遗传信息的传递 (2)
遗传学中的DNA及其遗传信息传递
遗传学中的DNA及其遗传信息传递遗传学是一门研究生物遗传现象的学科，其研究对象是DNA分子及其遗传信息的传递和变异。
DNA是构成基因的核酸分子，在生物体内具有非常重要的遗传信息传递功能。
DNA分子具有非常特殊的物理化学性质，能够同时承载大量的遗传信息。
本文将对DNA及其遗传信息传递相关的知识进行深入探讨。
一、生命的基础—— DNADNA（Deoxyribonucleic acid）是由核苷酸（nucleotide）构成的生物大分子，本质上是一种具有高度包容能力的遗传信息载体。
DNA分子的构成分为四种核苷酸，即腺嘌呤（adenine）、鸟嘌呤（guanine）、胸腺嘧啶（thymine）和胞嘧啶（cytosine）。
这四种基本核苷酸通过碳氧化氢键和磷酸二脂酰胺骨架，构成了基因组中的DNA链。
在DNA分子中，腺嘌呤和鸟嘌呤按照一定规则互相配对，胸腺嘧啶和胞嘧啶也互相配对，从而将DNA分子连成线性的双链结构。
DNA分子的结构稳定性很高，这种稳定性使得DNA分子在遗传信息传递中承担着至关重要的角色。
二、 DNA 的复制和遗传信息的传递DNA复制是生物体在细胞分裂过程中的一个重要环节，其作用是使两个细胞均能够带有完整的基因信息。
DNA复制的过程是由DNA聚合酶（DNA polymerase）等多种酶催化完成的。
大体过程是将DNA双链分离成两条单链，然后按照核苷酸的互补配对规则，在每条单链上逐位复制出另一条单链，最终得到两个新的完整的DNA分子。
DNA复制是一种非常细致和严谨的过程，小小的差错就可能导致基因信息的失误。
在这里，我们可以看到DNA分子本身就是一种非常奇妙的物质，它能够在分子水平上进行无误的复制和传递遗传信息，这为生命的起源和演化提供了基础。
DNA的遗传信息传递是指通过DNA的复制和修复，将DNA中的遗传信息传递给下一代。
基因是指在遗传信息中能够控制某种特定性状的DNA片段。
基因是遗传信息的最小单位，每个个体都由一定数量的基因构成。
遗传信息的传递
遗传信息的传递考分预测DNA复制、转录、逆转录和翻译概念DNA复制过程RNA合成基本概念一、遗传信息的传递概述中心法则遗传信息的传递包括DNA的生物合成（复制）、RNA的生物合成（转录）、蛋白质的生物合成（翻译）。
目前将遗传信息的传递方式归纳为中心法则二、DNA生物合成（一）DNA的合成概念半保留复制：DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。
子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全重新合成。
两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。
这种复制方式称为半保留复制。
（二）DNA复制过程DNA复制过程分为起始、延长和终止3个阶段。
1.起始过程：①复制起始：DNA解链形成引发体；②引物合成：引物是一小段RNA（提供3′-OH作为合成起点）引物酶催化的从5′→3′方向合成的短链RNA分子。
留有3′-OH末端，以便DNA的复制延长。
在复制起始点ori所在部位首先由DNA拓扑异构酶和解链酶松驰解开一段双链，形成复制叉。
2.延长过程：复制的延长是指在DNA-pol（DNA聚合酶）催化下，以单链的DNA母链为模板，以dATP、dGTP、dCTP和dTTP为原料逐个加入至引物的或延长中子链的3′-OH上，形成磷酸二酯键。
领头链沿5′→3′方向连续复制，形成完整子链。
随从链不连续复制，形成冈崎片段。
随从链从3′-5′不连续复制。
最终合成的两条新子链。
3.终止过程：①切除引物；②填补空缺；③连接切口。
4.DNA复制过程要点（三）逆转录（反转录）反转录：以RNA为模板，合成与其互补的DNA的过程反转录酶：RNA-pol＝全酶＋6因子（四）DNA损伤与修复1.引起突变的因素：紫外线（UV）、各种辐射。
