2010年高三生物復習:遺傳的基礎和遺傳定律遺傳←→分子基礎基本規律↑細胞基礎人類對遺傳物質的探索過程DNA分子結構的主要特點DNA分子的復制基因的概念遺傳信息的轉錄和翻譯細胞的減數分裂配子的形成過程受精過程孟德爾遺傳實驗的方法基因的分離和自由組合規律基因與性狀的關系伴性遺傳1.對遺傳物質的早期推測20世紀20年代人們對蛋白質的認識當時未發現類似蛋白質結構的生物大分子蛋白質是生物體的遺傳物質直到20世紀30年代，對DNA的認識才使人們意識到DNA的重要性，但由于對其結構沒有清晰的了解。認為蛋白質是遺傳物質的觀點仍占主導地位一、人類對遺傳物質的探索過程2.作為遺傳物質應具備的條件：2、能夠自我復制，使前后代保持一定的連續性3、能夠指導蛋白質的合成，從而控制新陳代謝過程和性狀4、能夠產生可遺傳的變異1、分子結構具有相對的穩定性DNA是主要的遺傳物質化學成分分析：DNA蛋白質生物在傳種接代過程中，染色體的形態數目是如何變化的？以人為例：

親代（2×23）父：母：

減數分裂減數分裂受精作用有絲分裂受精卵（2×23）

精子（23）

卵細胞（23）（2×23）新個體（子代）證據之一：肺炎雙球菌轉化實驗（1928年格里菲思實驗）

R型菌粗糙無莢膜無毒性S型菌光滑(Smooth)有莢膜有毒性多糖類莢膜(Rough)結論：S型菌中有種能使R型菌發生轉化的物質——轉化因子如何尋找并確認這種物質——轉化因子？思考：S型活細菌多糖脂類蛋白質DNADNA水解物分別與R型活細菌混合培養RRRRRRSS2、艾弗里確定轉化因子的實驗（1944年）DNA是轉化因子，是使R型細菌產生穩定的遺傳變化的物質，即DNA是遺傳物質，蛋白質不是。結論：證據之二：噬菌體侵染細菌的

實驗

（1952年赫爾希和蔡斯實驗）（含S）（含P）蛋白質

的組成元素：DNA

的組成元素：C、H、O、N、（S）C、H、O、N、P(99%)

——用32p標記——用35S標記噬菌體用放射性同位素35S標記外殼蛋白質細菌的細胞內沒有放射性沒有放射性用放射性同位素32P標記內部DNA細菌內的DNA核苷酸有放射性有放射性標記侵染攪拌檢測親代噬菌體同位素的去向子代噬菌體實驗結論32P標記DNA35S標記蛋白質實驗現象與結論32P標記DNA進入細菌體內DNA有32P標記35S標記蛋白質在上清液中（留在細菌外部）外殼蛋白質無35S標記DNA分子在親代和子代之間具有連續性，是遺傳物質噬菌體侵染細菌的動態過程：侵入別的細菌侵入合成吸附組裝釋放吸附侵入合成組裝釋放噬菌體的DNA在細菌體內，使細胞本身的DNA解體，同時利用細菌的化學成分合成噬菌體自身的DNA和蛋白質

目前，已有充分的科學研究資料證明，絕大多數生物都是以DNA作為遺傳物質的。DNA是唯一的遺傳物質嗎？遺傳物質的類型

分析“煙草花葉病毒重建實驗”實驗證明：煙草花葉病毒（TMV）的遺傳物質是RNA(TMV）蛋白質RNA煙草花葉病毒RNA

蛋白質侵染煙草侵染煙草得花葉病不得花葉病結論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質思考:DNA或RNADNADNA

2、煙草的遺傳物質是什么？DNA1、動物和人體的遺傳物質是什么？

3、細菌的遺傳物質是什么？

4、一切生物的遺傳物質是什么？

5、病毒的遺傳物質是什么？核酸DNA是主要的遺傳物質DNA的分布主要在染色體上細胞質內細胞核遺傳細胞質遺傳生物的遺傳（所以說，染色體是DNA的主要載體）例：線粒體肌病細胞質遺傳________孟德爾的遺傳規律，后代只表現出______的性狀______和______中的DNA中的基因都稱為細胞質基因

線粒體DNA的缺陷與數十種人類的遺傳病有關，這些疾病多與腦部和肌肉有關，如：線粒體腦肌病：乳酸中毒，中風樣發作綜合癥，母系遺傳病。表現為身材矮小、多毛、頭痛、肌無力、運動誘發嘔吐、癲癇發作、再發性腦損傷，并引起偏癱、偏語這些疾病有什么特點？為什么？受精過程中，受精卵的細胞質幾乎全部來自母親的卵細胞線粒體葉綠體不符合母本一、選擇題

