第三章遗传分子基础
DNA通过复制传递遗传信息
例 题 .(2019·浙 江 4 月 选 考 ) 在 含 有 BrdU 的 培 养 液 中 进 行 DNA 复 制 时 ， BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧 光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记) 的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体 荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养 到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是 A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光 C.全部DNA分子被BrdU标记
假说—演绎法
4.DNA复制的过程
1.条件
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：解旋酶断开氢键
DNA聚合酶形成磷酸二酯键
2.过程
特点1：边解旋边复制
特点2：半保留
2.过程
DNA复制的过程 (1)形成“模板链”（解旋）：DNA复制时在解旋酶的作用下，两条链的 配对碱基之间的 氢键 断开，碱基暴露出来，形成了两条“模板链”(母
A.0条 B.20条 C.大于0小于20条 D.以上都有可能
6.把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌转移到含重氮(15N)的环境中培养相 当于复制一代的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两代的时 间后，细菌的DNA组成为
√A.3/4轻氮型、1/4中间型
B.1/4轻氮型、3/4中间型 C.1/2中间型、1/2重氮型 D.1/2轻氮型、1/2中间型
例5.用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再 将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂中期每
个细胞中被32P标记的染色体条数是（ B ）
第三章 遗传物质的分子基础
第三章遗传物质的分子基础一、名词解释1.半保留复制：DNA分子的复制，首先是从它的一端氢键逐渐断开，当双螺旋的一端已拆开为两条单链时，各自可以作为模板，进行氢键的结合，在复制酶系统下，逐步连接起来，各自形成一条新的互补链，与原来的模板单链互相盘旋在一起，两条分开的单链恢复成DNA双分子链结构。
这样，随着DNA分子双螺旋的完全拆开，就逐渐形成了两个新的DNA分子，与原来的完全一样。
这种复制方式成为半保留复制。
2.冈崎片段：在DNA复制叉中，后随链上合成的DNA不连续小片段称为冈崎片段。
3.转录：由DNA为模板合成RNA的过程。
RNA的转录有三步：① RNA链的起始；② RNA链的延长；③ RNA 链的终止及新链的释放4.遗传密码：是核酸中核苷酸序列指定蛋白质中氨基酸序列的一种方式，是由三个核苷酸组成的三联体密码。
密码子不能重复利用，无逗号间隔，存在简并现象，具有有序性和通用性，还包含起始密码子和终止密码子。
5.中心法则：蛋白质合成过程，也就是遗传信息从DNA-mRNA-蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNA到DNA的复制过程，这就是生物学的中心法则。
二、问答题1.如何证明DNA是生物的主要遗传物质？答：DNA作为生物的主要遗传物质的间接证据：（1）每个物种不论其大小功能如何，其DNA含量是恒定的。
（2）DNA在代谢上比较稳定。
（3）基因突变是与DNA分子的变异密切相关的。
DNA作为生物的主要遗传物质的直接证据：（1）细菌的转化已使几十种细菌和放线菌成功的获得了遗传性状的定向转化，证明起转化作用的是DNA；（2）噬菌体的侵染与繁殖主要是由于DNA进入细胞才产生完整的噬菌体，所以DNA是具有连续性的遗传物质。
（3）烟草花叶病毒的感染和繁殖说明在不含DNA的TMV中RNA就是遗传物质2.简述DNA的双螺旋结构及特点。
答：根据碱基互补配对的规律，以及对DNA分子的X射线衍射研究的成果，提出了DNA双螺旋结构。
高一生物第三章遗传的分子基础第四节第1课时基因表达与遗传密码学案浙科版必修2
第1课时基因表达与遗传密码1.列举DNA的功能。
2.比较DNA与RNA的异同。
3.概述遗传信息的转录和翻译的过程,并说明遗传密码。
[学生用书P51]一、DNA的功能DNA具有携带遗传信息和表达遗传信息的双重功能：即一方面以自身为模板,半保留地进行复制,保持遗传信息的稳定性；另一方面,根据它所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