2.引起突变的分子改变类型（1）点突变：DNA分子上的碱基错配，称点突变。
如镰状红细胞贫血症患者血红蛋白的基因突变。
（2）缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。
遗传信息的传递
遗传信息的传递遗传信息的传递是生命存在与延续的基石，它决定了生物个体的性状和特征。
这一过程是通过遗传物质的转移和复制来实现的，主要通过DNA和RNA的作用来进行。
一、DNA：遗传信息的载体DNA（脱氧核糖核酸）是所有生物体内遗传信息的主要载体。
它由一条或多条长链构成，这些链由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鸟嘌呤）组成。
DNA分子通常以螺旋结构呈现，其中两条链通过碱基之间的氢键相互连接。
1.遗传信息的编码DNA通过碱基序列对遗传信息进行编码。
每个碱基序列可以被解读为一个密码字，在DNA的特定区域，一系列密码字编码了特定的蛋白质。
这种编码方式被称为基因。
组成基因的不同序列则决定了蛋白质的不同结构和功能。
2.复制和传递DNA的复制是遗传信息传递的关键步骤。
在复制过程中，DNA的两条链分离，并用周围环境中的自由核苷酸作为模板来合成两条新的DNA链。
这样，每个新生物体所带有的DNA就是父代生物体DNA的完整复制。
二、RNA：遗传信息的传递者RNA（核糖核酸）是DNA的姐妹分子，在遗传信息的传递过程中发挥着重要的作用。
与DNA不同，RNA一般以单链形式存在，但在某些特定条件下也可呈现出螺旋结构。
1.转录转录是DNA信息到RNA的过程。
在转录中，DNA的一小段编码区域被复制为对应的RNA分子，这一过程由酶（RNA聚合酶）催化。
产生的RNA分子被称为信使RNA（mRNA），它携带着编码信息到细胞质中。
2.翻译翻译是RNA信息到蛋白质的过程。
在翻译中，mRNA中的信息被读取，并通过与特定的tRNA（转运RNA）配对，形成氨基酸链，最终合成蛋白质。
这一过程发生在细胞的生物合成机器，即核糖体中。
三、遗传信息的传递过程遗传信息从一个生物体传递到下一代生物体的过程可以概括为三个主要步骤：复制、转录和翻译。
1.复制复制是在有性和无性生殖过程中都会发生的一项重要步骤。
在无性生殖中，DNA通过复制过程直接传递给后代。
在有性生殖中，DNA会经过两个互补的复制过程，并通过配子的互相结合来传递遗传信息。
第6章遗传信息的传递和表达 第2节DNA复制和蛋白质合成 教案
第6章第2节DNA复制和蛋白质合成课题：DNA复制和蛋白质合成教材分析：本节重点介绍遗传物质的功能，包括DNA分子的复制功能，以及通过基因控制蛋白质合成及其生物性状的功能。
初中教材中主体一“人体”中相关教学内容是“人体性状的遗传和变异”其中有“染色体和基因”的教学内容，教学要求是能说出染色体与基因的关系。
学生对染色体和基因在遗传中的作用有初步了解，前一节教学内容在探究人类研究遗传物质的发展历程的基础上学习了DNA的构成和结构，本节就DNA的功能展开探索，并归纳为中心法则这一遗传信息传递的规律。
学生有机化学的基础极弱，因此本节课的教学重点落在采用图像和动画等直观方法和多用比喻等方式降低学生对所学知识的理解难度。
用列表法归纳和总结DNA的功能，帮助学生整理知识点。
要求学生采用举例、说出相关概念等方式说出对中心法则的理解，以问题引导学生思考DNA与蛋白质的分工与联系，以这个方式帮助学生将相关内容整合成一定知识体系。
教学目标：知识与技能：能简述DNA复制及遗传信息传递和表达的过程。
能说出遗传信息、遗传密码和密码子和DNA分子于RNA分子的关系及相互关系。
能用中心法则解释基因与性状的关系。
过程与方法：在了解DNA分子的结构和碱基配对原则的基础上，感受生物体遗传信息传递的准确性。
