《遗传信息的传递和表达》个性化讲义.docx

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《遗传信息的传递和表达》个性化讲义

浦济教育1对1个性化教学讲义

学员姓名

王艳怡

学员年级

高二

授课日期

2014.4.20

学科教师

陈琼

授课次数

9

授课时间

9:

30-10:

50

课题

遗传信息的传递和表达

一、DNA是遗传物质

1.1实验证明：

1.1.1噬菌体侵染细菌的实验证明：

A.噬菌体结构：

是一类专门寄生在体内的病毒，由头部（外面是衣壳和内部有分子）和尾部组成。

B.侵染过程：

→→（）→→

C.实验过程：

见上图6-3（详见教科书P39）（实验方法：

）

（1）用35S标记噬菌体进行侵染细菌实验，发现细菌内无放射性；

（2）用32P标记噬菌体的进行侵染细菌实验，发现细菌内有放射性，子代噬菌体也有放射性。

D.实验结论：

DNA是，DNA能自我复制，DNA能指导蛋白质的合成；但不能证明DNA是主要遗传物质、不是遗传物质。

（注意：

子代噬菌体蛋白质外壳、DNA元素来源）

1.1.2肺炎双球菌转化试验：

A.肺炎双球菌类型：

型菌----有荚膜菌，具致病性；

型菌----无荚膜菌，无致病性；

B.实验过程：

a.活S型菌→小鼠；

b.活R型菌→小鼠；

c.死S型菌→小鼠；

d.死S型菌+活R型菌→小鼠；

f.从死S型菌中提取蛋白质、RNA、多糖、脂质、DNA等物质+活R型菌，只有加入的可以使活的R型菌转变成活的S型菌。

（实验更具科学性时应再加一组：

DNA++活的R型菌）

C.实验结论：

DNA是遗传物质，蛋白质、RNA、多糖、脂质等物质不是遗传物质。

此外，还能证明DNA能够自我复制，能指导蛋白质的合成，但不能证明DNA是主要遗传物质。

（注意：

1、有细胞结构生物体内核酸有两类，核苷酸8类，含氮碱基5类，遗传物质为DNA；2、教材48页阅读与思考DNA分子的半保留复制）

【练习】

1.若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体

A.一定有35S，可能有12PB.只有35S

C.一定有32P，可能有35SD.只有32P

2下列有关生物体遗传物质的叙述，正确是（）

A豌豆的遗传物质主要是DNA

B酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上

CT2噬菌体的遗传物质含有硫元素

DHIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸

3.在噬菌体侵染细菌实验中，细菌体内的DNA和蛋白质分别含有31P和32S，噬菌体中DNA和蛋白质分别含有32P和35S，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，子代噬菌体中含有32P、31P和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的

A．1/4，0，1B．1/4，0，0

C．1/4，1，0D．3/4，1，1

4.下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题：

（1）噬菌体侵染细菌的正确顺序应是_________。

（2）图中D表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是____________，注入细菌体内的物质是____________。

（3）图中E表明_________________________。

（4）合成子代噬菌体的蛋白质外壳的原料是由提供的，其合成场所是（细胞器）

（5）噬菌体侵染细菌实验得出了_____________是遗传物质的结论。

5.某科学家“做噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记噬菌体和细菌的有关结构或物质（如下表所示）产生的100个子代噬菌体的性状，大小完全一样。

（1）子代噬菌体的DNA应含有表中的_____和_____元素，各占______个和_____个。

（2）子代噬菌体中，只含32P的有_____个；只含31P的有_____个；同时含有32P，31P的有______个。

（3）子代噬菌体的蛋白质分子都没有____元素，由此说明___________;

