遗传信息的传递
遗传信息的传递与表达
遗传信息的传递与表达遗传信息的传递与表达是生物学中的一个重要课题，它涉及到基因的遗传方式、DNA的复制和转录、蛋白质的合成等多个方面。
本文将从分子水平和细胞水平两个层面，探讨遗传信息的传递和表达过程。
一、DNA的复制DNA复制是遗传信息传递的起点，也是遗传信息准确传递的关键步骤。
DNA复制过程中，DNA双链解旋，由DNA聚合酶以半保持的方式合成新的DNA链。
复制过程中，还需要DNA重复验证和修复机制的参与，确保新合成的DNA无错误。
DNA复制是半保持性复制，每个新的DNA分子中包含一个原模板链和一个新合成链，通过这种方式，遗传信息得以准确传递到下一代。
二、基因的转录与翻译DNA大多数情况下存在于细胞核中，而细胞内蛋白质的合成则发生在细胞质中。
因此，需要将DNA的信息转录成RNA，再进一步转化为蛋白质，实现遗传信息从DNA到蛋白质的转变。
1. 转录转录是指DNA中的一段编码区域被转录为RNA的过程。
转录的关键酶是RNA聚合酶，它能够在DNA模板链上与核酸单链适配，合成一条与DNA链相对应的RNA链。
转录过程中，需要以起始密码子和终止密码子为导引，进行转录起始和停止的判别。
2. 翻译翻译是指将RNA的信息转化为蛋白质的过程。
翻译负责合成蛋白质的位点是细胞质中的核糖体。
核糖体在RNA的指导下，通过读取序列上的密码子，将对应的氨基酸连接起来，形成多肽链。
翻译过程中，依赖于转运RNA（tRNA）的介导，确保每个氨基酸在正确的位置上被加入。
三、表达调控遗传信息的传递不仅涉及到基因组的复制和转录翻译，还涉及到基因表达调控。
生物体对遗传信息的表达方式进行调控，以适应不同环境条件和发展阶段的需求。
1. 转录水平的调控转录水平的调控是指通过控制转录的启动和终止来调控基因表达量。
转录起始和终止的调控主要通过启动因子和转录抑制因子的调节来实现。
这些因子可以结合到DNA特定区域，增强或抑制转录的发生，从而影响基因表达。
2. 翻译水平的调控翻译水平的调控是指通过调控转运RNA和核糖体的结合来控制蛋白质的合成量。
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。
初中物理 第十一章遗传信息的传递与表达
第八章遗传信息的传递与表达第一节概述一、基因和基因组的概念从细胞水平看，遗传的物质基础是核染色体——DNA+碱性蛋白质（组蛋白），DNA是遗传的主要物质基础，DNA分子中脱氧核苷酸残基的排列顺序就是DNA分子中储存的遗传信息。
而遗传单位是基因为单位储存在DNA分子中的，因此从分子水平上看，细胞就是具有遗传效应的DNA片段，是遗传的功能单位。
按照功能的不同，细胞可以分为结构基因和控制基因。
结构基因：带有遗传信息的细胞，其功能是在蛋白质和酶的生物合成中为多肽链的氨基酸顺序编码。
原核生物和真核生物的结构基因在结构上有明显的区别。
原核生物：结构基因是连续的，即整个细胞都编码多肽链，不存在无编码意义的核苷酸序列。
真核生物：结构基因是断续的，即在有编码意义的细胞内部穿插着若干无编码意义的核苷酸序列，有编码意义的序列称外显子。
无编码意义的序列称内含子。
控制基因：控制基因是一种能控制结构基因起动和关闭的基因，包括操纵基因和调节基因。
操纵基因控制其邻近的结构基因转录，进而控制结构基因的转录。
调节基因负责阻遏物合成。
基因组是指一个细胞内所有的染色体（22条常染色体+两条性染色体）二、遗传信息传递的中心法则遗传信息的传递包括基因的传递与基因的表达。
基因的遗传：亲代将遗传信息传递给子代，通过DNA的复制实现。
基因的表达：DNA通过转录将遗传信息传递给mRNA，mRNA 再通过翻译将遗传信息以蛋白质和酶的形式表达。
复制：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
转录：以DNA为模板合成RNA的过程。
翻译：以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
在遗传信息的传递过程中，遗传信息的流向是从DNA到DNA，或从DNA到RNA再到蛋白质，这种遗传信息的传递规律称中心法则。
到1970年发现一些病毒RNA不仅能自身复制，当其感染宿主细胞时，可以病毒RNA为模板，指导细胞合成一条与其相互补充的DNA链。
因此完整的中心法则是：第二节DNA 的生物合成两条途径：大多数生物DNA（复制）→DNA，少数含RNA的生物，当其感染宿主细胞后，可以病毒RNA为模板，通过反向转录作用合成DNA。
遗传信息传递
遗传信息传递遗传信息传递是指生物体通过遗传物质传递给后代的过程。
遗传信息是由基因组成的，基因携带着决定个体性状和遗传特征的信息。
遗传信息的传递主要经过两个过程：DNA复制和基因表达。
DNA复制是指在细胞有丝分裂或减数分裂过程中，DNA分子通过复制产生两条完全相同的DNA分子。
这个过程是由酶的作用下进行的，首先DNA双链被酶解开，形成两条单链，然后通过DNA聚合酶的作用，在每条单链上合成互补的新链，最终形成两个完全相同的DNA分子。
