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1、微专题提升系列与基因表达有关的图形图解题4 4DNA的复制2 2基因的表达3 3翻译过程的三种模型图解读1 1DNA分子的结构5 5中心法则一、一、DNA分子的分子的结构构(夏冰冰,陈穗妙,江彩云,宋雨婷,张佳洵,朱丽)北京中关村的北京中关村的DNA雕塑雕塑AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类脱氧核苷酸的种类（1 1 1 1）DNADNADNADNA模型的建构模型的建构模型的建构模型的建构资料资料2：DNA是由是由许多个脱氧核苷酸许多个脱氧核
2、苷酸连接形成的长链。连接形成的长链。脱氧核苷酸分脱氧核苷酸分子的连接子的连接（磷酸二酯键）（磷酸二酯键）DNADNA分子结构的发现过程分子结构的发现过程1951年，年，威尔金斯威尔金斯展示展示DNA的的X射线射线衍射图谱。衍射图谱。1952年，年，查哥夫查哥夫提供的重要信息：提供的重要信息：A=T；C=G1953年，年，沃森和克里沃森和克里克在克在自然自然上上发表论文，提出了发表论文，提出了DNA的结构模型。的结构模型。1962年，年，沃森、克里克和威尔金斯沃森、克里克和威尔金斯获获得诺贝尔生理学或医学奖。得诺贝尔生理学或医学奖。推算推算DNA分子呈螺旋结构分子呈螺旋结构DNA分子双螺旋结构分
3、子双螺旋结构（1 1）由）由 条、条、脱氧脱氧核苷酸长链盘旋成核苷酸长链盘旋成_（2 2）外侧：）外侧：_和和_交替连接构成基本骨架。交替连接构成基本骨架。内侧：内侧：_（3 3）碱基通过）碱基通过_连接，连接，碱基配对规律：碱基配对规律：A=TA=T；G GC C（碱基互补配对原则）（碱基互补配对原则）（2）DNA分子的结构分子的结构双螺旋结构双螺旋结构平面结构平面结构（2）DNA分子的结构分子的结构双螺旋结构双螺旋结构平面结构平面结构（1 1）由）由两两条、条、反向平行的反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成脱氧核苷酸长链盘旋成双双螺旋结构螺旋结构（2 2）外侧：）外侧：脱氧核糖脱氧核糖和和磷磷酸
4、酸交替连接构成基本骨架交替连接构成基本骨架。内侧：内侧：碱基对碱基对（3 3）碱基通过）碱基通过氢键氢键连接，连接，碱基配对规律：碱基配对规律：A=TA=T；GCGC（碱基互补配对原则）（碱基互补配对原则）二、二、二、二、DNADNA分子的复制分子的复制分子的复制分子的复制(林镇源林镇源,陈敏陈敏,潘镝潘镝,陈炫任陈炫任,李琳李琳,王皓天王皓天,谢沅津谢沅津)（1 1）半保留复制的实验证据）半保留复制的实验证据）半保留复制的实验证据）半保留复制的实验证据1958年，科学家以大肠杆菌为材料，运年，科学家以大肠杆菌为材料，运用用同位素示踪技术同位素示踪技术，证实，证实DNA以以半保留半保留的方式复
5、制。的方式复制。15N标记的标记的NH4Cl培养大肠杆菌培养大肠杆菌转移到转移到14N的普通培养液中的普通培养液中提取提取DNA并离心并离心15N/15N-DNA（重带）（重带）15N/14N-DNA（中带）（中带）14N/14N-DNA（轻带）（轻带）中带中带(中间中间)15N/14N轻带轻带(上部上部)14N/14N中带中带(中间中间)15N/14N重带重带(下部下部)15N/15N演演绎绎推推理理验验证证假假说说解析解析返回返回解旋酶解旋酶催化（氢键断裂）催化（氢键断裂）解解旋：旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）利用游离的脱氧核苷酸
6、进行）复制复制:以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母母链（旧链）链（旧链）子链（新链）子链（新链）子代子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成DNA复制的条件复制的条件1.模板：模板：2.原料：原料：3.能量：能量：4.酶：酶：ATP亲代亲代DNA的两条链的两条链解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶游离的游离的4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸2 2如如图为真核生物染色体上真核生物染色体上DNADNA分子复制分子复制过程示程示意意图，下列有关叙述，下列有关叙述错误的是的是()()A A图中中DNADNA分子复制是从多个起点同分子复制是从多个起点同时开始的开始的B