了解密码子的功能，注意DNA核苷酸排列顺序与蛋白质氨基酸顺序的关系。
情感态度与价值观：在学习遗传信息的传递和表达过程中，体验核酸和蛋白质在生命活动中的分工和联系，以及基因对蛋白质合成的控制功能。
重点与难点：重点：DNA复制遗传信息的转录和翻译（蛋白质合成）中心法则难点：DNA复制遗传信息的转录遗传信息的翻译课时安排：3课时第1课时：DNA复制第2课时：遗传信息的转录和翻译第3课时：中心法则及其发展教学用具：自制PPT板书：第2节DNA复制和蛋白质合成一、DNA复制1、定义2、过程：边解旋边复制，半保留复制3、意义：保持生物遗传特性相对稳定的基础二、遗传信息的转录1、遗传信息、基因和性状2、转录的定义3、转录的过程4、转录的意义：将DNA分子的遗传信息转移到RNA分子中。
遗传信息传递的特点
遗传信息传递的特点1 遗传信息传递的概念遗传信息传递是指从一个生物体传递到下一代的某种物质或信息，这些信息决定了生物体的性状和特征。
在生物体中，遗传信息是以染色体为最基本的单位存在的。
这些染色体含有遗传信息，通过染色体的组合来决定后代的遗传基因信息。
2 遗传信息的基本单位-基因基因是一些能够被遗传的特定DNA序列，在遗传信息传递中发挥着关键的作用。
每个基因都含有特定的信息，这些信息指导蛋白质的生产和生物功能的表现。
一个基因可以有不同的形态，称为等位基因，它们决定了个体的表现型。
3 遗传信息的传递方式-基于遗传物质DNA的复制和分裂遗传信息的传递是通过基于遗传物质DNA的复制和分裂实现的。
DNA是生物细胞中存储和传递遗传信息的重要分子。
在有性生殖过程中，双亲的每个细胞都会为子代提供一份遗传信息。
通过复制DNA分子，一个细胞分裂成两个细胞，每个细胞都带有完整的DNA分子信息。
4 遗传信息的遗传规律遗传信息是按照一定的规律进行传递的。
孟德尔遗传学定律是遗传信息传递的基本规律。
孟德尔通过对豌豆的遗传实验，发现遗传信息的传递遵循着基因的隔离和独立的性状遗传规律。
5 遗传信息的变异和突变遗传信息的变异和突变是影响遗传信息传递的因素之一。
变异是指同一物种体内某一基因的重组、重排、丢失等造成的基因型和表现型的差异。
突变是指基因的结构上发生的改变，它可以分为染色体突变和基因突变两种。
6 遗传信息传递的影响因素遗传信息的传递受到多种因素的影响。
首先，基因的遗传特性是由随机配对的表现型和等位基因决定的。
其次，基因之间相互作用和表现型的多样性也会影响遗传信息的传递。
最后，环境和生活方式等外部因素也会产生一定的影响。
7 遗传信息传递与遗传病遗传信息的传递还会导致遗传疾病。
遗传病是由异常基因导致的一种疾病。
遗传信息在个体的生命周期中存在着一定的突变和变异的概率，一旦出现了异常基因，就有可能发生遗传病发生。
8 总结遗传信息传递是指从一个生物体传递到下一代的某种物质或信息。
遗传信息的传递与表达
遗传信息的传递与表达遗传信息是指生物个体在繁殖过程中所传递给后代的基因信息。
这些基因信息以DNA的形式存在于生物体内，通过细胞的复制和传递来实现遗传。
在传递过程中，遗传信息在细胞分裂中的遗传物质DNA中进行复制和传递，并通过细胞核和细胞质中的相关结构和分子进行表达。
I. 遗传信息的传递遗传信息的传递是通过生物个体的繁殖来实现的。
在有性生殖中，基因信息通过两个亲本个体的配子结合而传递给下一代。
具体过程包括以下几步：1. 基因的复制：在细胞分裂过程中（有丝分裂或减数分裂），DNA 会复制自身，使每个新生细胞都有完整的遗传信息。
2. 配子形成：在减数分裂过程中，基因信息会在生殖细胞（配子）中进行分离和整合，形成具有继承特征的单倍体配子。
3. 受精交配：两个亲本个体的配子结合成为受精卵，继承了父母两者的遗传信息。
4. 个体发育：受精卵会分裂和发育，逐渐形成一个新的个体，其细胞中携带着已传递的遗传信息。
