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1、第一课时一、一、DNA是遗传物质是遗传物质1、作为遗传物质的必备条件：、作为遗传物质的必备条件：（1）稳定性：）稳定性：（2）多样性）多样性（3）连续性）连续性（4）能够产生可遗传的变异）能够产生可遗传的变异第第6章章 遗传信息的传递和表达遗传信息的传递和表达第一节第一节 遗传信息遗传信息2、DNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验 （噬菌体为病毒，结构是蛋白质外壳，内（噬菌体为病毒，结构是蛋白质外壳，内含含DNA）原理：运用同位素示踪法原理：运用同位素示踪法 （DNA含含P不含不含S 蛋白质少含蛋白质少含P多含多含S）侵染过程：侵染过程：吸附吸附 注入注入
2、复制与合成复制与合成 组装组装 释放释放过程程结果果分析分析结论被被3535S S标记的的噬菌体侵染噬菌体侵染细菌菌细菌内无放射菌内无放射性噬菌体增殖性噬菌体增殖蛋白蛋白质外壳留在外壳留在细胞外，没胞外，没遗传给后代后代DNADNA是是遗传物物质被被3232P P标记的的噬菌体侵染噬菌体侵染细菌菌细菌内有放射菌内有放射性噬菌体增殖性噬菌体增殖DNADNA进入入细胞内，胞内，指指导噬菌体增殖噬菌体增殖3.生物的遗传物质生物的遗传物质核酸核酸（1）原核生物、真核生物、只含）原核生物、真核生物、只含DNA的的病毒（如噬菌体）病毒（如噬菌体）以以DNA作为遗传物作为遗传物质；质；（2）极少数只含）极少
3、数只含RNA的病毒（如烟草花的病毒（如烟草花叶病毒等）叶病毒等）以以RNA作为遗传物质；作为遗传物质；（3）绝大部分生物以）绝大部分生物以DNA为遗传物质，为遗传物质，DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。二、二、DNA分子的双螺旋结构分子的双螺旋结构1、DNA基本单位：基本单位：4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 2、脱氧核苷酸组成：、脱氧核苷酸组成：一个磷酸、一个磷酸、一个脱氧核糖、一个脱氧核糖、一个含氮碱基（一个含氮碱基（A、T、G、C）3、结构特点：（1）脱氧核苷酸聚合成多核苷酸链）脱氧核苷酸聚合成多核苷酸链每两个脱氧核苷酸之间通过磷酸与脱氧核糖相连接每两个脱氧核苷酸之间通过磷酸与脱氧核糖
4、相连接（2）DNA分子由两条互相平行的多核苷酸链组成分子由两条互相平行的多核苷酸链组成,之间通之间通过碱基配对相连接（氢键）过碱基配对相连接（氢键）,而且是互补的的而且是互补的的碱基配对原则：碱基配对原则：A与与T、G与与C（已知其中一条链的碱基顺（已知其中一条链的碱基顺序，可以推导出互补链）；序，可以推导出互补链）；双链双链DNA分子中嘌呤总数等于嘧啶总数：分子中嘌呤总数等于嘧啶总数：（A+G）/（T+C）=1（3）两条多核苷酸链形成右旋的双螺旋结构，每个螺旋）两条多核苷酸链形成右旋的双螺旋结构，每个螺旋（360）包括）包括10个碱基对升高个碱基对升高3.4nm（A+G）/（T+C）=（A+
5、C）/（T+G）=（A1+T1）/（A2+T2）=（G1+C1）/（G2+C2）=1111DNADNA分子中嘌呤之和与嘧啶之和的比值相等。分子中嘌呤之和与嘧啶之和的比值相等。一条链中互补碱基的和等于另一条一条链中互补碱基的和等于另一条链中互补碱基的和。链中互补碱基的和。A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链（A1+G1）/（T1+C1）=a， 则（则（A2+G2）/（T2+C2）=（A+G）/（A+T+G+C）=（A+T）/（A+T+G+C）=a，则（则（A1+T1）/（A1+T1+G1+C1）=1 /
