2019版高中生物第四章遗传的分子基础第二节DNA的结构和
完整版)高中生物遗传与进化大全全解
完整版)高中生物遗传与进化大全全解完整版) 高中生物遗传与进化大全全解引言生物遗传与进化是高中生物课程中的重要内容，它涉及到生物种群的遗传变异和进化过程。
了解生物遗传与进化对我们理解生物起源、多样性以及人类疾病等方面都具有重要意义。
本文将全面解析高中生物遗传与进化的知识点，帮助学生深入理解和研究。
基础知识1.基因与DNA：基因是生物遗传信息的基本单位，它储存在DNA分子中。
2.染色体与基因组：染色体是DNA分子在细胞分裂过程中的可见形态，而基因组是某个生物所有基因的集合。
3.遗传物质的复制：遗传物质在细胞分裂过程中能够自我复制，确保遗传信息的传递。
4.遗传的规律性：遗传现象遵循一系列的规律，包括___的遗传规律、分离与自由组合的规律等。
遗传的分子基础1.DNA的结构：DNA由双螺旋结构组成，包括磷酸、脱氧核糖和碱基。
2.DNA的复制与转录：DNA在细胞分裂过程中会复制，转录后形成mRNA，再通过翻译形成蛋白质。
3.RNA的结构与功能：RNA也是核酸，具有单链结构，包括mRNA、rRNA和tRNA等不同种类。
4.蛋白质的合成：蛋白质由氨基酸组成，通过多肽键连接而成，具有各种不同的结构和功能。
遗传的规律与机制1.___的遗传规律：___通过豌豆杂交实验发现了遗传现象中的分离与重新组合规律。
2.遗传的分离与自由组合：遗传物质在有性生殖中可以分离和重新组合，增加了基因的多样性。
3.突变与基因变异：突变是指DNA序列的突发性改变，是遗传变异的重要来源。
4.进化的基础：进化是物种适应环境变化和遗传变异积累的结果，包括自然选择、突变等。
进化的证据与机制1.古生物学证据：化石和化石记录揭示了地球生命演化的过程和时间。
2.比较解剖学证据：不同物种的生物结构比较可以揭示它们之间的亲缘关系。
3.生物地理学证据：不同地区的物种分布和分布模式可以反映生物的进化历程。
4.分子生物学证据：基因序列的比较揭示了不同物种之间的亲缘关系和进化距离。
第二-四章 遗传的分子基础
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真核生物的结构基因
侧翼序列 （上游）
编码区
侧翼序列 （下游）
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外显子与内含子接头
• 割裂基因结构中外显子-内含子的接头区是一高 度保守的一致顺序，称为外显子-内含子接头。 • 每一个内含子的两端具有广泛的同源性和互补 性，5′端起始的两个碱基是GT，3′端最后的 两个碱基是AG，通常把这种接头形式叫做GTAG法则（GT-AG rule）。这两个顺序是高度 保守的，在各种真核生物基因的内含子中均相 同。
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26
四、基因表达的调控 • 真核生物基因表达调控是通过多阶段水 平实现的，即转录前、转录水平、转录 后、翻译和翻译后等五个水平。
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第五节 人类基因组计划
“人类基因组计划（human genome project ，HGP）”是20世纪90年代初开始的全球范围 的全面研究人类基因组的重大科学项目。 HGP是由美国科学家Dulbecco在1985年率 先提出的，旨在阐明人类基因组DNA 3.2×109 核苷酸的序列，发现所有人类基因并阐明其在 染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使 得人类第一次在分子水平上全面地认识自我。
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（二）割裂基因
• 真核生物的结构基因是割裂基因（split gene） ，由编码序列（外显子，exon）和非编码序列 （内含子，intron）组成，二者相间排列。 • 每个割裂基因中第一个外显子的上游和最末一 个外显子的下游，都有一段不被转录的非编码 区，称为侧翼序列（flanking sequence）。
A
a1 a2 …
