高一生物必修2第三章基因的本质

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1、用心 爱心 专心 115 号编辑高一生物必修 2 第三章 基因的本质第一节 DNA 是主要的遗传物质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。实验过程结论：DNA 是遗传物质2.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 培 养 含 32P 的细菌 培 养 内部 DNA 含 32P 的噬菌体

2、噬菌体侵染细菌用心 爱心 专心 115 号编辑含 35S 的噬菌体 侵 染 细 菌 细菌体内没有放射性 35S含 32P 的噬菌体 侵 染 细 菌 细菌体内有放射线 32P结论：进一步确立 DNA 是遗传物质3.烟草花叶病毒感染烟草实验：（1） 、实验过程（2） 、实验结果分析与结论烟草花叶病毒的 RNA 能自我复制，控制生物的遗传性状，因此 RNA 是它的遗传物质。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。第二节 DNA 分子的结构

3、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）2、DNA 分子有何特点？稳定性是指 DNA 分子双螺旋空间结构的相对稳定性。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，所用心 爱心 专心 115 号编辑以每个特定的 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

4、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.相关计算（1）A=T C=G（2） （A+ C ）/ （T+G ）= 1 或 A+G / T+C = 1（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例：已知 DNA 分子中，G 和 C 之和占全部碱基的 46，又知在该 DNA

5、分子的 H 链中，A和 C 分别占碱基数的 28%和 22%，则该 DNA 分子与 H 链互补的链中，A 和 C 分别占该链碱基的比例为( )28 、22% B. 22、28%C. 23、27% D.26、24%4.判断核酸种类（1）如有 U 无 T，则此核酸为 RNA；（2）如有 T 且 A=T C=G，则为双链 DNA；（3）如有 T 且 A T C G ，则为单链 DNA ；（4）U 和 T 都有，则处于转录阶段。第 3 节 DNA 的复制一、DNA 分子复制的过程用心 爱心 专心 115 号编辑解旋酶：解开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

6、原则，合成子链连接酶： 把DNA子链片段连接起来1、概念：以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 的过程2、复制时间：有丝分裂或减数第一次分裂间期3. 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（2）原料：4 种脱氧核苷酸（3）能量：ATP（4）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/

7、(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例题：（1） 、一个被放射性元素标记双链 DNA 的噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出 n 个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数( )A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2用心 爱心 专心 115 号编辑（2） 、具有 100 个碱基对的一个 DNA 分子片段，含有 40 个胸腺嘧啶，若连续复制 3 次，则第三次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数是( )A.60 个 B.120 个

8、 C.240 个 D.360 个第 4 节 基因是有遗传效应的 DNA 片段一、.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（A、T、 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

9、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。基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录1、DNA 与 RNA 的异同点核酸项目 DNA RNA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、G、C、T A、G、C、U用心 爱心 专心 115 号编辑产生途径 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

10、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：）阶段项目复制 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 的一条链为模板原料 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸条件

11、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（A在细胞核中，以 DNA 解旋后的一条链为模板，按照AU、GC、TA、CG 的碱基互补配对原则，形用心 爱心 专心 115 号编辑T、CG、TA、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成 mRNA，mRNA 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

12、传信息的传递方向遗传信息从亲代 DNA 传给子代 DNA 分子遗传信息由 DNA 传到 RNA二、遗传信息的翻译1、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 中决定一个氨基酸的三个相邻碱基tRNA 中与 mRNA密码子互补配对的三个碱基作用 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 决 定 mRNA 中核糖核苷酸的

13、序列mRNA 中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2、翻译定义翻译的场所 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 碱基互补配对翻译与转录的异同点（下表）：用心 爱心 专心 115 号编辑阶段项目 转录 翻译定义 在细胞核中，以 DNA 的一条链为模板合成 mRNA 的过程 以信使 RNA 为模板，合成具有一定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 DNAmRNA mRNA蛋白质原料 含 A、U、C、G 的 4 种核苷酸 合成蛋白质的 2

14、0 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 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达三、基因表达过程中有关 DNA、RNA、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。2.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 mRNA 中碱基数目的 1/3，是双链 DNA 碱基数目的 1/6 。 第 2 节 基因对性状的控制一、中心法则DNADNA：DNA 的自我复制；DNARNA：转录；RNA蛋白质：翻译；RNARNA：RNA 的自我复制；RNADNA：逆转录。DNADNA RNARNADNARNA 细胞生物 病毒RNA蛋白质 RNADNA用心 爱心 专心 115 号编辑二、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 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。