1、關于病毒的遺傳物質的敘述正確的是()A.核糖核酸B.脫氧核糖核酸或核糖核酸C.脫氧核糖核酸D.脫氧核糖核酸和核糖核酸B2.生物的遺傳物質是：()A.DNAB.RNAC.核酸D.蛋白質C3．注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（

）A．R型肺炎雙球菌B．加熱殺死后的R型肺炎雙球菌C．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌D．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與R型細菌混合D4、用噬菌體去侵染內含有32P的細菌，在細菌解體后，含32P的應是()A、子代噬菌體DNAB、子代噬菌體蛋白質外殼C、子代噬菌體所有部分D、子代噬菌體不含32P5、用噬菌體去感染內含大量3H的細菌，待細菌解體后，3H應()A、隨細菌的解體而消失B、發現于噬菌體外殼和DNA中C、僅發現于噬菌體的DNA中D、僅發現于噬菌體的外殼中AB6、噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質外殼是()A在噬菌體DNA的指導下，用細菌的物質合成的B在細菌DNA的指導下，用細菌的物質合成的C在噬菌體DNA的指導下，用噬菌體的物質合成的D在細菌DNA的指導下，用噬菌體的物質合成的A7、某科學家做“噬菌體侵染細菌實驗”時，分別用同位素32P和35S做了標記(見下表)：

此實驗所得結果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細菌的特性均相同。請分析：(1)子噬菌體的DNA分子中含有的上述元素是

；(2)子噬菌體的蛋白質分子中含有的上述元素是

；(3)此實驗說明了

。

【答案】(1)32P、31P(2)35S(3)DNA是遺傳物質噬菌體成分細菌成分核苷酸標記

32P

31P氨基酸

32S標記

35S返回1953年，美國生物學家沃森和英國物理學家克里克研究發現DNA分子呈雙螺旋結構。二、DNA的結構和復制A與T間以2個氫鍵相連，C與G間以3個氫鍵相連。連接

ATGCATGCDNA分子雙螺旋結構的主要特點：（1）DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在內側。（3）兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對有一定的規律。時間主要場所過程條件原料模板酶能量遵循規律產物特點意義解旋酶和聚合酶邊解旋邊復制1、某同學為做一個含150個脫氧核苷酸的雙鏈DNA模型，他準備了30個代表胞嘧啶堿基的塑料片，那么他還要準備代表腺嘌呤、胸腺嘧啶、鳥嘌呤、尿嘧啶、磷酸、脫氧核糖、核糖的塑料片數目分別為A、30，30，30，30，150，75，75B、45，45，30，0，150，150，0C、45，45，30，30，75，75，75D、30，0，45，75，150，0，1502、用15N標記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，該DNA分子在含14N的培養基中連續復制四次。其中結果不可能是A．含有15N的DNA分子占1/8B．含有的14N的DNA分子鏈占7/8C．復制過程中需游離的腺嘌呤脫氧核苷酸600個D．復制結果共產生16個DNA分子練習：BB3、某雙鏈DNA分子共有堿基1400個,其中一條單鏈上(A+T):(C+G)=2:5.問該DNA分子連續復制兩次,其需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的數目是()A.300個B.400個C.600個D.1200個4、經15N標記的一個DNA分子,放入14N的培養基中培養,經8次復制后,子代15N的DNA占()A.1/32B.1/128C.1/64D1/2565、一雙鏈DNA分子在復制解旋時,一條鏈上某位點的一個T變成了C,則DNA經過n次復制后,發生差錯的DNA占()A.1/2n--1B.１／２Ｃ.１／２nD.１／２n＋１CBB6.從某生物組織提取ＤＮＡ進行分析，其四種堿基數的比例為鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數的４６％，又知該DNA的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤,問與H鏈相對應的另一條鏈中腺嘌呤占該鏈全部堿基數的()A.26%B.24%C.14%D.11%7、在DNA分子中的一條單鏈中相鄰的堿基A與T是通過什么結構連接起來的（）A．氫鍵B．-脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖-C．-磷酸—脫氧核糖—磷酸-D．肽鍵B返回三、基因是有遺傳效應的DNA片段基因在染色體上1、薩頓的假說：類比推理法