DNA的复制过程保证了遗传信息的稳定传递。
基因表达是指遗传信息在蛋白质合成过程中的表达和转录，其中转录是指将DNA信息通过转录酶转录为RNA信息的过程。
在细胞质中，mRNA通过核糖体的作用被翻译成蛋白质。
基因表达的过程是调控个体表型特征的关键，这与基因的表达水平和调控机制密切相关。
基因表达还受到一些外界环境因素和内部信号的调控，这使得个体在不同环境中表达出不同的遗传特征。
除了DNA的复制和基因表达，遗传信息还可以通过基因重组而进行改变和传递。
基因重组是指在染色体交叉互换以及基因重组酶的作用下，染色体上的基因发生重新组合的过程。
通过基因重组，个体可以产生更多的遗传变异，增加了遗传信息的多样性和适应性。
遗传信息的传递对于保持种群的遗传稳定性和进化具有重要意义。
通过遗传信息的传递，后代能够继承父代的有利基因和适应性特征，从而提高个体的生存和繁殖能力。
但遗传信息的传递也可能会导致一些遗传疾病的传播，如遗传性疾病和突变。
总结起来，遗传信息传递是生物体通过DNA复制和基因表达将遗传物质传递给后代的过程。
遗传信息的传递是通过复制和表达基因来实现的，同时也受到基因重组的影响。
遗传信息的传递对于物种的进化和适应性具有重要意义，同时也可能导致遗传疾病的传播。
高中生物专题复习八遗传信息的传递与表达
专题八 遗传信息的传递与表达一、基础导学：（一）、真核细胞复制、转录和翻译的比较思考：1、原核生物、真核生物、病毒的遗传物质分别是什么？2、原核细胞和真核细胞内基因的表达有怎样的区别？3、真核细胞是通过什么方式大大增加了翻译效率的？（二）、基因和性状的关系1.基因控制生物的性状举例：2.基因与性状的数量关系：(1)一个基因控制一种性状(2)一个基因控制多种性状(3)多个基因控制一种性状（三）、中心法则及其应用1.中心法则及其补充中心法则体现了DNA 的两大基本功能：(1)遗传信息传递功能：Ⅰ过程体现了DNA 遗传信息的功能，它是通过 完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)遗传信息表达功能：Ⅱ、Ⅲ过程共同体现了DNA 遗传信息的功能，它是通过 和 完成的，发生在个体发育的过程中。
2.中心法则中遗传信息的传递过程(1)在细胞生物生长繁殖过程中遗传信息的传递过程为：(2)劳氏肉瘤病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递过程为：（四）基因的概念：基因是一段包含一个完整的 的的 。
在多数生物中是一段 ，在RNA 病毒中则是一段 。
二、典例分析1.下图为真核生物染色体上DNA 分子复制过程示意图，有关叙述错误的是A 真核生物DNA 分子复制过程需要解旋酶B ．图中DNA 分子复制是边解旋边双向复制的C 图中DNA 分子复制是从多个起点同时开始的D ．真核生物的这种复制方式提高了复制速率2.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是( )A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B.甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞溶胶中进行C.DNA 分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D.一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次3.图示细胞内某些重要物质的合成过程。
该过程发生在A ．真核细胞内，一个mRNA 分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链B ．原核细胞内，转录促使mRNA 在核糖体上移动以便合成肽链C ．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D ．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译4、下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则B.DNA 中的遗传信息是通过转录传递给mRNA 的C.DNA 中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序D.DNA 病毒中没有RNA ，其遗传信息的传递不遵循中心法则5、下列关于RNA 的叙述，错误的是A.少数RNA 具有生物催化作用B.真核细胞内mRNA 和tRNA 都是在细胞质中合成的C.mRNA 上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子D.细胞中有多种tRNA ，一种tRNA 只能转运一种氨基酸6（2011浙江）B 基因可编码瘦素蛋白。