6、 a1 / 2a一条链中不互补碱基的和之比等于一条链中不互补碱基的和之比等于另一条链中这种比值的倒数。另一条链中这种比值的倒数。两链中不互补的碱基和与两链碱基两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比等于总数之比等于50%50%（1/21/2）。）。两条链中互补碱基和与两条链碱基总数之比，两条链中互补碱基和与两条链碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。与任意一条链的这种比值相等。A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链1 1、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，G G占占23%23%，求，求A A占
7、多少？占多少？解析：解析：因为因为DNADNA分子中，分子中，A+G=T+CA+G=T+C。A=50%A=50%23%=27%23%=27%2 2、一个、一个DNADNA分子的碱基中，腺嘌呤分子的碱基中，腺嘌呤占占20%20%，那么在含有，那么在含有100100个碱基对的个碱基对的DNADNA分子中，胞嘧啶应是分子中，胞嘧啶应是_60个个3 3、 DNADNA分子的一条单链中，分子的一条单链中，A=20%A=20%，T=22%T=22%，求整个求整个DNADNA分子中分子中G= _G= _ 29%A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G
8、 G 2 2DNADNA双链双链所以，所以，5 5、某双链、某双链DNADNA分子中，分子中，A A与与T T之和之和占整个占整个DNADNA碱基总数的碱基总数的54%54%，其中，其中一条链上一条链上G G占该链碱基总数的占该链碱基总数的22%22%。求另一条链上求另一条链上G G占其所在链碱基占其所在链碱基总数的百分含量。总数的百分含量。24%24%A A 1 1T T 2 2T T 1 1A A2 2G G 1 1C C 2 2C C 1 1G G 2 2DNADNA双链双链4 4、在、在DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+G/T+C=0.4A+G/T+C=0.4，上述比例在上述
9、比例在其互补链和整个其互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？2.5 ; 12.5 ; 10.4 ;0.40.4 ;0.4若若DNADNA的一个单链中，的一个单链中，A+T/G+C=0.4A+T/G+C=0.4，上述比例在其，上述比例在其互补链和整个互补链和整个DNADNA分子中分别是多少？分子中分别是多少？4、遗传特性体现：、遗传特性体现：（1）稳定性：）稳定性：脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架碱基配对方式不变；碱基配对方式不变；碱基对之间的氢键碱基对之间的氢键两条多核苷酸链的空间螺旋两条多核苷酸链的空间螺旋第二课时三、蕴藏在三、蕴
10、藏在DNA分中的遗传信息分中的遗传信息DNA多样性的原因：多样性的原因： 脱氧核苷酸种类、数目、排列顺序的不同。脱氧核苷酸种类、数目、排列顺序的不同。 排列方式排列方式=4n(n为碱基对数）为碱基对数） （2）多样性：）多样性：DNA分子的脱氧核苷酸分子的脱氧核苷酸（主要是碱基对）的种类、数目、排列顺序千变万化（主要是碱基对）的种类、数目、排列顺序千变万化关于基因的四句话：关于基因的四句话：基因是携带遗传信息并具有遗传效应的基因是携带遗传信息并具有遗传效应的DNA片段。片段。（定义）（定义）每个每个DNA分子含有很多个基因，（与分子含有很多个基因，（与DNA的关系）的关系）每个基因由成百上千对
11、脱氧核苷酸组成（遗传信息）每个基因由成百上千对脱氧核苷酸组成（遗传信息）基因具有控制蛋白质的合成的功能（功能）基因具有控制蛋白质的合成的功能（功能）遗传信息：基因的脱氧核苷酸的序列遗传信息：基因的脱氧核苷酸的序列染色体（染色体（DNA+蛋白质）蛋白质） DNA 基因基因 脱氧核苷酸脱氧核苷酸第二节第二节 DNA复制和蛋白质合成复制和蛋白质合成一、一、DNA复制复制1、概念：以、概念：以DNA分子为模板，合成相同分子为模板，合成相同DNA分子的过程分子的过程2、过程、过程: 边解旋边复制（需在酶的作用下）：边解旋边复制（需在酶的作用下）：3、方式：半保留复制、方式：半保留复制 【全部全部DNA分
