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1、学案16 遗传的分子基础,知识点：（1）人类对遗传物质的探索过程 （2）DNA分子结构的主要特点 （3）基因的概念 （4）DNA分子的复制 （5）遗传信息的转录和翻译 （6）基因与性状的关系 ,DNA是主要的遗传物质,DNA具备作为遗传物质的条件,2）能够自我复制，使前后代保持一定的连续性,3）能够指导蛋白质的合成 ，从而控制新陈代谢过程和性状,1）分子结构具有相对的稳定性,4）能够产生可遗传的变异,1.如果通过有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究，认为染色体在遗传中起着重要的作用。你认为理由是：,A.细胞中的DNA大部分在染色体上 B.染色体主要由DNA和蛋白质构成 C.DNA在染色体上含量稳
2、定，是主要的遗传物质 D.染色体在生物传宗接代中能够保持稳定性和连续性,D,从细胞的增殖角度来看遗传物质：,通过有丝分裂、减数分裂和受精作用可以发现： 染色体的数目在亲子代细胞之间、亲子代个体之间始终保持稳定。,染色体是由DNA和蛋白质组成的，因此，没有办法证明DNA是遗传物质,如果要证明DNA是遗传物质，,就应该将DNA和蛋白质分开，单独观察DNA的作用。,肺炎双球菌:,光滑,粗糙,有,无,无毒性,肺炎双球菌 是一种细菌， 原核生物， 二分裂,1.肺炎双球菌转化实验格里菲思实验体内转化实验,结论：加热杀死的S型细菌内有某种转化因子,DNA是遗传物质的证据,1.肺炎双球菌转化实验艾弗里的实验体
3、外转化实验,结论：DNA是转化因子，即遗传物质，而蛋白质、多糖等物质不是遗传物质,DNA+DNA酶,DNA水解物,DNA酶=DNA水解酶,2.噬菌体侵染细菌的实验,噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,DNA是遗传物质的证据,病毒是不能用普通培养基培养的，只能用相应的活细胞培养,T2噬菌体是用相应的大肠杆菌培养,医用的很多病毒疫苗是用活鸡胚培养的,吸附,噬菌体侵染细菌的过程：,噬菌体的增殖：,噬菌体DNA,模板：,场所：,细菌体内,原料：,细菌的脱氧核苷酸,产物：,噬菌体DNA,细菌的氨基酸,噬菌体的蛋白质,细菌体内的核糖体,研究方法： 放射性同位素标记法 对蛋白质标记35S，对DNA标记32
4、P，分组对比实验,标记噬菌体,35S标记蛋白质 32P标记DNA,子代噬菌体没有35S 上清液中有35S,子代噬菌体有32P 上清液中没有32P,结论：在亲子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质,2.下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，据图回答：,根据上述实验对下列问题进行分析： 图中锥形瓶中的培养液是用来培养 ， 其内的营养成分中是否含有32P？ 图中的A表示 过程，进入大肠杆菌的是 ，没有进入的是 。,3.如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素是,A、可在外壳中找到15
5、N和35S,B、可在DNA中找到15N和32P,C、可在外壳中找到15N,D、可在DNA中找到15N、 32P、35S,B,4.有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如下图：,一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是( ),D,5.下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是（ ） 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 C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 D.HIV的遗传物质水解4种脱氧核苷酸,B,病毒的遗传物质是（ ） 有细胞结构的生物的遗传物质是（ ）,DNA或RNA,DNA,遗传物质
6、和核酸的区别,生物体内核酸的种类及遗传物质的判别：,核苷酸种类,8种,核苷酸种类,4种,核苷酸种类,4种,DNA在真核细胞内的分布,主要在染色体上,细胞质中,DNA的结构,DNA分子中碱基间的关系,DNA的功能,传递遗传信息,表达遗传信息,通过DNA的复制来完成,通过DNA控制蛋白质的合成来完成,DNA分子的复制,以亲代DNA为模板，在一定 条件下合成子代DNA的过程,规则的双螺旋结构为复制提 供精确的模板；碱基互补配 对原则保证了复制准确进行,一切以DNA为遗传物质的生物,在体细胞中发生在有丝分裂间期,在有性生殖过程中发生在减数 第一次分裂的间期,亲代DNA分子的两条链,四种游离的脱氧核糖核
7、苷酸,ATP,DNA解旋酶、DNA聚合酶、 DNA连接酶等,半保留复制,边解旋边复制,形成两个完全相同的子代DNA分子,复制产生的两个子代DNA分子位于 一对姐妹染色单体上，由着丝点连 在一起，在有丝分裂后期或减数第 二次分裂后期着丝点分裂时分开， 分别进入两个子细胞中,保持遗传信息的连续性， 向子代传递遗传信息,6.某生物活动小组小组借助某大学的实验设备，对有关DNA复制的方式进行探究，有人认为DNA是全保留复制，也有人认为DNA是半保留复制。为了证明这两种假设，这个小组设计了下列实验程序，请完成实验并对结果进行预测。,(1)实验步骤： 第一步：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DN
8、A分子均为14N-DNA；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA。用某种离心方法分离得到的结果如下图所示，其DNA分别分布在轻带和重带上。,第二步：将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上繁殖一代()，请分析： 如果DNA位于_带位置，则是全保留复制；如果DNA位于_带位置，则是半保留复制。,第三步：为了进一步验证第二步的推测结果，将亲代大肠杆菌(含15N)转移到含14N的培养基上再连续繁殖一代()，请分析： 如果DNA位于_带位置，则是全保留复制；如果DNA位于_带位置，则是半保留复制。,(2)有人提出：第一代()的DNA用解旋酶处理后再离心，就能直
