高中生物总复习讲解课件：专题10 遗传的分子基础(共22张PPT)

(共22张PPT)
第2部分　遗传与进化
专题10　遗传的分子基础
考点1 遗传物质的探索、DNA的结构与复制
一、遗传物质的探索
肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验 肺炎链 球菌 S型 有荚膜、有致病性、菌落表面光滑
R型 无荚膜、无致病性、菌落表面粗糙
格里菲 思的转 化实验 过程与 现象
结论 加热致死的S型细菌内含有转化因子,促使R型活细菌转化为S型活细菌
肺 炎 链 球 菌 的 转 化 实 验 艾弗里 及其同 事的转 化实验 过程
结论 DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验（赫尔希和蔡斯） 技术 放射性同位素标记
噬菌体增 殖过程

T2噬菌体增殖需要的条件
①模板:T2噬菌体的DNA;②原料:大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸(合成T2噬菌体DNA)、氨基酸(合成T2噬菌体DNA);③T2噬菌体蛋白质的合成场所:大肠杆菌的核糖体
T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 （赫尔希和蔡斯） 实验过程 及结论

(1)保温的目的是使T2噬菌体侵染大肠杆菌。(2)搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体和大肠杆菌分离。(3)离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
误差 分析 (1)

(2)

烟草花叶 病毒的侵 染实验
结论 DNA是主要的遗传物质,除极少数生物(RNA病毒)的遗传物质为RNA外,其余几乎全部生物
(DNA病毒、真核生物和原核生物)的遗传物质均为DNA
易混易错 (1)转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎链球菌转化实验中S型细菌
的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即发生了基因重组(属于广义上的)。
(2)加热致死的S型细菌,其蛋白质变性失活,DNA双螺旋结构打开,但冷却后DNA的结
构可以恢复。
(3)同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。同位素包括稳定同位素和放射性
同位素,实验中常用的3H、14C、32P、35S等为放射性同位素,检测时可检测放射性强度
及位置;18O、15N为稳定同位素,检测时需要检测带标记物质所占的比例。
小表达 T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验　　　 (填“能”或“不能”)用14C和18O对
T2噬菌体的DNA和蛋白质分别进行标记,原因是　　　　　　　　　　　　　　 ;　　　 (填“能”或“不能”)用35S和32P标记同一T2噬菌体,
原因是　　　　　　 　　　　　　　　　 。　
不能
T2噬菌体的蛋白质和DNA分子中都含有这两种元素
不能
检测时无法区分放射性物质的种类
二、DNA的结构与复制
1.DNA的结构
提出者 沃森、克里克
结构要点
DNA的特点 多样性、特异性(多样性和特异性均体现在碱基排列顺序)、稳定性
知识拓展 DNA分子的方向性由形成磷酸二酯键的磷酸基团和脱氧核糖上的羟基
(—OH)决定,磷酸基团、羟基(—OH)分别连接在脱氧核糖的5'-C和3 ' -C上,故DNA单链
的磷酸基团端为5'-端,羟基(—OH)端为3'-端。每个双链DNA分子片段中,有2个游离的
磷酸基团。
DNA复制方式的三种假说
DNA半 保留复 制的实 验证据 技术 密度梯度离心、同位素标记法
过程
结论 DNA以半保留的方式复制
2.DNA的复制
DNA 的复制 时间 主要是细胞分裂前的间期
场所 真核细胞主要在细胞核,其次在叶绿体和线粒体;原核细胞在拟核和细胞质
过程
特点 半保留复制、边解旋边复制、多起点双向复制(真核)、单起点双向复制(原核)
准确复制的原因及意义 (1)原因:DNA具有独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板;碱基互补配对原则,保证了复制能准确进行。
(2)意义:DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保持了遗传信息的连续性
知识拓展 (1)DNA复制的半不连续性
　　由于DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到已有核苷酸链的3'-端,即子链的延
伸方向只能为5'→3',因此,DNA复制以3'→5'链为模板时,子链可以沿5'→3'方向连续复
制;以另一条链为模板时,每解旋至足够长度,子链再沿5'→3'方向复制,复制合成的
DNA片段,再通过DNA连接酶连接起来。
(2)细胞内DNA分子复制时需要引物,该引物为一段单链的RNA分子。
知识归纳 DNA结构及复制中的相关计算
DNA结构 (1)双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数(A总+G总=T总+C总)。
(2)互补碱基之和的比值在任意一条链及整个DNA分子中都相等,简记为“补则等”( = = )。
(3)非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数,简记为“不补则倒”(如 = ,但 =1)。
(4)某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半
DNA复制 (n次复制) (1)DNA分子总数为2n,含15N标记的DNA分子数为2,含14N标记的DNA分子数为2n,仅含15N标记的DNA分子数为0,仅含14N标记的DNA分子数为2n-2。
(2)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为[m·(2n-1)]个
考点2　基因的表达
一、基因指导蛋白质的合成
1.转录和翻译
项目 转录 翻译
场所 主要在细胞核,其次在线粒体、叶绿体(真核生物) 核糖体
条件 DNA分子的一条链(模板)、四种核糖核苷酸(原料)、RNA聚合酶 mRNA(模板)、氨基酸(原料)、tRNA(转运氨基酸)
过程
项目 转录 翻译
产物 RNA(mRNA、tRNA、rRNA) 肽链
方向 (1)子链延伸方向:5‘→3’;(2)模板链方向:3'→5' (1)肽链延伸方向:氨基端→羧基端;(2)模板链方向:5'→3'
辨析 (1)密码子与反密码子: ①密码子位于mRNA上,一个密码子仅对应一种氨基酸,但一种氨基酸可对应多种密码子,即密码子的简并性; ②反密码子位于tRNA上,能够与密码子碱基互补配对。 (2)启动子和起始密码子、终止子和终止密码子: 启动子和起始密码子分别是转录、翻译的起点,终止子和终止密码子分别是转录、翻译的终点 知识拓展 (1)真核生物和原核生物基因表达的区别

(2)真核生物基因的结构

　　真核生物基因内部存在外显子序列和内含子序列,其中内含子转录出的序列会被
切除,不参与翻译过程,成熟mRNA中仅保留外显子转录出的序列。
知识归纳
易混易错 (1)tRNA是单链的,但其RNA链可发生折叠,在互补序列间形成碱基互补配
对区,内部存在氢键。
(2)翻译过程中,通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,形成多聚核糖体,同
时进行多条肽链的合成,可实现少量的mRNA分子迅速合成大量的蛋白质,提高翻译的
效率。
内容
不同生物的遗传 信息流动过程 细胞生物
DNA病毒 RNA病毒(RNA复制)
RNA病毒(逆转录)
2.中心法则(由克里克提出)
二、基因表达与性状的关系
基因表达产物 与性状的关系 直接控制 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状,如镰状细胞贫血、囊性纤维化
间接控制 基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制生物性状,如白化病、豌豆皱粒
基因与性状间的对应关系 一对等位基因控制一对相对性状,如豌豆的高茎、矮茎
一对等位基因控制多对相对性状
多对等位基因控制一对相对性状
基因表达调控 对性状的影响 细胞分化 (1)本质:基因的选择性表达;
(2)表达的两类基因分析:
①管家基因:所有细胞中均表达(如核糖体基因);
②奢侈基因:只在某类细胞中特异性表达(如胰岛素基因)
表观遗传 (1)概念:生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
(2)原因:DNA甲基化、组蛋白甲基化或乙酰化等。
(3)特点:可遗传性;碱基序列不变性;可逆性(如被甲基化修饰的DNA可发生去甲基化)