12、子中保留原有母链信息：（分子中保留原有母链信息：（1/2）n1 ，其中，其中n为复制的次数为复制的次数】4、意义：保持生物遗传特性相对稳定、意义：保持生物遗传特性相对稳定5、特性体现：、特性体现：（3）连续性：半保留复制）连续性：半保留复制（4）能够产生可遗传的变异：复制时发生差错）能够产生可遗传的变异：复制时发生差错实验6、1DNA分子模型的搭建第三课时二、二、RNA核糖核酸：核糖核酸：1、基本单位：、基本单位：4种核糖核苷酸种核糖核苷酸2、核糖核苷酸组成：一个磷酸、一个核糖、核糖核苷酸组成：一个磷酸、一个核糖、一个含氮碱基（一个含氮碱基（A、U、G、C）3、结构特点：通常呈单链结构、结构特
13、点：通常呈单链结构4、类型：（1）mRNA（信使（信使RNA）：）：mRNA分子内的碱基序列称分子内的碱基序列称为为“遗传密码遗传密码”，其中可决定一种氨基酸顺序的每三个相邻碱基称为其中可决定一种氨基酸顺序的每三个相邻碱基称为“密码密码子子”。密码子共密码子共64个，其中个，其中61个分别表示个分别表示20种氨基酸，另有种氨基酸，另有3个个为终止密码子。为终止密码子。1个密码子（个密码子（3个相邻碱基）对应个相邻碱基）对应1个氨基酸；个氨基酸； 1个氨基酸可有个氨基酸可有1个以上密码子个以上密码子（2）tRNA（转移（转移RNA）：每个）：每个tRNA带有能识别带有能识别mRNA上相应密码子并
14、与其配对的三个相邻碱基，称为反密码子。上相应密码子并与其配对的三个相邻碱基，称为反密码子。注意：不同氨基酸的注意：不同氨基酸的tRNA不同。不同。1个个tRNA对应对应1个氨基酸；个氨基酸； 1个氨基酸可有个氨基酸可有1个以上的个以上的tRNA（3）rRNA（核糖体（核糖体RNA）三、遗传信息的转录定义：是以定义：是以DNA分子中的一条多核苷酸链为模板合成信使分子中的一条多核苷酸链为模板合成信使RNA（mRNA）的过程。）的过程。2、地点：细胞核内。、地点：细胞核内。3、过程：、过程：(1)DNA片段双链解旋，片段双链解旋，(2)以其中的一条链为模板以其中的一条链为模板,按碱基配对原则按碱基配
15、对原则,在酶的作用在酶的作用下下,游离的核糖核苷酸与游离的核糖核苷酸与DNA模版上的脱氧核苷酸互补配模版上的脱氧核苷酸互补配对对,形成形成mRNA。碱基配对原则碱基配对原则:RNA分子中没有碱基分子中没有碱基T有有U，转录时，转录时AU、TA、GC、CG结果：通过转录，结果：通过转录，DNA所蕴涵的遗传信息便正确地传递到所蕴涵的遗传信息便正确地传递到mRNA分子中。分子中。四、遗传信息的翻译定义：指以定义：指以mRNA为模板，以为模板，以tRNA为运载工具为运载工具,使氨基酸在核糖体内使氨基酸在核糖体内按照一定合成具有一定顺序排列起来按照一定合成具有一定顺序排列起来,合成蛋白质的过程。合成蛋白
16、质的过程。地点：细胞质中的核糖体上地点：细胞质中的核糖体上3过程：过程：（1） mRNA在细胞核中形成后就进入细胞质中，与核糖体结合在细胞核中形成后就进入细胞质中，与核糖体结合（2）按照）按照mRNA上的碱基序列，各个上的碱基序列，各个tRNA依次带着特定的氨基酸进依次带着特定的氨基酸进入核糖体，根据碱基互补原则，把运载来的氨基酸安放在相应的位置入核糖体，根据碱基互补原则，把运载来的氨基酸安放在相应的位置上上（3）随着核糖体在）随着核糖体在mRNA上的移动，一个上的移动，一个tRNA刚离开核糖体，另一刚离开核糖体，另一个个tRNA又携带进入。又携带进入。（4）当读到）当读到mRNA上的终止密码
17、子时，翻译过程结束。上的终止密码子时，翻译过程结束。4.结果：以结果：以mRNA为模板，把氨基酸一个个连接起来合成为具有一定为模板，把氨基酸一个个连接起来合成为具有一定氨基酸序列的蛋白质。氨基酸序列的蛋白质。DNADNA复制复制转录翻翻译场所所细胞核胞核细胞核胞核细胞胞质的核糖体的核糖体上上模板模板DNADNA分子的两条分子的两条链DNADNA分子的一条分子的一条链mRNAmRNA原料原料4 4种游离的脱氧核种游离的脱氧核苷酸苷酸4 4种游离的核糖种游离的核糖核苷酸核苷酸2020种氨基酸种氨基酸原原则碱基配碱基配对（AT/GCAT/GC）碱基配碱基配对(AU/TA/GC)(AU/TA/GC)碱