子代噬菌体的蛋白质分子都含有_______元素，这是因为__________

二、DNA分子的双螺旋结构

2.1DNA的化学组成

1）基本单体：

1脱氧核苷酸=1+1+1，含氮碱基有A、G、C、T四种；

2）平面结构：

是由四种脱氧核苷酸分子聚合而成的脱氧核苷酸长链。

2.2DMA的立体结构：

1）外侧：

与交互排列的顺序稳定不变。

2）内侧：

碱基互补配对方式不变，与T配对，G与配对，并以相连接。

3）两条长链通过方式相互连接，构成规则的双螺旋结构。

一个螺距为nm，含有个碱基对。

2.3DNA的特点：

1）—--磷酸和脱氧核糖的交替排列及碱基间以氢键方式相连；

2）—--碱基对种类、数目、排列顺序多种多样；从分子水平上决定了生物的多样性和个体之间的差异；

3）—--每种生物的DNA分子都有特定的碱基对排列顺序；可用来鉴定不同种类的生物，如亲子鉴定、犯罪痕迹鉴定等。

3．蕴藏在DNA分子中的遗传信息：

3.1：

是决定生物的基本单位，是携带，并具有效应的DNA片段。

每个DNA分子中含有很多个基因，每个基因由成百上千对组成。

3.2：

指生物体的形态、生理和行为等。

3.3：

指基因中脱氧核苷酸的排列顺序。

3.4基因的功能：

具有控制合成的功能，基因控制生物的性状是通过控制的合成来实现的。

3.5基因、DNA、脱氧核苷酸、染色体间的关系：

磷酸++含氮碱基→脱氧核苷酸→基因→DNA（上有很多个）+蛋白质→

【相关计算】

（1）A=TC=G

（2）（A+C）/（T+G）=1或A+G/T+C=1

（3）在两条互补链中

的比例互为倒数关系。

（4）在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。

（5）整个DNA分子中，

与分子内每一条链上的该比例相同。

判断核酸种类

（1）如有U无T，则此核酸为RNA；

（2）如有T且A=TC=G，则为双链DNA；

（3）如有T且A≠TC≠G，则为单链DNA；（4）U和T都有，则处于转录阶段

【练习】

1．已知某DNA分子共含有1000个碱基对，其中一条链上A：

G：

T：

C=l：

2：

3：

4。

该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是

A．600个B．900个C．1200个D．1800个

2．细胞内某一DNA片段中有30％的碱基为A，则该片段中

A．G的含量为30％B．U的含量为30％

C．嘌呤含量为50％D．嘧啶含量为40％

3.某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A：

T：

G：

C＝1：

2：

3：

4。

下列表述错误的是

A．该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变

B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个

C．该DNA分子中4种碱基的比例为A：

T：

G：

C＝3：

3：

7：

7

D．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种

4、控制生物性状的遗传物质的结构和功能的单位是

A．染色体B．基因C．DNAD．脱氧核昔酸

5.如图是DNA分子结构模式图，请据图回答问题：

（1）写出4、5、6的名称：

4.________；5.__________；6._____________。

（2）DNA分子两条链上的碱基通过［］______连接起来。

（3）［］_________属于DNA的基本组成单位。

（4）由于［］______具有多种不同的排列顺序，因而构成了DNA分子的多样性。

（5）DNA在细胞内的空间构型为__________，它最初是由_____________提出的。

三、DNA复制和蛋白质合成：

1．DNA复制：

1.1概念：

是指以为模板，合成相同DNA分子的过程。

1.2过程：

解旋→合成子链（按照，A与T、G与C）→聚合→螺旋

1.3特点：

和

1.4时期：

间期、减数第次分裂间期

1.5条件：

（DNA分子两条链）、（游离的脱氧核苷酸）、

（ATP）、酶（DNA酶、DNA酶）

2．遗传信息的转录

2.1RNA结构：

由磷酸、和含氮碱基（\\\）组成；

2.2种类：

（信使RNA）、（转移RNA）和（核糖体RNA）三种。

2.3转录：

2.3.1概念：

指以DNA分子中的一条为模板合成RNA的过程称为转录。

2.3.2过程：

见右上图[教材50页图6-13]