7、B图中中DNADNA分子复制是分子复制是边解旋解旋边双向复制的双向复制的C C真核生物真核生物DNADNA分子复制分子复制过程需要解旋程需要解旋酶D D真核生物的真核生物的这种复制方式提高了复制效率种复制方式提高了复制效率答案答案 A 三、三、基因的表达基因的表达(余洁虹,许佳琳,陈昕阳,黄林奇,黄琦桢谢晓娟,陈凤仪,张洁仪,杨月,陈颖,宁晓红)（1）RNA的类型P63蛋白质蛋白质 识别并转运氨基酸识别并转运氨基酸 核糖体核糖体 基因控制蛋白质的合成：基因控制蛋白质的合成：转录与翻译转录与翻译DNAmRNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译1.1.解旋解旋：2.2.2.2.配对配对：3.3.连接连接
8、：4.4.释放释放：细胞核细胞核 叶绿体叶绿体 线粒体线粒体 DNA的一条链的一条链 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 RNA聚合酶聚合酶 AG T AC A A A T 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔DNADNAP64 mRNAP64 mRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质UCAUG U UUAmRNAmRNAUCAUG U UUAmRNAmRNAtRNA 核糖体核糖体2020种氨基酸种氨基酸 tRNAtRNA 概念：游离在概念：游离在_中的各种中的各种_，以以_为模板合成具有一定氨基酸序为模板合成具有一定氨基酸序列的列的_细胞质细胞质蛋白质蛋白质mRNAmRNA氨基酸氨基酸（3）翻译
9、）翻译P6566 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子ACGUG A UUAmRNA密码子：密码子：mRNAmRNA上决定上决定氨基酸氨基酸的的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基 密码子：密码子：mRNAmRNA上的上的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基 ()遗传密密码的特性：的特性：1 1、通用性：、通用性：地地球上几乎所有球上几乎所有的生物共用一的生物共用一套密套密码子表子表。2 2、简并性：、简并性：一种氨基酸一种氨基酸有两种以上有两种以上的密码子的的密码子的情况情况。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。的改变。翻译的工具位
10、位点点一一位位点点二二核糖体的结构核糖体的结构tRNA的三叶草结构的三叶草结构装配机器：装配机器：核糖体核糖体搬运工：搬运工：tRNACAU解析解析返回返回肽链合成后，经过盘曲折叠，形成具有特定结构肽链合成后，经过盘曲折叠，形成具有特定结构与功能的蛋白质与功能的蛋白质一个一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时进分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成行多条肽链的合成项项目目遗传遗传信息信息密密码码子子反密反密码码子子作作用用控制生物控制生物的性状的性状直接决定蛋直接决定蛋白白质质中的氨中的氨基酸序列基酸序列识别识别密密码码子，子，转转运氨基酸运氨基酸图图解解许泽鑫,郑嘉润,李鑫荣重