II. 遗传信息的表达遗传信息通过基因表达来实现。
基因表达是指基因信息转化为蛋白质的过程。
主要包括以下几个步骤：1. 转录：在细胞核中，DNA的信息被转录成为RNA分子，即mRNA。
2. RNA剪接：在转录后，mRNA分子会被修饰和加工，包括剪接、拼接和修饰等步骤，形成成熟的mRNA分子。
3. 翻译：mRNA分子离开细胞核，进入细胞质中的核糖体。
在核糖体的参与下，mRNA的信息被翻译成为氨基酸序列，从而合成蛋白质。
4. 蛋白质修饰和定位：在合成初期或合成后，蛋白质会经过一系列的修饰和定位过程，使其成为具有特定功能的成熟蛋白质。
5. 蛋白质功能发挥：成熟的蛋白质通过特定的机制发挥其功能，如酶的催化作用、结构蛋白的支持作用等。
总结：遗传信息的传递与表达是生物世界中基本的遗传过程。
通过遗传信息的传递，生物个体将自身的遗传特征传递给下一代，保证了物种的延续。
而遗传信息的表达则使基因信息转化为蛋白质的形式，进而实现生物体内各种生化过程的正常进行。
遗传信息传递的特点
遗传信息传递的特点遗传信息传递是指生物体通过遗传物质将基因信息传递给后代的过程。
遗传信息传递的特点主要包括以下几个方面。
1. 遗传信息的传递是通过遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）来实现的。
DNA是由四种不同的碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞腺嘧啶）组成的，通过不同的排列顺序编码了生物体的遗传信息。
这种碱基序列的排列顺序在遗传过程中是相对稳定的，因此能够确保遗传信息的准确传递。
2. 遗传信息传递是一种垂直传递方式，即从父代传递给子代。
通过遗传物质的复制和遗传物质的传递，父代的遗传信息能够准确地传递给子代，使得后代能够继承父代的特征和遗传信息。
3. 遗传信息传递是一种连续的过程。
在生物体的繁殖过程中，遗传信息从一个细胞传递到另一个细胞，从一个个体传递到另一个个体，通过连续的遗传信息传递，保证了遗传信息的延续和传承。
4. 遗传信息的传递是基于基因的。
基因是DNA上的一段特定序列，它编码了生物体的性状和功能。
通过基因的表达和调控，遗传信息能够在生物体中得以传递和实现。
5. 遗传信息传递具有遗传多样性的特点。
由于基因的重组和突变等机制，遗传信息在传递过程中会发生一定的变异，从而导致后代之间存在差异。
这种遗传多样性为物种的适应和进化提供了基础。
6. 遗传信息传递具有遗传稳定性的特点。
虽然遗传信息会发生变异，但大部分遗传信息在传递过程中是相对稳定的，能够保证物种的相对稳定和连续性。
7. 遗传信息传递是一种高度精确的过程。
在遗传信息传递过程中，DNA复制和遗传物质的传递都需要一系列精确的酶和蛋白质参与，以保证遗传信息的准确传递和复制。
总的来说，遗传信息传递是一种基于DNA的精确、连续、稳定的过程，通过遗传物质的复制和传递，将父代的遗传信息准确地传递给子代，保证了物种的延续和进化。
这种遗传信息传递具有遗传多样性和遗传稳定性的特点，为生物体的适应和进化提供了基础。
通过研究遗传信息传递的特点，可以深入理解生物体的遗传机制和进化过程。
遗传信息的传递与表达解析
遗传信息的传递与表达解析遗传信息的传递是指将父代的遗传信息传递给子代的过程，其中遗传物质DNA起着重要的作用。
DNA是由核苷酸组成的双螺旋结构，它通过遗传密码将信息传递给下一代。
本文将从DNA复制、转录和翻译三个方面解析遗传信息的传递与表达。
一、DNA的复制DNA的复制是指将一个DNA分子复制成两个完全相同的DNA分子的过程。
这个过程在细胞有丝分裂和生殖细胞减数分裂中发生。
复制的起点是DNA的特殊序列，称为起始子。
DNA复制过程中，双螺旋结构被解开，接着酶类开始合成新的DNA链。
其中，DNA聚合酶是复制过程中的关键酶，它能在DNA模板上合成新的互补链。