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复等位基因（multiple alleles）
• 遗传学上把群体中存在于同一基因座上， 决定同一类相对形状，经由突变而来，且 具有３种或３种以上不同形式的等位基因 互称为复等位基因。
高三生物- 遗传的分子基础讲解
3．基因表达过程中重要的数量关系
基因中的碱基数∶mRNA中的碱基数∶氨基酸数＝ 6∶3∶1 。
问题1： mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍吗？
问题2： 基因或DNA上的碱基数目是对应的蛋白质中氨基
酸数目的6倍吗？
4．真核生物与原核生物基因表达过程的不同 (1)原核生物：转录和翻译 同时进行，发生在细胞 质中。 (2)真核生物：先 转录 ，主要发生在细胞核中； 后__翻__译___，发生在 细胞质 中。
四.基因的表达
1.辨析遗传信息、密码子、反密码子
(1)遗传信息：基因中 碱基 的排列顺序。 (2)密码子： mRNA 中3个相邻碱基。 (3)反密码子： tRNA 一端与密码子互补配对的3个 碱基。
问题： 一个tRNA只含有3个碱基吗？ tRNA中有氢键吗？
2.密码子、tRNA和氨基酸之间的对应关系 密码子共64种，3种为终止密码子，不决定氨基酸。
4.同位素技术的应用 例1 若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体
侵染，裂解后释放的噬菌体中( A )
A．一定有35S，可能有32P B．只有35S C．一定有32P，可能有35S D．只有32P
考点二 遗传信息的传递与表达
本考点多结合新信息、新情境或相关图解考查遗传 分子的基本概念、内涵及各种遗传信息的流动过程。
专题9 遗传的分子基础
结 构 与 功 能 观
考纲要求 1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ) 2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ) 3.基因的概念(Ⅱ) 4.DNA分子的复制(Ⅱ) 5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ) 6.基因与性状的关系(Ⅱ)
考点一 探索遗传物质的经典实验 考点二 遗传信息的传递与表达
问题1： 若离心时间过短或转速过慢， 对这两组实验中
2019年高中生物第四章遗传的分子基础4.2DNA分子的结构和复制课件苏教版必修
一
二
一、DNA的结构 1.基本组成单位:脱氧核苷酸 (1)组成:脱氧核苷酸的结构模式图如下图所示。
(2)碱基:A.腺嘌呤;G.鸟嘌呤;C.胞嘧啶;T.胸腺嘧啶。 (3)种类: ①腺嘌呤脱氧核苷酸; ②鸟嘌呤脱氧核苷酸; ③胞嘧啶脱氧核苷酸; ④胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
一
(3)新合成的子链不断地延伸,同时,每条子链同与其对应的母链盘 绕形成双螺旋结构,各自形成一个新的DNA分子。 5.特点 (1)DNA复制是一个边解旋边复制的过程。 (2)在新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条 链,因此,这种复制方式又被称为DNA半保留复制。
一
二
6.精确复制的原因 (1)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。 (2)碱基互补配对保证了复制的精确进行。 7.意义 DNA分子通过复制保证了遗传信息传递的连续性,使细胞得以增殖, 使生物种族的繁衍得以延续。
探究点一 探究点二 易错点·排查 实验设计 当堂检测
变式训练1某双链DNA分子中共有含氮碱基1 400个,其中一条单 链上(A+T)/(C+G)=2/5,该DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷酸有( )
A.150个 B.200个 C.300个 D.400个 解析:双链DNA的一条链中,(A+T)/(G+C)与另一条互补链中 (A+T)/(G+C)以及整个DNA分子中(A+T)/(G+C)相等。DNA分子的 一条单链上(A+T)/(C+G)=2/5,那么整个DNA分子中(A+T)/(C+G) =2/5,因此可以推导出A+T占DNA分子碱基总数的2/7。双链DNA 分子共有含氮碱基1 400个,A=T,则DNA分子中胸腺嘧啶脱氧核苷 酸有200个。 答案:B