遗传信息是如何传递的？
上海维斯塔生物科技有限公司遗传信息是如何传递的？遗传信息流动的方向（中心法则）中心法则及其补充内容告诉了我们遗传信息的流动方向。
其分解过程包含了如下6点：DNA的复制，遗传信息流动方向由DNA→DNA；DNA 的转录，遗传信息流动方向由DNA→RNA；翻译，遗传信息流动方向由RNA→蛋白质；RNA的复制，遗传信息流动方向由RNA→RNA；RNA的逆转录，遗传信息流动方向由RNA→DNA；蛋白质的复制，遗传信息流动方向由蛋白质→蛋白质。
生物体遗传信息的传递大致分为如下类型：1、DNA复制型在DNA复制型的生物中，生物体的遗传信息流动包含3点：DNA的自我复制，遗传信息流动方向由DNA→DNA；DNA的转录和翻译，遗传信息流动方向由DNA→RNA →蛋白质。
这种类型的生物主要针对地球上绝大多数的动植物和噬菌体病毒等。
上海维斯塔生物科技有限公司2、RNA复制型在RNA复制型的生物中，生物体的遗传信息流动包含2点：RNA的自我复制，遗传信息流动方向由RNA→RNA；翻译，遗传信息流动方向由RNA→蛋白质。
这种类型的生物主要针对植物病毒如烟草花叶病毒和动物病毒如脊髓灰质炎病毒等。
也有些遗传信息的流动只有1种：RNA的自我复制，遗传信息流动方向由RNA→RNA；这种类型的生物主要针对SARS病毒,流感病毒等。
3、RNA逆转录型在RNA逆转录型的生物中，生物体的遗传信息流动包含3点：RNA的逆转录，遗传信息流动方向由RNA→DNA；转录，遗传信息流动方向由DNA→RNA；翻译，遗传信息流动方向由RNA→蛋白质。
这种类型的生物主要针对致癌病毒和导致艾滋病的人体免疫缺陷病毒（HIV）。
4、蛋白质复制型在蛋白质复制类型的生物中，生物体的遗传信息流动包含1点：蛋白质的复制，遗传信息流动方向由蛋白质→蛋白质；这种类型的生物目前只发现一种即盛行欧美的疯牛病病毒（朊病毒）。
遗传信息的传递
遗传信息的传递辅导教案导学诱思思考：每个人的体细胞中都含有46条染色体，而且都是一个受精卵有丝分裂产生的，为什么每个人的体细胞中都含有46条染色体，而且完全相同呢？提示：原因是有丝分裂间期DNA复制，复制产生的子代DNA与亲代DNA完全相同，然后通过有丝分裂精确地平均分配到两个子细胞中。
DNA的复制1.概念：是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2.时间：DNA分子的复制是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期，随着染色体的复制来完成的。
3.场所：主要在细胞核，细胞质中亦有。
4.过程：①解旋→②合成子链→③形成子代DNA。
5.特点（1）DNA复制是一个边解旋边复制的过程。
（2）由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一条链，因此，这种复制叫半保留复制。
6.条件：DNA分子复制需要的模板是两条已解开的DNA单链；原料是游离的四种脱氧核苷酸；能量是ATP；还需要DNA聚合酶、解旋酶等。
7.准确复制的原因（1）DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。
（2）通过碱基互补配对，保证了复制准确无误。
8.功能：DNA分子通过复制，使亲代的遗传信息传递给子代，从而保证了遗传信息的连续性，故有传递信息的功能。
思考：孩子既像父亲，又像母亲，知道是什么原因吗？提示：父母的原始生殖细胞在进行减数分裂之前细胞内的DNA都要经过复制，然后经过减数分裂形成精子和卵细胞，精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵，受精卵通过有丝分裂产生子代。
所以子代细胞中含有父母的DNA，所以表现的性状和父母相似。
名师解惑探究1：如何进行半保留复制的有关计算问题？DNA在自我复制过程中，最鲜明的特点是半保留复制。
一个DNA分子无论复制多少代，它的两条链不变，一直作为模板，分别进入两个子代DNA分子中。
关于半保留复制的有关计算：复制过程中需要游离的脱氧核苷酸数量时，注意题干是问第n次复制还是复制n次，两种情况结果是不一样的。
探究2：通过学习，我们知道了DNA分子严格地按照碱基互补配对原则进行复制，那么是否代表DNA分子的复制完全没有差错？DNA复制虽然严格地按照碱基互补配对原则，但并不代表完全没有差错，例如：在DNA的某一位点上，有可能发生碱基对的增添或缺失，从而导致基因突变，我们称之为基因突变，突变后即可产生新的基因。
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时间
DNA复制
有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期
场所
细胞核（主要）、线粒体和叶绿体、拟核
条件
模板、原料、酶、能量（ATP）
原则
碱基互补配对
特点 意义
半保留复制、边解旋边复制