2、基因位于染色體上的實驗證據：摩爾根的果蠅實驗（P28-30）基因的位置：DNA上染色體是基因的主要載體，每個染色體含有一個DNA分子，每個DNA分子含有多個基因，基因在染色體上呈線性排列。在生物體細胞中，基因成對存在，成對基因位于成對染色體的相對位置。化學組成：每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸。基因的脫氧核苷酸排列順序代表遺傳信息。ATGC（一）說明基因與DNA關系的實例資料分析1.大腸桿菌細胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4700000個堿基對，在DNA分子上分布著大約4400個基因，每個基因的平均長度約為10000個堿基對。基因是DNA的一個片段資料分析2.生長在太平洋西北部的一種海蟄能發出綠色熒光（圖B），這是因為海蟄的DNA分子上有一段長度為5170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉基因實驗表明，轉入了海蟄的綠色熒光蛋白基因鼠，在紫外線的照射下，也能像海蟄一樣發光（圖C）。基因具有遺傳效應資料分析3.人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條染色體+X+Y）上DNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中，構成基因的堿基數占堿基總數的比例不超過2%。DNA中有些片段不是基因4.不少人認為，人和動物的胖瘦是由遺傳決定的。近來的科學研究發現，小鼠體內的HMGIC基因與肥胖直接相關。具有HNGIC基因缺陷的實驗鼠與對照的小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組的小鼠變得十分肥胖，而具有HNGIC基因缺陷的實驗鼠體重仍然保持正常。基因能控制生物性狀通過上述資料的分析，請你從DNA水平上給基因下一個定義，要求既能反映基因與DNA的關系，又能體現基因的作用。基因是有遺傳效應的DNA片段1．下列關于基因的說法中，正確的是()A．基因就是指DNA分子的一個片段B．基因是指染色體的一個片段C．基因是指有遺傳效應的DNA片段D．基因就是指蛋白質分子片段2．將某種發光海蜇的綠色熒光蛋白基因轉移到小鼠受精卵中，培育形成的轉基因鼠在紫外線照射下也能發出綠色熒光。不同生物體的基因能夠相互轉移的原因不包括()A．不同生物的DNA分子和蛋白質相同B．不同生物的DNA分子化學組成相同C．不同生物的DNA分子空間結構相同D．不同生物的蛋白質分子合成過程相同3．自然界中生物體的多樣性和特異性取決于()A．生物體內蛋白質分子的多樣性和特異性B．生物體內DNA分子的多樣性和特異性C．生物體內氨基酸種類的多樣性和特異性D．生物體內化學元素和化合物的多樣性和特異性CBA4．下列關于基因的敘述中，正確的是()A．基因是DNA的基本組成單位B．基因全部位于細胞核中C．基因是遺傳物質的結構和功能單位D．RNA病毒中不存在基因5．基因的化學本質是()A．基因是遺傳物質的功能單位B．基因是有遺傳效應的DNA片段C．基因在染色體上呈直線排列D．基因是蘊含遺傳信息的核苷酸序列6．現代遺傳學認為，生物性狀的遺傳實際上是親代的遺傳信息傳遞給子代，并以一定方式反映到蛋白質分子結構上。代表某具體性狀的特定遺傳信息包含在()A．受精卵內染色體的特定組合方式中B．染色體上不同基因的相互作用中C．基因中4種脫氧核苷酸的序列中D．蛋白質的氨基酸序列中治療CDC7．基因研究最新發現表明，人與小鼠的基因約有80％相同。則人與小鼠DNA堿基序列相同的比例是()A20％R80％C．100％D．無法確定8．在人類染色體DNA不表達的堿基對中，有一部分是串聯重復的短序列，它們在個體之間具有顯著的差異性。這種短序列可用于()A.生產基因工程藥物B.偵查罪犯C.遺傳病的產前診斷D．基因治療BD四、基因指導蛋白質的合成基因膚色眼皮單雙血型基因有遺傳效應的DNA片段控制生物性狀在染色體上呈線性排列基因控制生物性狀指導合成蛋白質體現者基因指導蛋白質合成的過程，叫基因的表達。問題：基因是怎樣指導蛋白質的合成呢？1.DNA主要存在哪里？2.蛋白質在哪里合成？DNA主要在細胞核蛋白質的合成在細胞質進行指導通過RNA問題：為什么RNA適于作DNA的信使？2.DNA與RNA的比較:種類DNARNA主要存在場所空間結構基本單位堿基五碳糖無機酸細胞核細胞質規則的雙螺旋結構通常呈單鏈脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖磷酸磷酸A、G、C、TA、G、C、U問題１：DNA主要存在細胞核中，而蛋白質合成是在細胞質中進行的，兩者如何聯系起來的呢？(一)遺傳信息的轉錄RNA的種類信使RNA(mRNA)核糖體RNA(rRNA)轉運RNA(tRNA)1.RNA按功能分：運載氨基酸參與核糖體構成指導蛋白質合成轉錄的具體過程問題2：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？1.邊解旋邊轉錄2.需要酶和ATP,按照堿基互補配對原則（１）轉錄的定義：（２）轉錄的場所：（３）轉錄的模板：（４）轉錄的原料：（５）轉錄的條件：（６）轉錄時的堿基配對:（7）轉錄的結果：在細胞核中以DNA的一條鏈為模板,按堿基互補配對原則原則，合成mRNA的過程細胞核DNA的一條鏈四種核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和ATP堿基互補配對原則（A=U，G=C）mRNA小結:鞏固練習2、構成人體的核酸有兩種,構成核酸的基本單位---核苷酸有多少種?堿基有多少種?()