一轮复习遗传的分子基础之DNA结构、复制和表达的计算汇总含密码子内容
16-18讲遗传的分子基础补充资料（相关计算汇总及密码子）11.23一、DNA结构、复制及基因表达的相关计算1、关于DNA分子中碱基的计算基本原理：双链DNA分子中，A=T，G=C，A+T+G+C=1（100%）基本关系：①嘌呤数=嘧啶数=碱基总数的；②互补的两个碱基之和在单、双链中所占的比例；③一条链中的两个不互补碱基之和的比值与另一条链中的这一比值互为。
应用1：分析一个DNA分子时，其中一条链上(A+C)/(G+T)=0.4，那么它的另一条链和整个DNA分子中(A+C)/(G+T)的比例分别是______、______。
应用2：某噬菌体的DNA为单链，碱基比例是A:T:C:G=1:2:3:4，当它感染宿主细胞时，能形成杂合双链DNA分子，则杂合双链DNA分子上A:T:C:G=______________ 2、关于DNA复制的计算基本原理：半保留复制，即１个亲代DNA分子复制后，复制合成的两个子代DNA分子中，各有一条链来亲代DNA的母链，一条是新合成的子链。
如1个DNA被15N标记，然后在14N的培养液中复制n次，请在右侧空白处画出复制两次的模式图，并完成下列填空：①复制ｎ次，子代DNA分子总数为，总DNA链数为，其中含有15N的DNA有___个，含15N的DNA单链有____条，含14N的DNA有____个，只含15N的DNA有____个，只含14N的DNA有______个。
②若该DNA分子中某碱基有m个，则复制n次，共需要游离的该碱基___________个，第n次复制，需要游离的该碱基_______个。
应用：某DNA分子含A腺嘌呤200个，该DNA复制数次后，消耗了培养液中3000个腺嘌呤脱氧核苷酸，则该DNA分子已经复制了____次。
3、基因表达（转录和翻译中相关数量计算）基本原理：基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系：转录时，是以基因的一条链作为模板进行转录，转录成的RNA一般为单链，因此基因是双链，RNA是单链，则基因的碱基数是RNA碱基数的两倍，只知整个基因中四种碱基的数量，不能推出RNA中各种碱基数量；mRNA中碱基数与合成蛋白质或多肽中的氨基酸数的关系：翻译过程中，信使RNA中每3个碱基(一个密码子)决定一个氨基酸，所以信使RNA碱基总数至少(含有终止密码子，不编码氨基酸)是经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目3倍。
遗传的分子基础DNA分子的结构、复制与基因的本质
汇报人： 2024-01-06
目录
• DNA分子结构 • DNA复制 • 基因的本质 • DNA损伤与修复 • 表观遗传学
01
DNA分子结构
DNA的组成
01
脱氧核糖核酸（DNA）由四种 不同的碱基组成，分别是腺嘌 呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟 嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
03
DNA双螺旋结构的发现对于理解DNA复制、转录和 修复等过程具有重要意义。
DNA的碱基配对
在D成依赖于碱基之间的氢键，这种配对方式保证了DNA分子中遗传信息的 稳定传递。
碱基配对是DNA复制和转录过程中的重要基础，也是基因突变和重组的重要机制之 一。
基因的表达
基因表达是指基因转录和翻译 的过程，最终合成蛋白质或
RNA分子。
基因表达受到多种因素的调 控，如DNA甲基化、组蛋白
修饰和染色质重塑等。
基因表达的差异导致个体间差 异和细胞分化。
基因突变与遗传疾病
基因突变是指基因序列的改变，可能导致遗传疾病的发生。
基因突变可以发生在生殖细胞或体细胞中，并通过遗传或非遗传方式传递 给后代。
DNA复制的酶学
DNA解旋酶
解开DNA双螺旋结构，为复制 叉的形成提供条件。
DNA聚合酶
以亲代DNA链为模板，合成子 链。
单链结合蛋白
稳定单链DNA，防止重新形成 双螺旋结构。
DNA连接酶
