遗传的物质基础(高三复习)精选教学课件.ppt

1、高三复习高三复习 制作：吉水中学刘建华2004、3 DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质DNA分子的结构分子的结构DNA分子的功能分子的功能传递遗传递遗传信息传信息表达遗表达遗传信息传信息知知识识结结构构一、一、DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。1、DNA具备作为遗传物质的条件。具备作为遗传物质的条件。作为遗传物质，作为遗传物质，必须具备什么条必须具备什么条件呢？件呢？2）能够自我复制，使前后代保持）能够自我复制，使前后代保持一定的连续性一定的连续性3）能够指导蛋白质的合成）能够指导蛋白质的合成，从而，从而控制新陈代谢过程和性状控制新陈代谢过程和性状4）能够产生可遗传的变异）能够产生

2、可遗传的变异1）分子结构具有相对的稳定性）分子结构具有相对的稳定性 在细胞核里的在细胞核里的染色体是由蛋白质染色体是由蛋白质和和 DNA组成的。组成的。但蛋白质的含量和但蛋白质的含量和结构都不够稳定，结构都不够稳定，而且本身不能够进而且本身不能够进行复制，因此不能行复制，因此不能够充当遗传物质够充当遗传物质。再想一想，蛋白再想一想，蛋白质能否作为遗传质能否作为遗传物质？物质？2、DNA是遗传物质的证据。是遗传物质的证据。1）噬菌体侵染细菌的实验是一个有力噬菌体侵染细菌的实验是一个有力的证据，证明了的证据，证明了DNA是遗传物质。是遗传物质。噬菌体是一种专门寄生在细菌噬菌体是一种专门寄生在细菌体

3、内的病毒，它的头、尾的外体内的病毒，它的头、尾的外部都有由蛋白质组成的外壳部都有由蛋白质组成的外壳（头膜和尾鞘），头的内部含（头膜和尾鞘），头的内部含有有DNA。吸附吸附注入注入 然后，然后，噬菌体通过尾轴把噬菌体通过尾轴把DNA全部全部注进细菌体内，而蛋注进细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外白质外壳则留在细菌体外,不起不起作用。作用。合成合成组装组装 这些新合成的这些新合成的 DNA 和和蛋白质外壳组装出很多个与蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。亲代一模一样的子代噬菌体。噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体侵染细菌的过程：释放释放 最后，这些噬最后，这些噬菌体由于细菌的解菌体由于细

4、菌的解体而被释放出来，体而被释放出来，再去侵染其他的细再去侵染其他的细菌。菌。首先，噬菌体的尾端吸首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面附在细菌的表面 噬菌体的噬菌体的 DNA 在细菌体内，在细菌体内，使细胞本身的使细胞本身的 DNA 解体，同时解体，同时利用细菌的化学成分合成噬菌体利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的自身的 DNA和蛋白质和蛋白质.注意：进入细菌体注意：进入细菌体内的是噬菌体的内的是噬菌体的DNA，而噬体蛋白而噬体蛋白质留在外面不起作质留在外面不起作用。用。研究方法研究方法放放射性同位素示踪法。射性同位素示踪法。如图所示：如图所示：这些噬菌体在大小、这些噬菌体在大小、形状等方面，都

5、保持原形状等方面，都保持原来噬菌体的特点。由此来噬菌体的特点。由此可见，噬菌体的各种性可见，噬菌体的各种性状是通过状是通过DNA传递给后传递给后代的。这种情况足以证代的。这种情况足以证明明DNA是遗传物质。是遗传物质。2）肺炎双球菌转化）肺炎双球菌转化 实实验验 如图所示如图所示结论：结论：DNADNA是转化因子，是转化因子，能引起能引起R R型细菌产生可遗型细菌产生可遗传的变异，所以传的变异，所以DNADNA是遗是遗传物质。但注意传物质。但注意DNADNA分子分子必须保持相对稳定，才必须保持相对稳定，才能具有转化功能。能具有转化功能。RNA（核糖核酸）核糖核酸）有些病毒（如烟有些病毒（如烟草