18、基配碱基配对(AU/GC)(AU/GC)条件条件酶酶、ATPATP酶酶、ATPATP酶酶、ATPATP、转移移RNARNA产物物两个相同的两个相同的DNADNA分分子子mRNAmRNA多多肽链、水、水为什么说生物的性状是受基因控制的？为什么说生物的性状是受基因控制的？当亲代的遗传信息传递给子代后，即以各当亲代的遗传信息传递给子代后，即以各个基因个基因DNA区段为模板合成区段为模板合成mRNA，再以，再以mRNA为模板，合成与亲代一样的蛋白质，为模板，合成与亲代一样的蛋白质，从而显现出与亲代同样的性状。从而显现出与亲代同样的性状。四、中心法则及其发展 1、中心法则：遗传信息从、中心法则：遗传信息
19、从DNA传递给传递给RNA，再从，再从RNA决定蛋白质合成，以及遗决定蛋白质合成，以及遗传信息从传信息从DNA传递给传递给DNA的复制过程。的复制过程。2、内涵：正确表明了在细胞生命活动中，、内涵：正确表明了在细胞生命活动中，核酸和蛋白质这两类生物大分子的联系与核酸和蛋白质这两类生物大分子的联系与分工。分工。（1）DNA和和RNA的功能是储存和传递遗传的功能是储存和传递遗传信息，指导和控制蛋白质的合成信息，指导和控制蛋白质的合成（2）蛋白质的主要功能是作为细胞结构的）蛋白质的主要功能是作为细胞结构的基本成分，并参与调节新陈代谢活动基本成分，并参与调节新陈代谢活动3、中心法则的补充：很多很多RN
20、A病毒能自我复制（如流感病毒、病毒能自我复制（如流感病毒、烟草花叶病毒）烟草花叶病毒）有的有的RNA病毒以病毒以RNA为模板在逆转录酶的为模板在逆转录酶的作用下合成作用下合成DNA（某些致癌病毒、艾滋病（某些致癌病毒、艾滋病病毒、病毒、SARS冠状病毒等）。冠状病毒等）。这两个过程在病毒在寄生到宿主细胞中时这两个过程在病毒在寄生到宿主细胞中时才发生。单独存在时是不能进行的，才发生。单独存在时是不能进行的， 第四课时第三节 基因工程与转基因生物三种必要工具：三种必要工具：（1）化学剪刀：限制性核酸内切酶（简称限制酶）化学剪刀：限制性核酸内切酶（简称限制酶）即切割即切割DNA工具工具特点：专一性极
21、强，能识别特定脱氧核苷酸序列并切割特点：专一性极强，能识别特定脱氧核苷酸序列并切割特定位点；特定位点；（2）化学浆糊：）化学浆糊：DNA连接酶连接酶即连接目的基因和运即连接目的基因和运载体，载体，作用：将两个作用：将两个DNA片段片段“粘连粘连”起来拼接成新的起来拼接成新的DNA分分子；子；（3）分子运输车：质粒）分子运输车：质粒即将重组即将重组DNA导入细胞中导入细胞中运载体，也可用各种病毒。运载体，也可用各种病毒。质粒（细菌中独立于拟核质粒（细菌中独立于拟核DNA之外能自主复制的双链闭之外能自主复制的双链闭环的环的 DNA分子），携带外源基因进入细胞后能进行自分子），携带外源基因进入细胞后
22、能进行自主复制，或者接合到染色体主复制，或者接合到染色体DNA上，随染色体上，随染色体DNA同步同步复制。复制。基因工程：依据预先设计的蓝图，用人工基因工程：依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，接合到另一种生方法将某种生物的基因，接合到另一种生物的基因组物的基因组DNA中并使其表达，使后者获中并使其表达，使后者获得新的遗传性状，产生出人类需要的产物，得新的遗传性状，产生出人类需要的产物，或创造出新的生物类型的现代生物技术。或创造出新的生物类型的现代生物技术。二、基因工程的基本步骤：二、基因工程的基本步骤：1、获取目的基因、获取目的基因（1）目的基因：人们为了得到其表达产物而把它）目
23、的基因：人们为了得到其表达产物而把它转入到新的生物体中去的基因；转入到新的生物体中去的基因；（2）获得目的基因的方法：从生物体细胞中分离）获得目的基因的方法：从生物体细胞中分离或者通过化学方法人工合成；或者通过化学方法人工合成；（3）基因定位：从生物体细胞中分离时，首先确）基因定位：从生物体细胞中分离时，首先确定目的基因在细胞定目的基因在细胞DNA分子上的位置，然后运用分子上的位置，然后运用限制酶从限制酶从DNA分子长链中切取目的基因。分子长链中切取目的基因。2、目的基因与运载体重组、目的基因与运载体重组用与切取目的基因相同的限制酶将质粒切用与切取目的基因相同的限制酶将质粒切开，在开，在DNA