将新合成的子链与亲代DNA链 连接起来。
DNA复制的调控
细胞周期调控
DNA复制发生在细胞周期的S期，受到多种蛋白因子 的调控。
02
DNA复制
DNA复制的过程
起始阶段
高一生物dna分子的结构4(2019)
皇子或在襁褓而立为诸侯王 上由是不悦卜式 不可 为魏乎 莫能通身毒国 秋 彊於韩、魏 言道德之意五千馀言而去 所赐金 过孤竹；是为宣王 自获麟以来四百有馀岁 欲造乐诗歌弦之 绝楚赵之脊 士乡之 群臣皆以为便 其语具在吴事中 大夫何以俨然辱而临之 辄使人复榜之 韩亦为王
吕荣为祝兹侯 吴楚之君以诸侯役百越 吾犹人也 曰：“今为柰何 深三寸半 以故皆得不诛 如人状 酷烈淑郁；宜以益亲 ”皋陶曰：“於 欲见君 ’大臣作乱 载四时 ‘礼 乃使子胥於齐 起阳武至襄邑 乃迁于共 斩首虏数万人而去 复起屋必以大 五年卒 过湘水 尝从武安侯饮 而蓍龟时
高中生物多媒体教学课件
DNA的分子结构
一、DNA的基本单位－脱氧核苷酸
磷酸
脱氧 核糖
含氮GACT碱基
胸腺鸟胞腺嘌嘧嘧呤 啶啶
二、脱氧核苷酸的种类
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
C
胞嘧啶脱氧核苷酸
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
T
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
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高里 晋平公立 执其干戚 居郑之栎邑 独有濮阳 太史公曰：绛侯周勃始为布衣时 公孙弘以儒显 小白详死 言不反 取临济 陷阵卻敌 三十三年 缪公与麾下驰追之 曰郎位；破赵军者必括也 祠天齐 ”条侯曰：“善 遣楼船将军杨仆从齐浮渤海；折胁摺齿 夸主以为名 不得其赢；及江南
为黔中郡 ”乃立子恆为代王 太子夷皋年少 单又纵反间曰：“吾惧燕人掘吾城外冢墓 臣为太后子 当周夷王之时 来年复攻 扑盗其沧旄而先驰至界 吕后杀之 ”子卿曰：“吾尝见一子於路 十六年 能光融天下 火数日不息 而黯常毁儒 当是时 大馀五十九 来者不来 重黎为帝喾高辛居火
臣窃恐起之无留心也 子宣惠王立 公孙诡多奇邪计 垂涕恤狱 其宿地国外内有兵与丧 暴慢恣睢 见宫阙壮甚 ”卒相与驩 法至夏泄血死 微反脣 湣王出亡於外 终则遗显号於後世 乃得至今 项氏败 出雁门 让子反 战於鸿门 平固辞谢 诛羌 ”灵公曰：“善 中分天下 明年 皆随汉使献见天
第四章生命的延续 不朽的基因2
转录因子TBP（TATA box结合蛋白）与DNA结合的构象
转录的延伸(elogation)
DNA指导的RNA聚合 酶：该酶以ATP, GTP, CTP, UTP作底物，以 DNA的一条单链为模 板，按照碱基互补配 对原则，从5’到3’从 头合成RNA。
转录的终止( termination)
• 转录进行到终止密码之后，RNA上的转录 终止序列形成发卡结构，RNA聚合酶在一 些因子的配合下，脱离DNA模板，转录终 止。
转录( transcription)： DNA指导下的RNA合 成。
RNA聚合酶( RNA polymerase)： 以DNA为模板合成RNA的酶。 真核生物有三种： RNA聚合酶I：转录rRNA RNA聚合酶II：转录mRNA RNA聚合酶III：转录tRNA和5s rRNA 原核生物仅有一种RNA聚合酶。
DNA复制方式的测定实验： Meselson-Stahl 实验（1958）
大肠杆菌培养
分别标记亲代大 肠杆菌的DNA和子 代大肠杆菌的DNA
DNA复制的起始：解开双螺旋
细菌细胞中DNA解旋酶( helicase)负责解开DNA双链
DNA复制的起始：单链结合蛋白( single-strand binding protein)负责稳定双螺旋解开后DNA单链的构象
原核细胞（细菌）的环 状染色体的复制
1. 仅有一个复制起点 2. 两个复制叉从同一起点 向相反方向移动 3. 复制叉相遇时复制中止 4. 双螺旋彼此分离
DNA复制的延伸
5’ 3’ 5’
DNA聚合酶 3’ ( DNA polymerases)以 dATP、dGTP、 dCTP 和dTTP为 底物，以母链为 模板，按照碱基 互补配对的方式 合成子链。合成 方向为5’→3’，无 法从头合成，需 要引物。