二、转录1．概念：转录是指遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。
该过程需要有RNA聚合酶的催化。
2．结果：转录形成RNA。
其种类有信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)等。
行使传达DNA上遗传信息功能的是mRNA,把氨基酸运送到核糖体的是tRNA,核糖体的重要成分是rRNA。
3．过程(1)结合：RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合。
(2)解开螺旋：DNA片断的双螺旋解开,以其中一条链为模板。
(3)配对：游离的核苷酸碱基与DNA模板链上的碱基互补配对。
(4)连接：相邻的核糖核苷酸通过磷酸二酯键聚合成RNA分子。
三、翻译1．场所：核糖体。
2．过程(1)起始：核糖体沿mRNA移动。
(2)延伸：在移动中核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码,选择相应的氨基酸,由对应的tRNA转运,加到延伸中的肽链上。
多肽链合成时,在一个mRNA分子上可以有若干个核糖体同时进行工作。
(3)终止：当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽合成结束。
四、遗传密码1．遗传密码位于mRNA上。
2．特点(1)除少数密码子外,生物界的遗传密码是统一的。
(2)除少数氨基酸只有1种遗传密码外,大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。
DNA转录时是把所有DNA分子都转录出来吗？提示：不是。
转录不是转录整个DNA分子,而是以基因为单位进行的。
密码子与氨基酸有怎样的对应关系？提示：一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外),一种氨基酸可以有一种或多种对应的密码子。
DNA与RNA[学生用书P51]1．DNA与RNA的比较DNA RNA组成分子五碳糖脱氧核糖核糖碱基胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 磷酸磷酸基本单位脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制结构规则的双螺旋结构常呈单链结构分布主要分布于细胞核,其次分布于线粒体、叶绿体主要分布于细胞溶胶、线粒体、叶绿体、核糖体,少量分布于细胞核(1)若某核酸分子中有脱氧核糖,一定为DNA；有核糖,一定为RNA。
生物 必修二 第三章遗传的分子基础 概念总结
生物必修二第三章遗传的分子基础概念总结生物必修二第三章遗传的分子基础概念总结第三章遗传的分子基础一、基本概念1．基因：一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段。
在大多数生物中是一段DNA，在某些病毒中是一段RNA。
2．DNA的复制：新的DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA完全相同的新的DNA分子的过程。
3．___转录____：遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。
4．翻译：核糖体沿着mRNA的运行，氨基酸相继加到延伸中的多肽链上。
5．逆转录：遗传信息由RNA传递到DNA上的过程。
6．遗传密码：mRNA上每相连的三个核苷酸，能决定一种氨基酸。
7．基因表达：基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为基因的蛋白质产物的过程。
二、主要结论1．ＤＮＡ分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。
它是由①磷酸②碱基③脱氧核糖组成。
其中，②和③结合形成的单位叫核苷。
组成ＤＮＡ的②有四种：腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。
所以，组成DNA的脱氧核苷酸有四种。
2．ＤＮＡ的空间结构特点：（１）两条长链按方向平行方式盘旋成双螺旋结构；脱氧核糖和磷酸构成基本骨架排列在外侧，内侧是＿碱基＿＿＿；（２）两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则，通过氢键连接。
（３）碱基配对原则：A与T、G与C配对。
3．DNA分子的功能：DNA分子的脱氧核苷酸的排列方式中_携带_______着遗传信息。