传递遗传信息，保持前后代遗传信息的连续性
DNA半保留复制的结果
AT
GC
GC
TA
AT
CG
T A 解旋
GC
C G 合成子链
CG
资料分析： 女性宫颈癌细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA 复制速度大约4μm/min，按此速度完成复制需要 9000min，但实际复制过程仅需要40min 。
尝试解释DNA分子复制还应有何特点？
DNA复制的特点： ①边解旋，边复制， 边复旋。
②半保留复制。
③多起点，双向复制。 ④遵循碱基互补配对 原则。
1958年，马修·米西尔逊 （Matthew Meselson） 和富兰克林·斯塔尔 （Franklin Stahl）设计了 一个很巧妙的实验，证明 了DNA复制采取半保留复 制机制。
实验材料：大肠杆菌 实验技术：同位素示踪法和密度梯度离心
下部：重带
中间：中带
中间：1/2中带 上部：1/2轻带
母链
半不连续复制
特别注意：DNA聚合酶作用于单个脱氧核苷酸的磷酸 二酯键，而DNA连接酶作用于DNA片段间的磷酸二酯 键。
思考2：从DNA的复制过程来看，你认为DNA复制需 要哪些条件，其又有何意义呢？
（1）DNA复制的条件： ①模板：亲代DNA分子的两条母链。 ②原料：4种游离的脱氧核苷酸。 ③能量：ATP ④酶：解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶
（2）DNA复制的意义：将遗传信息从亲代传给子代， 从而保持了遗传信息的稳定性和连续性。
复制后的DNA（双螺旋）
组成
母链（旧链） 子链（新链）
活动探究：你能对DNA的复制过程做一个总结吗？
（1）解旋：利用细胞提供的能量（ATP），在解旋酶的 作用下氢键断裂，把DNA双螺旋结构的双链解开。 （2）合成子链：以亲代DNA的两条母链为模板，以4种 游离的脱氧核苷酸为原料，在DNA聚合酶催化下按照碱基 互补配对原则，合成与母链互补的子链。 （3）复旋：每条新合成的子链与其对应的母链盘旋成双 螺旋结构，形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA。
子链
亲代DNA
子代DNA
半保留复制：细胞中DNA的复制是以亲代DNA的每一
条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成另一条新链。
新合成的每个双链DNA分子中，有一条链是来自亲代 DNA（母链），另一条链则是新合成的（子链）。
复制一次
复制二次
复制 三次
无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子永远只有两个
AT GC AT AT CG GC AT GC
AT
AT
GC
GC
AT
AT
+ A T
AT
CG
CG
GC
GC
AT
AT
GC
GC
原因1：DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确 的模板。
AT GC AT AT CG GC AT GC
AT
AT
GC
GC
AT
AT
+ A T
AT
CG
CG
GC
GC
AT
AT
GC
GC
原因2：通过碱基互补配对原则保 证了复制能够准确无误地进行。
DNA以何种方式复制？你能提出什么假说?
半保留复制：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来 DNA分子中的一条链。
沃森和克里克的推测（假说）
①复制时，DNA的双螺旋 解开。 ②互补的碱基间氢键断裂。 ③分开的两条链作为模板, 按照碱基互补配对原则合 成新的一条链。
DNA半保留复制的实验证据
Meselson-Stahl实验
二、DNA复制的过程
解旋：D解NA旋分酶子催利化用（细氢胞键提断供裂的） 能量，在解旋酶的作用下，
模板 使得同结进构行的碱D基N配A 对 （双在链D解N开A聚。合—酶—的DN催A化分下子，的
利用4种双游链离象的拉脱链氧一核样苷被酸拉进开行碱基 配对）
C C
G G
AT
AT
CG
CG
TA
TA
GC
GC
GC
GC
复旋
亲代DNA
复制过程中形成的 复制叉
AT
AT
GC
GC
GC
GC
TA
TA
AT
AT
CG
CG
TA
TA
GC + GC
CG
CG
CG
CG
AT
AT
CG
CG
TA
TA
GC
GC
GC
GC
子代DNA
思考3：为什么DNA复制能够形成两个完全相同的子 代DNA，并且它们都和亲代DNA一样？
第三章 遗传的分子基础
第三节 遗传信息的传递—DNA的复制
遗传物质DNA的复制
一、DNA复制的方式
思考1：什么是DNA的复制，其发生的时间和场所又 是什么呢？
DNA的复制：以亲代DNA为模板，合成两个与亲代DNA
相同的子代DNA分子的过程。
（1）时间：有丝分裂间期；减数第一次分裂前的间期。
（2）场所：①真核细胞：细胞核（主要）、线粒体和 叶绿体。②原核细胞：拟核。