与此同时，DNA的两条链被分离，每条链被用作合成新的DNA链的模板。
最终，两个相同的DNA分子被合成出来。
二、DNA的转录DNA的转录是指将DNA基因信息转化为RNA信息的过程，通过模板链合成一个新的RNA链。
转录是在细胞质中进行的，其中的关键酶是RNA聚合酶。
转录的起点是DNA的启动子，转录速率由启动子的活性和转录因子的调节来决定。
在转录过程中，RNA聚合酶将RNA 核苷酸与DNA模板链上的DNA核苷酸互补配对，形成单链RNA。
RNA链长度的增加、RNA链的脱离和DNA的二级结构的复原是转录过程中的重要步骤。
最终，合成的RNA链脱离DNA模板，完成转录过程。
三、RNA的翻译RNA的翻译是指将RNA信息转化为蛋白质的过程。
这一过程发生在细胞质中，借助转移RNA（tRNA）和核糖体。
首先，mRNA与小亚单位结合并找到起始密码子，然后大亚单位加入形成完整的核糖体。
接下来，tRNA与氨基酸结合，通过互补碱基配对与mRNA上的密码子配对。
每个tRNA携带特定的氨基酸，随着mRNA链的移动，氨基酸被逐个连接起来，形成多肽链。
最终，蛋白质合成完成，tRNA与肽链分离，释放出新合成的蛋白质。
总结：遗传信息的传递与表达解析涉及到DNA的复制、转录和翻译三个过程。
DNA的复制是将一个DNA分子复制成两个相同的DNA分子，转录是将DNA基因信息转化为RNA信息，而翻译是将RNA信息转化为蛋白质。
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多数启动子位于真核细胞基因转录起点的上游，
启动子本身通常不被转录。
少数启动子（如编码tRNA基因的启动子）位于
转录起始点的下游，这些DNA序列可以被转录。
目录
真核生物有3类启动子，分别对应于细胞内存
在的三种不同的RNA聚合酶和相关蛋白质。
除了某些以RNA为基因组的RNA病毒外，基因
通常是指染色体或基因组的一段DNA序列。
基因包括编码序列（外显子）、调控序列和间
隔序列（内含子）。
目录
基因组（genome）：一个生物体内所有遗传
信息的总和。
人类基因组包含了细胞核染色体DNA（常 染色体和性染色体）及线粒体DNA所携带的所
有遗传物质。
以DNA为模板转录生成的mRNA作为信使， 其核苷酸序列构成的密码子在合成蛋白质 时被翻译为肽链中氨基酸的排列顺序。
细胞内所有蛋白质一级结构的信息全部来 源于DNA序列。
目录
第十三章
真核基因与基因组
Eukaryote Gene and Genome
目录
基因（gene）：编码蛋白质或RNA等具有特 定功能产物的、负载遗传信息的基本单位。
目录
与基因功能相关的结构
编码区序列（coding region sequence ）
在细胞内表达为蛋白质或功能RNA的DNA序列
非编码序列（non-coding sequence）
基因表达需要的调控区（regulatory region）序列， 包括启动子（promoter）、增强子（enhancer）等。 单个基因的组成结构及一个完整的生物体内基因的组织 排列方式统称为基因组构（gene organization）。
第三篇
遗传信息的传递
目录
本篇重点学习内容
真核基因与基因组
DNA的生物合成 DNA的损伤和修复 RNA的生物合成 蛋白质的生物合成
基因表达调控
细胞信号转导
目录
中心法则 (The Central Dogma)
转录 翻译
复 制
逆转录
目录
生物体内的遗传信息传递遵循中心法则
DNA以半保留复制的方式将亲代细胞的遗 传物质高度忠实地传递给子代。
目录
修饰点 上游启动子元件 启动子
+1
剪接加尾
结构基因
AATAAA
翻译起始点 转录起始点 增强子 TATA盒 OCT-1 GC盒 CAAT盒 内 含 子
外显子 转录终止点
OCT-1：ATTTGCAT八聚体
目录
顺式作用元件
