专题：遗传的物质基础、基因的结构、表达与基因工程2、知识网络3、本单元分课时复习方案DNA是主要的遗传物质R型活细菌舅型活细菌一加热杀死的S醴细菊R型活细菌肮热杀死的5駅细歯分别注射到小M%一:1. 肺炎双球菌的转化实验(1)、体内转化实验：1928年由英国科学家格里菲思等人进行。实验过程小鼠不死亡-一-小鼠死亡小鼠不死亡小鼠死亡型活细菌境畫5型活细菌结论：在S型细菌中存在转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌。（2）、体外转化实验：1944年由美国科学家艾弗里等人进行。S型活细菌丄11111多糖脂质蛋白质RNADNADNA水解物实验过程i11111分别与R型活细曲混合培界1111/1RRRRRSR结论：DNA是遗传物质（无“主要”两字）噬菌体侵染细菌的实验1实验过程标记噬菌体含35S的培养基培养含35s的细菌35s培养蛋白质外壳含35S的噬菌体含32P的培养基含32P的培养基培养含32P的细菌培养内部DNA含32P的噬菌体噬菌体侵染细菌含3M的噬菌体细菌体内没有放射性含3M的噬菌体细菌体内没有放射性35含32P的噬菌体侵染细菌细菌体内有放射线32结论：进一步确立DNA是遗传物质同时也可说明DNA具有自我复制和控制蛋白质合成的功能烟草花叶病毒感染烟草实验：（1）、实验过程烟草花叶病锤-鯉烟草花叶病锤-鯉完整的烟菟花叶病嘩旦兰二烟草叶出现構斑壘竺烟草叶不严蛍冷欣出现病斑代现病斑（2）、实验结果分析与结论RNA是它的遗传物质。烟草花叶病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此4、生物的遗传物质非细胞结构：DNA或RNA生物“原核生物：DNA细胞结构-真核生物：DNA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DNA所以说DNA是主要的遗传物质。DNA的载体：染色体（主要）、线粒体、叶绿体细胞质的核酸主要是RNA而遗传物质是DNADNA的分子结构1. DNA分子的结构（1）基本单位-脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）（1）基本单位-脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）2、DNA分子的特点稳定性是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。G与C碱基比例越大，DNA就越稳定。多样性构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种，配对方式仅2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顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。特异性每个特定的DNA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，所以每个特定的DNA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DNA分子的特异性。3. DNA双螺旋结构的特点：DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。4在DNA分子中，一个脱氧核糖连接一个碱基和两个磷酸；在一条脱氧核苷酸链中，相邻2个碱基之间通过脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖间接连接。5.相关计算：(双链DNA(1) A=TC=G(2) (A+C)/(T+G)=1或A+G/T+C=1或A+G=T+C=A+C=T+G=50%(3) 如果(A1+C1)/(T1+G1)=b那么(A2+C2)/(T2+G2)=1/b(4) (A+T)/(C+G)=(A1+T1)/(C1+G1)=(A2+T2)/(C2+G2)=a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且心TC工G，则为单链DNA;(4) U和T都有，则处于转录阶段。第三节DNA的复制一、DNA分子复制的过程一、DNA分子复制的过程1、概念：以亲代DNA分子为模板合成子代解旋酶：解幵DNA双链聚合酶：以母链为模板，游离的四种脱氧核苷酸为原料，严格遵循碱基互补配对原连接酶：把DNA子链片段连接起来DNA的过程2、复制时间：有丝分裂或减数第一次分裂间期复制方式：半保留复制4、复制条件(1)模板：亲代DNA分子两条脱氧核苷酸链原料：4种脱氧核苷酸(2) 能量：ATP酶：解旋酶、DNA聚合酶等5、复制特点：边解旋边复制6、复制场所：主要在细胞核中，线粒体和叶绿体也存在。7、复制意义：保持了遗传信息的连续性。三、与DNA复制有关的碱基计算1. 一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n2. 第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/(2n-1)3. 若某DNA分子中含碱基T为a,(1) 则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1)(2) 第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a2n-1基因表达一、.基因的相关关系1、与DNA的关系 基因的实质是有遗传效应的DNA片段，无遗传效应的DNA片段不能称之为基因(非基因) 每个DNA分子包含许多个基因。2、与染色体的关系 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分布。3、与脱氧核苷酸的关系 脱氧核苷酸(AT、C、G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。