DNA分子通过_复制____，使遗传信息从亲代传递给子代，保持了前后代遗传信息的连续性。
DNA分子具有携带和表达遗传信息的双重功能。
4．蛋白质合成过程：（1）以__DNA分子一条链__为模板，在细胞核中合成___mRNA___________；（2）____mRNA____通过细胞核的__核孔__进入细胞质，在细胞质中的__核糖体_（一种细胞器）合成蛋白质。
5．中心法则（图）：1三、横向联系1．脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体的关系基本组主要A碱基成单位片断组成成分（1）图G是蛋白质。
第三章遗传物质的分子基础
Page 41
增强子：可以增强真核基因启动子转录效率的顺式
作用元件，特异性的与反式作用因子结合，在启动子 和增强子之间形成DNA环，促进增强子的结合蛋白与启 动子的结合蛋白相互作用，或者与RNA聚合酶相互作用， 增强基因转录活性。
沉默子：与增强子性质相似，但结合反式作用因子，
对转录起遏制作用。
Page 46
多肽链的合成
小 亚 基
UGA
释放因子
RF
丙
大 亚 基
丝
fMet
fMet
UAC
CGG UAC
CGG
fMet 大 亚 基 小 亚 基
肽基转移酶 易位酶G因子 形成肽键 A G AEF-G
fMet fMet
丙
GTP
P 位
P 位
丙 丙
2 3 EF-T GTP GTP
IF
苏 苏
A A A P 位 位 位
CAAT box TATA box
Exon
GC box
Intron
Page 40
Ⅲ类启动子： 包括A、B、C盒，能够调控5S rRNA、 tRNA、U6 snRNA等RNA分子的编码基因，位 置独特，如tRNA基因启动子A、B、C三盒分 别位于+10bp到+20bp以及+50bp到+60bp 两 个区域。
转录 翻译
DNA
复制
逆转录
RNA
复制
蛋白质
Page 43
（一）转录
一个特定基因的DNA双链分子中只有一条链带 有遗传信息，称为编码链（coding strand），互 补链称为反编码链（anticoding strand）。 转录（transcription） 是指在RNA聚合酶的催化 下，以DNA反编码连为模 板，按照碱基互补配对原 则（A=T,C-G），以4种 NTPs(ATP、UTP、CTP、 GTP)为原料合成RNA的过 程。
《医学遗传学》第三章.遗传的分子基础
泸州医学院医学生物学与遗传学教研室
Chapter 3
基因组DNA DNA的存在形式 二、基因组DNA的存在形式
泸州医学院医学生物学与遗传学教研室
Chapter 3
（一）单一序列
是指基因组中仅有单个或少数拷贝的（ 是指基因组中仅有单个或少数拷贝的 （ 仅出现 一次或少数几次的） DNA序列 一般由800bp～ 序列， 800bp 一次或少数几次的 ） DNA 序列 ， 一般由 800bp ～ 1000bp bp组成 约占基因组的60 65% 60% 1000bp组成 ，约占基因组的60%-65%。
Chapter 3
泸州医学院医学生物学与遗传学教研室
Chapter 3
（三）多基因家族
多基因家族（ 多基因家族 （ multigene family ） 是指 family） 由一个祖先基因经过重复和变异形成的一组 来源相同、结构相似、功能相关的基因。 来源相同、结构相似、功能相关的基因。
泸州医学院医学生物学与遗传学教研室
泸州医学院医学生物学与遗传学教研室
Chapter 3
基因（gene） 基因（gene）：是编码蛋白质多肽链或 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 RNA所必需的全部核苷酸序列 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。
一个基因不仅包括编码蛋白质多肽链或RNA 一个基因不仅包括编码蛋白质多肽链或 RNA的 RNA的 核酸序列， 核酸序列 ， 而且包括为保证转录所必需的调 控序列。 控序列。
表3-1人类中某些遗传病的基因突变频率
遗传病 白化病 苯丙酮尿症 血友病 色盲 鱼鳞病 肌肉退化症 小眼球症 突变频率 28× 28×10-6 25× 25×10-6 27×10-6 27× 28× 28×10-6 11× 11×10-6 43× 43×10-6 5×10-6
高中生物 第三章 遗传的分子基础 第一节 核酸是遗传物质同步练习(含解析)浙科版必修2-浙科版高一必
第一节核酸是遗传物质一、选择题1.肺炎链球菌的离体转化实验中,使R型菌转化为S型菌的转化因子是( )A.荚膜B.蛋白质C.R型菌的DNAD.S型菌的DNA2.T2噬菌体外壳的合成场所是( )A.细菌的核糖体B.T2噬菌体的核糖体C.T2噬菌体基质D.细菌的拟核2噬菌体是病毒,无核糖体。
在噬菌体侵染细菌的过程中,其蛋白质外壳留在细菌体外,进入细菌体内的只有DNA,而核糖体是蛋白质合成的场所,也就是说噬菌体合成自身蛋白质只能依靠细菌的核糖体,其原料也来自细菌体内。