启动子
上游调控元件
增强子
加尾信号
细胞信号反应元件
目录
1. 启动子提供转录起始信号
基因的5端称之为上游，3端称为下游
基因序列中开始RNA链合成的第一个核苷酸所
对应的碱基记为+1，此碱基上游的序列记为负
数，下游的序列记为正数。
目录
二、基因编码区编码多肽链和特定的 RNA分子
基因编码区中的DNA碱基序列决定特定的成熟RNA分 子的序列，即DNA的一级结构决定着其转录产物RNA分 子的一级结构。
目录
基因组：细胞或生物体的一套完整单倍体 遗传物质的总和。
目录
一、真核基因组具有独特的结构
结构特点： 基因的编码序列所占比例远小于非编码序列。 高等真核生物基因组含有大量的重复序列，
真核基因组中存在多基因家族和假基因。
大多基因具有可变剪接，80%的可变剪接会 使蛋白质的序列发生改变。
目录
一、真核基因的基本结构
编码蛋白质或RNA的编码序列。
非编码序列，包括编码区两侧的调控序列和
编码序列间的间隔序列。
目录
真核基因结构
真核基因结构不连续，为断裂基因（split gene）。
外显子（exon）；在基因序列中，出现在成熟mRNA分子 上的序列。
内含子（intron）：外显子之间、与mRNA剪接过程中被 删除部分相对应的间隔序列。
基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存 于细胞核内，除配子细胞外，体细胞的基因 组为二倍体。
目录
二、真核基因组中存在大量重复序列
高度重复序列（highly repetitive sequence）
中度重复序列（moderately repetitive sequence） 单拷贝序列（single copy sequence）或低度重复序列
目录
第一节
真核基因的结构与功能
The Structure and Function of Eukaryote Gene
目录
基因的功能
利用碱基的不同排列荷载遗传信息。
通过复制将遗传信息稳定、忠实地遗传给子代
细胞，在这一过程中为适应环境变化，可能会 发生基因突变。 作为基因表达（gene expression）的模板，使 其所携带的遗传信息通过各种RNA和蛋白质在 细胞内有序合成而表现出来。
目录
真核生物绝大部分编码蛋白质的基因都有内含子。 编码rRNA和一些tRNA的基因也都有内含子。
内含子的Biblioteka 量和大小决定了真核基因的大小。不 同种属中，外显子序列通常比较保守，而内含子 序列则变异较大。
外显子与内含子接头处有一段高度保守的序列， 这一共有序列是真核基因中RNA剪接的识别信号。
目录
通常数个增强子序列形成一簇。
有时增强子序列也可位于内含子之中。 不同的增强子序列结合不同的调节蛋白。
目录
3. 沉默子是负调节元件
沉默子（ silencer）是抑制基因转录的特定 DNA序列，当其结合一些反式作用因子时对基 因的转录起阻遏作用，使基因沉默。
目录
第二节
真核基因组的结构与功能
The Structure and Function of Eukaryote Genome
目录
2. 增强子增强邻近基因的转录
增强子是增强真核基因启动子工作效率的顺 式作用元件，是真核基因中最重要的调控序列， 决定着每一个基因在细胞内的表达水平。
能够在相对于启动子的任何方向和位置（上游或者下游） 上发挥这种增强作用，大部分位于上游。
增强子序列距离所调控基因距离近者几十个碱基对，远 的可达几千个碱基对。
基因的编码序列决定其编码产物的序列和功能。 编码序列中一个碱基的改变或突变，可能使基因功能发
生重要的变化。
相同的DNA序列因起始位点的变化或不同的剪接方式 而编码不同的蛋白质多肽链。
目录
三、调控序列参与真核基因表达调控
基因的调控区（顺式作用元件）
位于基因转录区前后，对基因表达起调控作用的区 域，因其是紧邻的DNA序列，又称旁侧序列。