A.2種4種B.4種4種C.5種5種D.8種5種3、下列哪一組物質是RNA的組成成分()A.脫氧核糖核酸和磷酸B.脫氧核糖﹑堿基和磷酸C.核糖﹑堿基和磷酸D.核糖﹑嘧啶和核酸DC1、DNA的復制和轉錄有何異同之處？3.DNA分子的解旋發生在___過程中()

A.復制B.轉錄C.翻譯D.復制和轉錄4.一個DNA分子轉錄出多少種多少個mRNA()

A.一種一個B.一種多個C.多種多個D.無數種無數個DC

轉錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的種類、數量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質？mRNA通過核孔進入細胞質中，開始它新的歷程——翻譯。(二)遺傳信息的翻譯

遺傳學上把以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程叫做翻譯。

堿基與氨基酸之間的對應關系思考與討DNA和RNA都只含有4種堿基，而組成生物體蛋白質的氨基酸有20種。這4種堿基是怎樣決定蛋白質的20種氨基酸的？翻譯:

密碼子

密碼子

密碼子UCAUGAUUAmRNA

密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個相鄰

的堿基。

密碼子:

翻譯的具體過程：1.翻譯的場所：2.翻譯時的模板：3.翻譯的原料：4.翻譯的條件:5.翻譯的工具:6.翻譯的產物:核糖體mRNA游離的氨基酸tRNA蛋白質酶，ATP、模板、原料第1步：mRNA進入細胞質，與核糖體結合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補配對，進入位點1。起始碼(甲硫氨酸)第2步：攜帶組氨酸的tRNA以同樣的方式進入位點2。第3步：甲硫氨酸通過與組氨酸形成肽鍵而轉移到占據位點2的tRNA上。形成肽鍵第4步：核糖體讀取下一個密碼子，原占據位點1的tRNA離開核糖體，占據位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續肽鏈的合成。重復步驟2、3、4，直至核糖體讀取到mRNA的終止密碼。終止密碼圖示一個mRNA分子可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速合成大量的蛋白質。細胞質中的翻譯是個快速的過程。1.從基因的表達過程可以看出：DNA（基因）中脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中

的排列順序，進而決定

的排列順序，最終決定了

的結構和功能特異常。核糖核苷酸/密碼子氨基酸蛋白質小結:2.翻譯的起始碼有:個，終止碼有:個決定氨基酸的密碼子種。翻譯時的堿基配對：肽鏈由各相鄰的氨基酸通過

連接形成。翻譯的條件：3

61肽鍵2AUCGmRNA─┴─┴─┴─┴─tRNA─┴─┴─┴─┴─酶，ATP、模板、原料UAGC5.DNA的復制、轉錄、翻譯比較DNA復制轉錄翻譯場所模板原料其他條件產物堿基互補配對細胞核細胞核

核糖體DNA兩條鏈DNA一條鏈

mRNA四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸20種氨基酸ATP解旋酶DNA聚合酶ATP解旋酶RNA聚合酶ATPtRNA酶兩個DNA分子

RNA

多肽鏈A—TG—CT—AC—GA—UG—CT—AC—GA—UG—C

U—AC—G

6.遺傳信息、遺傳密碼與蛋白質合成的關系DNARNA蛋白質/多肽1366n3nn遺傳信息：基因中脫氧核苷酸的排列順序遺傳密碼：rRNA中核糖核苷酸的排列順序堿基數/核糖核苷酸數堿基數/脫氧核苷酸數氨基酸數肽鍵數n-1（一條鏈）n-m（m條鏈）0【例1】已知一個蛋白質分子由2條肽鏈組成，連接蛋白質分子中氨基酸的肽鍵共有198個，翻譯成這個蛋白質分子的mRNA中有A和G共200個，則轉錄成信使RNA的DNA分子中，最少有C和T多少個()A、400B、200C、600D、800【例2】