6、花草花 叶病毒），它们叶病毒），它们不含有不含有DNA,只含有只含有RNA。在这种情况下，在这种情况下，RNA就起着遗传物质的就起着遗传物质的作用。作用。DNA主要的遗传主要的遗传物质物质 目前，已有目前，已有充分的科学研究资料充分的科学研究资料证明，绝大多数生证明，绝大多数生物都是以物都是以DNA作为作为遗传物质的。遗传物质的。例：病毒的遗传物质是（例：病毒的遗传物质是（）人的遗传物质是（人的遗传物质是（）A、DNA B、RNA C、DNA和和RNA D、DNA或或RNADA4、DNA 的的 分分 布布主要在染色体上主要在染色体上细胞质内细胞质内细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传细胞质遗传生物的

7、遗传生物的遗传二、二、DNA分子的结构分子的结构1、主要组成元素：、主要组成元素：C、H、O、N、P 基本组成单位：基本组成单位：脱氧脱氧核糖核糖碱基碱基磷酸磷酸A G C T脱氧核苷酸脱氧核苷酸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连连 接接 ATGCATGC2 2、DNADNA分子的平面结构分子的平面结构和空间结构和空间结构1953年沃森和年沃森和克里克共同提克里克共同提出了出了DNA的的双螺旋结构模双螺旋结构模型。型。内容：内容：1）DNA分子分子是由两条多脱氧核酸是由

8、两条多脱氧核酸链组成的，这两条链链组成的，这两条链按按反向平行反向平行盘旋成双盘旋成双螺旋结构。螺旋结构。2）DNA分子中的脱氧核分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接排列在糖和磷酸交替连接排列在外侧；碱基排列在内侧。外侧；碱基排列在内侧。3）DNA分子中的分子中的碱基按互补配对原则碱基按互补配对原则通过氢键连成碱基对。通过氢键连成碱基对。碱基互补配对原则的一般规律：碱基互补配对原则的一般规律：1）一个双链）一个双链DNA分子中，分子中，A=T，C=G，A+G=C+T。2）在一个双链在一个双链DNA分子中，分子中，3）在不同的）在不同的DNA分子中，互分子中，互补碱基之和的比值不同，代表补碱基之和的比

9、值不同，代表了每种生物了每种生物DNA分子的特异分子的特异性。性。A+TC+GA+TC+G已知链已知链=互补链互补链A+TC+GA+TC+G双链双链=单链单链A+CT+GA+CT+G已知链已知链=m互补链互补链=1/m注意：注意：DNA分子与分子与RNA分子的比较分子的比较 核酸种类核酸种类项项 目目 DNA RNA结结 构构组成的基本单位组成的基本单位碱碱基基 嘌嘌 呤呤 嘧嘧 啶啶 五五 碳碳 糖糖 无无 机机 酸酸规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常呈单链结构脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸A、GA、GC、TC、U脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖磷磷 酸酸磷磷 酸酸

10、因此，构成核酸的碱基共因此，构成核酸的碱基共5种，核苷酸共种，核苷酸共8种。种。（种类）（种类）RNA的种类的种类：1）信使信使RNA（mRNA）DNA转录产物，密码子位于mRNA上。2）转运转运RNA（tRNA），三叶草结构，其头端特定的三个碱基叫反密码子，尾端连接特定的氨基酸，蛋白质合成中，运输氨基酸。3）核糖体核糖体RNA（rRNA），与核糖体结合，是合在蛋白质的场所。注意：脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体的关系。脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因DNA染色体染色体基因中脱氧核苷酸排列顺基因中脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息。序代表着遗传信息。每个基因中含有许每个基因中含有许多脱氧核苷酸多脱氧