3.(2020某某十校高二上学期期末)在肺炎链球菌的转化实验中,能够证明DNA是遗传物质的最关键的设计思路是( )A.将R型菌和S型菌的DNA用同位素进行标记B.将活的R型菌和加热杀死的S型菌混合培养C.将活的R型菌和死的S型菌分别注射到小鼠体内D.从活的S型菌中抽提出各种物质并分别与活的R型菌混合培养,没有采用同位素标记法,A项错误;将活的R型菌与加热杀死后的S型菌混合培养,发现某些R型菌转化为S型菌,说明加热杀死后的S型菌中存在转化因子能将某些R型菌转化为S型菌,但不能确定该转化因子的化学本质是否为DNA,B项错误;将活的R型菌和死的S型菌分别注射到小鼠体内,小鼠都不死亡,说明死亡的S型菌没有致病性,不能证明DNA是遗传物质,C项错误;从活的S型菌中提取DNA、蛋白质和荚膜物质,分别加入培养R型菌的培养液中,发现只有加入DNA时,R型菌才能转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,D项正确。
4.下图是烟草花叶病毒的感染和重建实验示意图,下列叙述正确的是( )A.后代的病毒类型取决于提供蛋白质的株系B.后代的蛋白质是由烟草的遗传物质控制合成的C.实验成功的基础是烟草花叶病毒和烟草的遗传物质相同D.用RNA酶处理后的TMV去感染烟草叶片,叶片不会被感染RNA的株系,A项错误;后代的蛋白质是由病毒的RNA控制合成的,B项错误;烟草花叶病毒与烟草的遗传物质不相同,C项错误;用RNA酶处理后的TMV去感染烟草叶片,由于RNA被水解,没有感染效力,因此叶片不会被感染。
遗传信息的传递
Fn：2n个400个
400个 400个 400个 400个 400个 400个 400个 400个
三、ＤＮＡ分子复制的计算： 1、亲代DNA分子经 n 次复制后，则
①子代DNA分子数：
2n个 2个 2n-2个
②含亲代母链的DNA分子数：
③不含亲代母链的DNA分子数：
例1.一个有N15标记的DNA分子放在没有标记的环境 中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的 : A. 1/10 B. 1/5 C. 1/16 D. 1/32
4、复制的结果： 1个DNA→2个DNA
5、DNA为什么能准确复制？
⑴、因为它具有独特的双螺旋结构， 能为复制提供模板； ⑵、因为它的碱基互补配对能力， 能够使复制准确无误。
6、复制时间
①、细胞有丝分裂的间期 ②、减数第一次分裂的间期 复制后的两个DNA是如何平均分配 到两个细胞中的？ 随染色单体的分离进入两个细胞中 7、复制场所 ①真核生物：细胞核（主 要）、 叶绿体、线粒体 ②原核生物：细胞质
8、复制的意义 保持亲代和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ代遗传信息的连 续性
及时巩固
1.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子， 这两个新的DNA分子（ ）
C
A.分别由两条母链和两条子链形成 B.两条母链和两条子链随机结合而成 C.分别由一条子链及一条母链结合而成 D.一条子链与另一条子链的母链结合
2．DNA分子的半保留复制方式使（ A．分子结构具有相对稳定性
D．16
2、假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA 分子用15N标记，并供给14N为原料，该细胞进行减 数分裂产生的4个精子中，含15N标记的DNA的精子 所占比例为
A.100%
B.50%
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
为了进一步论证上述的结论 ， Frankel-Conrat和Singer实验：
第三章遗核酸
* 核酸的构成单元是核苷酸， 是核苷酸的多聚体
* 每个核苷酸包括三部分： 五碳糖、磷酸、碱基
* 两个核苷酸之间由3’和5’位的 磷酸二脂键相连
第三章遗传分子基础
1、染色质的基本结构
染色质
DNA: 30%(重量)
RNA: 少量
组蛋白：1H1、2H2A、2H2B、
2H3和2H4 (重量相当于DNA）
非组蛋白：少量
第三章遗传分子基础
染色质基本结构单位
核小体： 2H2A、2H2B、2H3、2H4 ----八聚体
连接丝 ：串联两个核小体
1H1：结合于连接丝与核小体 的接合部位
1928, Griffith：首次将II R → III S，实现了细
菌遗传性状的定向转化 。被加热杀死的III S型肺 炎双球菌必然含有某种促成这一转变的活性物质
第三章遗传分子基础
1944 ，Avery等用生物化学 方法证明这种活性物质是DNA
该提取物不受蛋白酶、多糖 酶和核糖核酸酶的影响，而 只能为DNA酶所破坏
其他构型
第三章遗传分子基础