4、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。 基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。二、DNA片段中的遗传信息遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性，而碱基的特异排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。如：某DNA中含有200个碱基对，可形成,2004种。三、遗传信息的转录1、DNA与RNA的异同点核酸项目DNARNA结构通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构通常是单链结构基本单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、GCTA、GCU产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制存在部位主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息 mRNA转录遗传信息，翻译的模板 tRNA：运输特定氨基酸 rRNA:核糖体的组成成分2、RNA的类型信使RNA(mRNA转运RNA(tRNA)核糖体RNA(rRNA)3、转录转录的概念：画图:转录的场所主要在细胞核转录的模板以DNA的一条链为模板转录的原料4种核糖核苷酸转录的产物一条单链的mRNA转录的原则碱基互补配对转录与复制的异同（下表：）注：细胞中因有DNA和RNA，所以就整个细胞而言，嘌呤和嘧啶未必相等。项目阶段复制转录时间细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期生长发育的连续过程进行场所主要细胞核主要细胞核模板以DNA的两条链为模板以DNA的条链为模板原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸条件需要特定的酶和ATP需要特定的酶和ATP过程在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（AT、CGTA、GC）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照AUG-CTA、CG的碱基互补配对原则，形成mRNAmRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合产物两个双链的DNA分子一条单链的mRNA特点边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链）边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）遗传信息的传递方向遗传信息从亲代DNA专给子代DNA分子遗传信息由DNA传到RNA复制和转录发生在有DNA的部位，如：拟核，细胞核，线粒体，叶绿体等。四、遗传信息的翻译1.翻译画图: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2遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA中决定一个氨基tRNA中与mRN/密码子互补配对的三个碱基酸的三个相邻碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性64种61种：能翻译出氨基酸3种：终止密码子，不能翻译氨基酸61种或tRNA也为61种联系 基因中脱氧核苷酸的序列一决定tmRNA中核糖核苷酸的序列 mRNA碱基序列与基因模板链中碱基序列互补 密码子与相应反密码子的序列互补配对3翻译与转录的异同点（下表）、阶段项目转录翻译定义在细胞核中，以DNA的一条链为模以信使RNA为模板，合成具有一定板合成mRNA勺过程氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核细胞质的核糖体模板DNA的一条链信使RNA信息传递的方向DNAmRNAmRNA蛋白质原料含A、U、CG的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实质疋遗传信息的转录是遗传信息的表达注：DNA复制只发生在细胞分裂的间期，而在高度分化的细胞（不具分裂能力）中不发生，而转录和翻译只要是活细胞均可能发生（哺乳动物成熟红细胞除外）五、基因表达过程中有关DNARNA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，产生一条单链mRNA则转录产生的mRNA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A+T（或C+G与mRNA分子中U+A（或C+G相等。mRNA2. 翻译过程中，mRNA中每3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ilNA（革固I倍便K2,%雷白质C(.1I中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6六、中心法则DN2DNADNA的自我复制;DN2RNA转录；RN2蛋白质：翻译；RN2RNARNA的自我复制;RN2DNA逆转录。DNAADNARNAARNADNAARNA细胞生物RNAA蛋白质JRNAADNA七、基因、蛋白质与性状的关系1、（间接控制）酶或激素细胞代谢基因Yj性状结构蛋白细胞结构（直接控制）2、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。3、生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细地调控生物的性状。基因的结构一、原核细胞的基因结构原核细胞的基因结构可下图来表示:编码区非编码区（编码区下游）非编码区（编码区上游）与DNA聚合酶结合的位点非编码区特别