11、点重点重点重点诵读诵读沃森和克里克沃森和克里克构建了构建了DNADNA的的结构模型。构模型。DNADNA分子的分子的结构：由构：由两条、反向平行两条、反向平行的的脱氧核苷酸脱氧核苷酸长链盘旋成旋成双螺旋双螺旋结构构；外；外侧是是脱氧核糖和磷酸交替脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本接构成基本骨架骨架，内，内侧是是碱基碱基对。碱基通。碱基通过氢键连接，遵循接，遵循碱基互碱基互补配配对原原则：A=TA=T；G GC C，A A和和T T之之间两个两个氢键，G G和和C C之之间三三个个氢键。DNADNA分子具有分子具有多多样性性：碱基：碱基对的排列的排列类型型=4 4n n，n n为碱基碱基对对数数。D
12、NADNA复制复制时期：期：有有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的期、减数第一次分裂前的间期期科学家运用科学家运用同位素同位素标记法法证实DNADNA以半保留的方式复制。以半保留的方式复制。DNADNA复制的特点：复制的特点：半保留复制；半保留复制；边解旋解旋边复制复制。DNADNA复制的复制的过程：程：1.1.解旋；解旋；2.2.合成子合成子链；3.3.形成子代形成子代DNADNA。1 1、解旋：需要、解旋：需要ATPATP，DNADNA解旋解旋酶，断开部位是，断开部位是氢键。2 2、合成子、合成子链：以解开的：以解开的母母链为模板模板，在，在DNADNA聚合聚合酶的作用的作用下，利用下，利
13、用4 4种脱氧核糖核苷酸种脱氧核糖核苷酸，按照，按照碱基互碱基互补配配对原原则合合成互成互补的子的子链。3 3、形成子代、形成子代DNADNA：子：子链不断延伸，每条子不断延伸，每条子链和母和母链盘绕成成双螺旋双螺旋结构构。DNADNA连续复制复制n n次，子代次，子代DNADNA分子的个数是分子的个数是2 2n n。DNADNA精确复制的原因：精确复制的原因：独特的双螺旋独特的双螺旋结构构为复制提供了精复制提供了精确的模板，确的模板，严格遵循格遵循碱基互碱基互补配配对。重点重点重点重点诵读诵读转录的的场所：所：主要在主要在细胞核胞核；模板：；模板：DNADNA的一条的一条链；酶：解旋解旋酶、
14、RNARNA聚合聚合酶；原料：；原料：4 4种游离的核糖核苷种游离的核糖核苷酸酸；原；原则：碱基互碱基互补配配对。RNARNA的种的种类：信使信使RNARNA（mRNAmRNA），），转运运RNARNA（tRNAtRNA），核），核糖体糖体RNARNA（rRNArRNA）通通过转录形成形成mRNAmRNA链，DNADNA上的上的遗传信息就信息就传递到到mRNAmRNA上，上，mRNAmRNA穿穿过核孔核孔到达到达细胞胞质。mRNAmRNA上上3 3个相个相邻的碱基决定的碱基决定1 1个氨基酸，个氨基酸，这3 3个碱基叫个碱基叫做做密密码子子，共有，共有6464种种密密码子，子，决定氨基酸的有决
15、定氨基酸的有6161种种。1 1个密个密码子子对应1 1种氨基酸，种氨基酸，1 1种氨基酸可种氨基酸可对应1 1个或多个或多个密个密码子。有子。有2 2个起始密个起始密码子子，作用是，作用是起始翻起始翻译，同，同时编码氨基酸氨基酸，有，有3 3个个终止密止密码子子，作用是作用是终止翻止翻译，不决定氨基酸。不决定氨基酸。重点重点重点重点诵读诵读tRNAtRNA上与上与mRNAmRNA的密的密码子互子互补配配对的的3 3个碱基叫做个碱基叫做反密反密码子子，有，有6161种。种。翻翻译的的场所：所：核糖体核糖体；模板：；模板：mRNAmRNA；原料：；原料：2020种氨基种氨基酸酸；原；原则：碱基互
16、碱基互补配配对。一个。一个mRNAmRNA分子上可以分子上可以结合合多个核糖体，同多个核糖体，同时进行多条行多条肽链的合成。的合成。DNADNA中中碱基数碱基数：mRNAmRNA中中碱基数碱基数：蛋白蛋白质分子中分子中氨基酸氨基酸的数之比的数之比为6 6：3 3：1 1。由由几种密几种密码子子编码同一种氨基酸同一种氨基酸的的现象称象称为密密码子的子的简并性。并性。密密码子子简并性的存在在一定程度上并性的存在在一定程度上防止由于碱基的改防止由于碱基的改变而而导致致遗传性状的改性状的改变。重点重点重点重点诵读诵读五、中心法则及基因与性状的关系五、中心法则及基因与性状的关系记忆技巧：模板产物（原料为产物的基本单位）