9、接判断DNA的复制方式， 如果轻带和重带各占1/2 ，则一定为半保留复制。你认为此人说法是否正确_。原因_ 。,1/2重和1/2轻,全中,1/4重和3/4轻,1/2中和1/2轻,不正确,无论半保留复制还是全保留,复制，如果研究DNA链的情况，结果是一致的，无法区分,DNA复制的过程,探究DNA复制是半保留复制还是全保留复制， 可用同位素标记技术和离心处理技术，根据 复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。,1.DNA分子复制n代产生的子代DNA分子数为2n，产生的子代DNA分子含有的DNA单链数为2n22n1。 2一个DNA分子无论复制多少次，产生的子代DNA分子中含有的母链数总是2条
10、，含母链的DNA分子也只有且必有两个。复制n次，形成的子代DNA分子中，含亲代DNA母链的仅两个DNA分子，占子代DNA总数的2/2n；亲代DNA分子母链两条，占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的2/2n11/2n。,DNA复制的计算,3设一条DNA分子中有胸腺嘧啶m个，则该DNA复制n次后，需游离的胸腺嘧啶T(2n1)m个。,4同位素标记技术提供了DNA半保留复制过程中有关数据：已知某一全部N原子被15N标记的DNA分子(零代)，转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代，其结果总结如下：,已知某一条全部N原子被15N标记的DNA分子（0代），转移到含14N的培养基上培养n代，其结果如下：,分子
11、总数_ 只含15N的分子_ 含15N 14N的分子_ 只含14N的分子_ 脱氧核苷酸链总数_ 含15N的链为_ 含14N的链为_,2n,0,2,2n-2,2n+1,2,2n+1-2,7.某DNA分子共有a个碱基，其中含C有m个,则该DNA复制3次，需 游离 的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个？ A. 7(a-m) B. 8(a-m) C. 7a/2 -7m D. 8(2a-m),C,8.某DNA分子中，若A占32.8%，当其复制两次后，其中T应该占到整个DNA分子的多少？ A.17.2% B.32.8%C.50% D.65.6%,B,9.DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶
12、，该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为UA、AT、GC、CG，推测“P”可能是( ) A胸腺嘧啶 B腺嘌呤 C胸腺嘧啶或腺嘌呤 D胞嘧啶,D,基因,有遗传效应的DNA片段,决定生物性状的基本单位,基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的 结构层次关系图示如下：,基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息 每个基因中有很多脱氧核苷酸,基因是有遗传效应的DNA片段 一个DNA上排列着多个基因,每条染色体上有一个DNA分子 染色体是DNA的主要载体,基因在染色体上呈线性排列,分析清楚对应关系，整体与局部的关系,基因的分布,核基因（主要）,质基因（线粒体、叶绿体）,主要分布在拟
13、核中,质粒中也分布有基因,10.下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，则下列叙述正确的是( ),A白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸 BS基因是有遗传效应的DNA片段 C基因中有一个碱基对的替换就会引起生物性状的改变 D基因包含的碱基总数等于DNA分子的碱基总数,B,基因的表达,遗传信息,性状,遗传密码,RNA种类 _ (mRNA)：蛋白质合成的模板。 _ (tRNA)：运载氨基酸。 _ (rRNA)：核糖体的组成成分。,信使RNA,转运RNA,核糖体RNA,DNA的转录,a. DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA,b. DNA与RNA的碱基互补配对：,c. 组成 RNA的核糖核苷
14、酸一个个连接起来,场所：,主要在细胞核,过程：,条件：,模板：DNA的一条链,酶： DNA解旋酶、RNA聚合酶,原料：四种核糖核苷酸,能量： ATP,结果： 形成一条mRNA,这样：DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,遗传信息流动：,AU TA CG GC,转录,转录时也要解旋，但只解有遗传效应的部分。并按照碱基互补配对原则，合成mRNA,转录在活细胞中是 随时发生的,翻译：,a. 以mRNA为模板合成蛋白质,b. mRNA与tRNA的碱基互补配对：,c.组成蛋白质的氨基酸通过肽键一个个连接起来,场所：,在细胞质中的核糖体上,过程：,条件：,模板：mRNA,酶： -,原料：20种氨基酸,能量
15、： ATP,结果： 形成多肽或蛋白质,这样：DNA上的遗传信息就传递到氨基酸的排列顺序上,遗传信息流动：,AU UA CG GC,翻译,一个mRNA分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成,翻译在活细胞中是 随时发生的,密码子,mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,编码氨基酸的密码子61种,3个终止密码子，不编码氨基酸,包含两个起始密码子,共有61种反密码子,功能： 将细胞质中 氨基酸 运至核糖体,反密码子,tRNA上三个碱基能与mRNA上的密码子配对,反密码子,每种tRNA能识别并转运多种氨基酸 每种氨基酸只有一种tRNA能转运它 tRNA能识别mRNA上的密码子 tRNA转运氨基酸到细胞核内 一种tRNA可以携带几种结构相似的氨基酸 每种氨基酸都可由几种tRNA携带 每种氨基酸都有它特定的一种tRNA 一种氨基酸可由一种或几种特定的tRNA来将它携带到核糖体上,