图 3-9 DNA分子的一种不同构型 第三章遗传分子基础
二、RNA的分子结构
绝大部分RNA以单链形式存在，但可折叠 起来形成若干双链区域。这些区域内，互 补的碱基对间可形成氢键。一些以RNA为 遗传物质的动物病毒含有双链RNA。
第三章遗传分子基础
第三节 染色体的分子结构
一、原核生物染色体 与真核生物相比，原核生物 的染色体要简单得多，其染 色体通常只有一个核酸分子 (DNA或RNA) 。
第三章遗传分子基础
图3－11 大肠杆菌的染色体
DNA分子伸展有120第三0章µ遗m传分长子基，础 细菌直径1－2µm
图3－12 原核生物的染色体结构模型 第三章遗传分子基础
二、真核生物染色体
第三章遗传分子基础
图3－13 核小体结构模型
一个核小体及其连接丝约含180－200bp约146bp盘
绕在核小体表面1.75圈，其余bp为连接丝，其长
度变化较大，从第三章短遗传的分子8基b础p到长的114bp
第三章遗传分子基础
异染色质，异染色质区 染色很深的区段
染色质 常染色质，常染色质区 染色很浅的区段
直径约为20Å (5)分子表面大沟第和三章遗小传分子沟基础 交替出现
图 3-6 DNA分子的双螺旋结构模型 第三章遗传分子基础
图 3-7 两条多核酸链间氢键相连 第三章遗传分子基础
A-T和C-G两种核苷酸对分子链内 排列的位置和方向只有四种形式:
A---T C---G A---T G---C C---G A---T G---C A---T
第三章遗传分子基础
2、噬菌体的侵染与繁殖
Hershey等用同位素32P和35S分别标记 T2噬菌体的DNA与蛋白质
第三章遗传分子基础
3、烟草花叶病毒的感染和繁殖
RNA接种到烟叶 → 发病 RNA
RNA酶处理RNA → 不发病 TMV
蛋白质：接种后不形成新的TMV 不发病
说明在不含DNA的TMV中RNA 就是遗传物质
两种核酸的主要区别：
DNA：脱氧核糖，A、C、G、T 双链，分子链较长
RNA：核糖，A、C、G、U 单链，分子链较短
第三章遗传分子基础
图 3-4 构成核苷酸分子的碱基结构 第三章遗传分子基础
图 3-5 核酸分子的化学结构 第三章遗传分子基础
二、DNA的分子结构
1953，Watson和Crick根据： 碱基互补配对的规律 对DNA分子的X射线衍射成果
提出了著名的DNA双螺旋结构模 型。这个模型已为以后拍摄的 电镜直观形象所证实。
第三章遗传分子基础
DNA分子模型最主要特点：
(1)两条多核苷酸链以右手螺旋的形式， 以一定的空间距离，环绕于同一轴相 互盘旋而成
(2)反向平行：5’－3’，3’－5’ (3)两条单链间以碱基间氢键配对相连：
A T，C G (4)每个螺旋34Å (3.4nm)，含10bp，
第三章 遗传物质的分子基础
第三章遗传分子基础
第一节 DNA作为主要遗传物质 的证据
分子遗传学的大量直接和间
接的证据，说明DNA是主要
的遗传物质，而在缺乏DNA
的某些病毒中，RNA就是遗
传物质
第三章遗传分子基础
一、间接证据
DNA含量、代谢、结构、染色 体共有等
二、直接证据
1、细菌的转化 肺炎双球菌两种类型： 光滑型(S型)： I S、II S、III S 粗糙型(R型第)三：章遗传I分子R基础、II R、III R
假设某一段DNA分子链有1000bp，则该段 就可以有41000种不同的排列组合形式， 反映出来的就是41000种不同性质的基因.
第三章遗传分子基础
DNA构型之变异：
B－DNA：瓦特森和克里克提出的
双螺旋构型,是DNA在生理状
态下的构型
A－DNA：在高盐下存在形式，右旋，
每个螺圈含11bp
Z－DNA:左旋，每个螺圈含12bp
→螺线管 →染色体
卷缩机理不清楚
第三章遗传分子基础
图3－15 非组蛋白组成的染色体骨架 第三章遗传分子基础
第三章遗传分子基础
第四节 DNA的复制
一、DNA复制的一般特点
1、复制方式：半保留复制 2、复制起点：大多数细菌及病
毒只有一个复制起点 ，一个 复制子 ；真核生物是多起点 的，多个复制子
3、复制方向第：三章遗一传分子基般础 为双向复制
（核酸的紧缩程度及含量不同 ，异染 色质的复制时间总是迟于常染色质 ）
异固缩现象
第三章遗传分子基础
2、染色体的结构模型
染色单体—1DNA+pro — 染色质线是单线
染色体 染色单体
在细胞分裂过程中染色质线到底是怎 样卷缩成为一定形态结构的染色体？
第三章遗传分子基础
图3－14 染色体 结构模型
现在认为至少存 在三个层次的卷 缩:核小体
图3－16 DNA半保留复制 第三章遗传分子基础
图3－17 真核生物染第色三章体遗传分多子基起础 点DNA复制电镜照片
二、原核生物DNA合成
1、半保留复制，双向复制 2、有引物的引导，为RNA 3、延伸方向为5’－3’。 4、一条链一直从5’向3’方向延
伸，称前导链，连续合成 ；另一条先沿5’－3’ 合成冈 崎片段，再由连接酶连起 来链，后随链，不连续合成