11、核苷酸每个每个DNA分子含有分子含有许许多多个基因个基因基因是有基因是有遗传效遗传效应应的的DNA片段片段每个染色体（不含染色每个染色体（不含染色单体）有单体）有一个一个DNA分子分子染色体是染色体是DNA的的主要主要载体载体三、三、DNADNA分子的功能分子的功能1、通过复制，传递遗传信息。、通过复制，传递遗传信息。1）、）、DNA分子复制，是以亲代分子复制，是以亲代DNA分子为模板合成子代分子为模板合成子代 DNA分子的过程。分子的过程。时间时间场所场所模板模板模板去向模板去向原料原料能量能量酶酶产物产物特点特点2）、复制过程）、复制过程有丝分裂间期或减数每有丝分裂间期或减数每一次分裂前的

12、间期一次分裂前的间期主要在细胞核，少数在线粒主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中体、叶绿体中DNA分子两条链分子两条链分别进入两个分别进入两个DNA分子中分子中游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸ATPDNA解旋酶、聚合酶解旋酶、聚合酶子代子代DNA边解旋边复制、半保留复制边解旋边复制、半保留复制例：已知某一条全部例：已知某一条全部N原子被原子被15N标记的标记的DNA分子（分子（0代），转移代），转移到含到含14N的培养基上培养的培养基上培养n代，其代，其结果如下：分子总数结果如下：分子总数_只含只含15N的分子的分子_含含15N 14N的分子的分子_只含只含14N的分子的分子_脱氧核苷酸链总数

13、脱氧核苷酸链总数_含含15N的链为的链为_含含14N的链为的链为_2n022n-22n+122n+1-22、通过控制蛋白质合成，在生物的个体发育、通过控制蛋白质合成，在生物的个体发育中表达遗传信息中表达遗传信息基因的表达基因的表达基因：基因：是控制生物性状的遗传的结构和功能单位，是具有遗传效是控制生物性状的遗传的结构和功能单位，是具有遗传效应的应的DNA分子片段，基因染色体上呈线性排列。分子片段，基因染色体上呈线性排列。1）基因的结构：）基因的结构：A、原核细胞基因的结构原核细胞基因的结构：编码区：编码区：非编码区非编码区：能转录为信使能转录为信使RNA，进而指进而指导蛋白质的舍导蛋白质的舍成

14、。成。不能转录为信不能转录为信使使RNA，不能不能编码蛋白质，编码蛋白质，有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在该序列中，最重要有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在该序列中，最重要的是位于编码区上游的的是位于编码区上游的RNA聚合酶的结合位点。聚合酶的结合位点。B、真核细胞基因的结构真核细胞基因的结构：编码区编码区：非编码区非编码区：内含子：内含子：外显子：外显子：能编码蛋白质的序列能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质的序列不能编码蛋白质，有调控遗传信息表达的核不能编码蛋白质，有调控遗传信息表达的核苷酸序列，包括编码区上游的苷酸序列，包括编码区上游的RNA聚合酶聚合酶的结合位点。的结

15、合位点。2）基因的表达：）基因的表达：A、转录转录场所场所模板模板条件条件原料原料产物产物其其它它细胞核细胞核DNA的一条的一条链（信息链）链（信息链）RNA聚合酶聚合酶游离的核糖游离的核糖核苷酸核苷酸信使信使RNA信使信使RNA从从核孔穿出，核孔穿出，移到细胞质移到细胞质的核糖体上的核糖体上B、翻译翻译场所场所模板模板条件条件原料原料产物产物其其它它细胞质的核糖体细胞质的核糖体信使信使RNA酶、转运酶、转运RNA为运载工具为运载工具氨基酸氨基酸多肽链多肽链一条或几条一条或几条多肽链进一多肽链进一步形成蛋白步形成蛋白质的空间结质的空间结构构1）密码子是在信使）密码子是在信使RNA上决定一个氨上

16、决定一个氨基酸的三个相邻碱基。转运基酸的三个相邻碱基。转运RNA上与上与其配对的三个碱基称为反密码子。从理其配对的三个碱基称为反密码子。从理论上，论上，4种碱基可以组合成才种碱基可以组合成才64种密码种密码子决定子决定20种氨基酸。种氨基酸。2）一种密码子只能决定一种氨基酸，）一种密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸可以有几种密码子。一种氨基酸可以有几种密码子。3）UAA、UAG、UGA三个密码子不能三个密码子不能决定氨基酸，称这蛋白质全成的终止密决定氨基酸，称这蛋白质全成的终止密码子。码子。4）密码子在生物界是通用的，说明生）密码子在生物界是通用的，说明生物是由共同原始祖先进化而来的，彼此物