2.3.3意义：

。

3．遗传信息的翻译：

3.1概念：

以为模板，合成具有一定顺序的的过程称为翻译。

3.2转录：

在中进行，它是以为模板，以为运载工具，使在内按照一定的顺序排列起来，合成的过程。

3.3密码子：

共个

3.3.1概念：

mRNA分子中可决定一种氨基酸的每个相邻碱基。

3.3.2种类：

终止密码子：

共个，起始密码子：

共个，

编码氨基酸的密码子：

共个；

DNA复制、转录、翻译的区别

DNA复制

转录

翻译

时间

细胞分裂（有丝分裂和减数

第一次分裂前）的间期

个体生长发育的整个过程

场所

主要在细胞核，线粒体叶绿体也存在

主要在细胞核

细胞质的核糖体

模板

DNA的两条单链

DNA的一条链

mRNA

原料

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

20种氨基酸

条件

酶（解旋酶、DNA聚合酶等）、ATP

酶（解旋酶、RNA聚合酶）、

ATP

酶、ATP、tRNA

产物

2个双链DNA

一个单链RNA

（mRNA，tRNA，rRNA）

多肽链（或蛋白质）

产物

去向

传递到2个子细胞

离开细胞核进入细胞质

组成细胞结构蛋白质

或功能蛋白质

模板

去向

分别进入2个子代DNA

分子中

恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构

分解成单个核糖核苷酸

特点

①半保留复制

②边解旋边复制

①边解旋边转录

②转录后DNA仍恢复原来的

双链结构

①核糖体沿着mRNA移动

②一个mRNA结合多个核糖体，顺次合成多条多肽链

③翻译结束后，mRNA分解成

单个核苷酸

碱基

配对

A-T，T-A，C-G，G-C

A-U，T-A，C-G，G-C

A-U，U-A，C-G，G-C

遗传

信息

传递

图象

DNA→DNA

DNA→mRNA

mRNA→蛋白质

意义

使遗传信息从亲代传给子代

表达遗传信息，使生物表现出各种性状

注意

（1）对细胞结构生物而言，DNA复制发生于细胞分裂过程中，而转录和翻译则发生于细胞分裂、分化以及生长等过程。

（2）DNA中含有T而无U，而RNA中含有U而无T，因此可通过放射性同位素标记T或U，研究DNA复制或转录过程。

（3）在翻译过程中，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。

4．中心法则及其发展：

4.1概念：

遗传信息从传递给，再由决定合成，以及由复制传递给的规律称为“中心法则”。

4.2中心法则的简图表示（三个过程注意箭头）中心法则的意义（详见教材53页）

4.3三大物质功能：

4.3.1DNA和RNA功能：

和遗传信息，和蛋白质的合成；

4.3.2蛋白质功能：

作为细胞结构的基本成分，并参与调节新陈代谢。

（注意：

1、遗传物质是DNA的生物、RNA病毒、逆转录病毒的遗传信息的传递和表达途径；2、符合碱基互补配对原则的过程具体配对的原则；3、有关中心法则的相关计算[肽链、氨基酸、碱基]）

【练习】

1．密码子存在于

A．DNAB．mRNAC．tRNAD．核糖体

2.关于转录和翻译的叙述，错误的是（）

A转录时以核糖核苷酸为原料

B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列

CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质

D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性

3.有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是（）

A两种过程都可在细胞核中发生

B两种过程都有酶参与反应

C两种过程都以脱氧核苷酸为原料

D两种过程都以DNA为模板

4.以“-GAATTG-”的互补链转录mRNA，则此段mRNA的序列是

A．-GAAUUG-B．-CTTAAC-C．-CUUAAC-D．-GAATTG-

5.某基因有碱基1200个，则它控制合成含2条肽链的蛋白质所具有的氨基酸数、

肽腱数依次是（）

A.200、199B.200、198C.400、199D.400、198

6.如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质（甲、乙），下列有关叙述中正确的是（　　）

A．遗传信息位于甲上　

B．乙由三个碱基组成

C甲的合成均需要RNA聚合酶的参与

D．乙可能可以转运多种氨基酸

7.下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是（   ）

  A．②与③相同的化学基团只有磷酸基，不同的是五碳糖

  B．促进转录过程的酶为RNA聚合酶，①移动的方向从右向左

  C．某基因含96个脱氧核苷酸，则其控制合成的蛋白质最多有32个氨基酸

  D．转录完成后，结构④需通过两层生物膜才能与核糖体结合

8.下图表示某DNA片段遗传信息的传递过程：

①—⑤表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。

请据图回答：

（可能用到的密码子：

AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAG—酪氨酸）

（1）完成遗传信息表达是（填字母）过程，a过程所需的酶有。

（2）图中含有核糖的是（填数字）；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是。

（3）该DNA片段第三次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为个。

（4）若在AUGcooｃ

后插入三个核苷酸，合成的多太链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。

由此证明。

（5）苯丙酮尿症是由于控制某种酶的基因异常而引起的，这说明基因和性状的关系是

。

9．（11分）中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。

请回答下列问题。

（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是、、和。

（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是（用图中的字母回答）。

（3）a过程发生在真核细胞分裂的期。

（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是。

（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是，后者所携带的分子是。

（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：

①；②。