碱基互补补配配对对原原则则，形成，形成mRNA，
45、mRNA从从细细胞核胞核进进入入细细胞胞质质中，与核糖中，与核糖体体结结合合产产物物两个双两个双链链的的DNA分子分子一条一条单链单链的的mRNA特点特点边边解旋解旋边边复制；半保留式复制（每个复制；半保留式复制（每个子代子代DNA含一条母含一条母链链和一条子和一条子链链）边边解旋解旋边转录边转录；DNA双双链链分子全保留式分子全保留式转录转录（转录转录后后DNA仍保留原来的双仍保留原来的双链结链结构）构）遗传遗传信息的信息的传递传递方方向向遗传遗传信息从信息从亲亲代代DNA传给传给子代子代DNA分分子子遗传遗传信息由信息由DNA传传到到RNA本讲稿第三十九页，共七十页二、遗传信息的翻译二、遗
46、传信息的翻译1、遗传信息、密码子和反密码子、遗传信息、密码子和反密码子基因中脱氧核苷酸的序列基因中脱氧核苷酸的序列遗传遗传信息信息密密码码子子反密反密码码子子概念概念基因中脱氧核苷酸的基因中脱氧核苷酸的排列排列顺顺序序mRNA中中决定一个决定一个氨氨基酸基酸的的三个相三个相邻邻碱基碱基tRNA中中与与mRNA密密码码子互子互补补配配对对的的三个碱基三个碱基作用作用控制生物的控制生物的遗传遗传性状性状直接决定蛋白直接决定蛋白质质中的中的氨基酸序列氨基酸序列识别识别密密码码子，子，转转运运氨基酸氨基酸种种类类基因中脱氧核苷酸种基因中脱氧核苷酸种类类、数目和排列、数目和排列顺顺序序的不同，决定了的不
47、同，决定了遗传遗传信息的多信息的多样样性性64种种61种种：能翻：能翻译译出氨基出氨基酸酸3种种：终终止密止密码码子，不子，不能翻能翻译译氨基酸氨基酸61种种或或tRNA也也为为61种种 联联系系mRNA中核糖核苷酸的序列中核糖核苷酸的序列mRNA中碱基序列与基因模板中碱基序列与基因模板链链中碱基序列互中碱基序列互补补密密码码子与相子与相应应反密反密码码子的序列互子的序列互补补配配对对本讲稿第四十页，共七十页2、翻译定义翻译的场所 细胞质的核糖体上翻译的模板 mRNA翻译的原料 20种氨基酸翻译的产物 多肽链（蛋白质）翻译的原则 碱基互补配对本讲稿第四十一页，共七十页翻译与转录的异同点（下表）
48、：翻译与转录的异同点（下表）：阶阶段段项项目目转录转录翻翻译译定定义义在在细细胞核中，以胞核中，以DNA的一条的一条链链为为模板合成模板合成mRNA的的过过程程以以信使信使RNA为为模板，合成具有模板，合成具有一定氨基酸一定氨基酸顺顺序的序的蛋白蛋白质质的的过过程程场场所所细细胞核胞核细细胞胞质质的核糖体的核糖体模板模板DNA的一条的一条链链信使信使RNA信息信息传递传递的方向的方向DNAmRNAmRNA蛋白蛋白质质原料原料含含A、U、C、G的的4种核苷酸种核苷酸合成蛋白合成蛋白质质的的20种氨基酸种氨基酸产产物物信使信使RNA有一定氨基酸排列有一定氨基酸排列顺顺序的蛋白序的蛋白质质实质实质是
49、是遗传遗传信息的信息的转录转录是是遗传遗传信息的表达信息的表达本讲稿第四十二页，共七十页三、基因表达过程中有关三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算、氨基酸的计算1、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链产生一条单链mRNA，则转录产生的，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或（或C+G）与）与mRNA分子中分子中U+A（或（或C+G）相等。）相等。2.翻译过程中，翻译过程中，mRNA中每中每3个相邻碱基决定
50、一个氨基酸，个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中中碱基数目的碱基数目的1/3，是双链，是双链DNA碱基数目的碱基数目的 1/6。本讲稿第四十三页，共七十页第第2节节 基因对性状的控制基因对性状的控制一、中心法则一、中心法则 DNADNA：DNA的自我复制；的自我复制；DNARNA：转录；：转录；RNA蛋白质：翻译；蛋白质：翻译；RNARNA：RNA的自我复制；的自我复制；RNADNA：逆转录。：逆转录。DNADNA RNARNADNARNA 细胞生物细胞生物 病毒病毒RNA蛋白质蛋白质 RNADNA本讲稿第四十四页