17、是由共同原始祖先进化而来的，彼此这间存在着亲缘关系。这间存在着亲缘关系。注意：蛋白质合成过程中，有关基因注意：蛋白质合成过程中，有关基因碱基数、信使碱基数、信使RNA碱基数、蛋白质碱基数、蛋白质中氨基酸数目中氨基酸数目6：3：1的关系是重要的关系是重要考点。考点。ACUG G A UC UmRNAtRNAUGA CCU AGA苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质密码子密码子ACU GGA UCUDNA双链双链ACTGGATC TTGACC TAGA肽键肽键 肽键肽键遗传信息的传递过程遗传信息的传递过程DNA 双链双链G组氨酸组氨酸CCAAAUA信使信使RNA转运转

18、运RNA氨基酸氨基酸UTTG遗传密码遗传密码CAU模板链模板链DNA蛋白质蛋白质性状的关系性状的关系DNA的多样性的多样性蛋白质的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性生物界的多样性决定决定导致导致根本原因根本原因直接原因直接原因/物质基础物质基础表现形式表现形式遗传信息的流动方向遗传信息的流动方向-中心法则中心法则DNA（基因）基因）逆转录逆转录翻译翻译转录转录蛋白质蛋白质（性状）（性状）RNA3）基因的表达调控：）基因的表达调控：A、原核生物基因的表达调控：乳糖操纵子学说原核生物基因的表达调控：乳糖操纵子学说在分子遗传学中，在分子遗传学中，把一个操纵基因控把一个操纵基因控制下的一组相邻的制下的

19、一组相邻的结构基因以及启动结构基因以及启动子和调节基因，统子和调节基因，统称为称为操纵子操纵子。操纵。操纵子是原核生物的基子是原核生物的基因在转录水平上进因在转录水平上进行调控的一个功能行调控的一个功能单位。单位。由此可以看出，细胞并由此可以看出，细胞并不是在任何时候都能产不是在任何时候都能产生利用乳糖的酶，只有生利用乳糖的酶，只有在环境中在环境中只有乳糖只有乳糖（没（没有葡萄糖）存在时，才有葡萄糖）存在时，才能产生这些酶。所以，能产生这些酶。所以，乳糖分解代谢调控过程乳糖分解代谢调控过程是一个自我调控过程。是一个自我调控过程。正是如此，生物体才不正是如此，生物体才不会浪费细胞中和物质和会浪费

20、细胞中和物质和能量，并不断适应变化能量，并不断适应变化的外界环境。的外界环境。B、真核生物基因的表达调控：真核生物基因的表达调控：a、转录的初级转录物转录的初级转录物必须经过剪切、拼接等必须经过剪切、拼接等加工才能成为成熟的信加工才能成为成熟的信使使RNA。b、转录和翻译具有时转录和翻译具有时间和空间上的分隔。间和空间上的分隔。4）基因对性状的控制）基因对性状的控制生物的一切性状都是受基因控制的。生物的一切性状都是受基因控制的。a、控制酶的合成，从而控制生物的新陈代谢控制酶的合成，从而控制生物的新陈代谢注意：生物的体细胞中都有一系列控制合成生注意：生物的体细胞中都有一系列控制合成生物体所需的各种酶、蛋白质类激素的基因，从物体所需的各种酶、蛋白质类激素的基因，从而维持生物体正常的新陈代谢作用。而维持生物体正常的新陈代谢作用。b、控制蛋白质分子结构直接影响性状。控制蛋白质分子结构直接影响性状。注意：不管是基因决定性状的哪种情况，都是注意：不管是基因决定性状的哪种情况，都是首先决定蛋白质的结构。首先决定蛋白质的结构。在此输入您的封面副标题