24、连接酶作用下连接酶作用下,使将目的基因使将目的基因与质粒组成环状的重组与质粒组成环状的重组DNA分子（即重组分子（即重组质粒）。质粒）。3、重组、重组DNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞重组质粒只有导入活细胞重组质粒只有导入活细胞,借助活细胞的借助活细胞的代谢功能代谢功能,才能是目的基因所蕴含的遗传才能是目的基因所蕴含的遗传信息得到表达。信息得到表达。受体细胞：接纳重组质粒的活细胞，受体细胞：接纳重组质粒的活细胞，可以是微生物、植物细胞和动物细胞，可以是微生物、植物细胞和动物细胞，4、筛选含目的基因的受体细胞、筛选含目的基因的受体细胞重组质粒成功导入的概率是重组质粒成功导入的概率是10-7，
25、因此必须从大，因此必须从大量的细胞群中筛选出已获得目的基因的细胞，量的细胞群中筛选出已获得目的基因的细胞，如果将携带人生长激素基因的重组质粒成功导如果将携带人生长激素基因的重组质粒成功导入入,人生长激素基因就在细菌内转录和翻译人生长激素基因就在细菌内转录和翻译,合合成人生长激素成人生长激素通常选择质粒时使用自身带有抗生素抗性基因通常选择质粒时使用自身带有抗生素抗性基因或者人工重组使其带上抗性基因的质粒，可以或者人工重组使其带上抗性基因的质粒，可以根据受体细胞能否在含抗生素的培养基中生长根据受体细胞能否在含抗生素的培养基中生长来进行筛选。来进行筛选。三、转基因技术的应用1、微生物基因工程、微生物
26、基因工程原理：微生物繁殖迅速、结构简单、遗传操作原理：微生物繁殖迅速、结构简单、遗传操作较为容易较为容易优点：技术比较成熟、研制周期较短、可通过优点：技术比较成熟、研制周期较短、可通过发酵大量生产发酵大量生产应用：用于药用蛋白质的规模化生产应用：用于药用蛋白质的规模化生产植物基因工程：植物基因工程：培育成转基因植物培育成转基因植物 分离抗虫、抗病、抗除草剂、抗旱、抗盐碱、分离抗虫、抗病、抗除草剂、抗旱、抗盐碱、抗冻、改变花色以及提高作物产量或品质的抗冻、改变花色以及提高作物产量或品质的基因，转入农作物或园艺植物，基因，转入农作物或园艺植物，培育植物疫苗培育植物疫苗 将乙肝、龋齿等疫苗基因转入植
27、物，将乙肝、龋齿等疫苗基因转入植物，动物基因工程动物基因工程原理：以动物的受精卵为受体细胞，用显微原理：以动物的受精卵为受体细胞，用显微注射的方法将目的基因导入受体细胞，再使注射的方法将目的基因导入受体细胞，再使受精卵发育成个体而获得转基因动物受精卵发育成个体而获得转基因动物应用：应用： 获得具有优良性状的动物新品种；获得具有优良性状的动物新品种； 培育能产生人源性蛋白质药物的动物，培育能产生人源性蛋白质药物的动物， (从其乳汁中获得药物从其乳汁中获得药物-乳腺生物反应器乳腺生物反应器)四、转基因生物产品的安全性四、转基因生物产品的安全性转基因生物本身是否对生态环境造成不利转基因生物本身是否对
28、生态环境造成不利担忧：转基因植物进入自然界后，与野生担忧：转基因植物进入自然界后，与野生品种杂交，产生具生存优势的杂交种，导品种杂交，产生具生存优势的杂交种，导致现有生态系统结构改变、影响生物多样致现有生态系统结构改变、影响生物多样性，对人类的生存环境和生产活动造成不性，对人类的生存环境和生产活动造成不利。利。对策：需对转基因作物栽培地环境实施严对策：需对转基因作物栽培地环境实施严格的控制和监测。格的控制和监测。转基因生物产品是否对人类健康造成损害转基因生物产品是否对人类健康造成损害担忧：转基因食品中的致敏物质，可能会担忧：转基因食品中的致敏物质，可能会影响人类健康。影响人类健康。对策：上市前对产品进行严格的致敏性检对策：上市前对产品进行严格的致敏性检验，对具有潜在致敏物质的产品标以醒目验，对具有潜在致敏物质的产品标以醒目的标签；完善有关转基因食品的安全性的的标签；完善有关转基因食品的安全性的政策法规；消费者应有知情权，提高安全政策法规；消费者应有知情权，提高安全意识。意识。
