广东省高考生物二轮总复习时遗传分子基础.pptx

1 1细菌转化实验细菌转化实验 格里菲思所做的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型细菌含有“转化因子”。艾弗里及其同事所做的肺炎双球菌体外转化实验证明了“转化因子”是DNA，DNA是遗传物质。2 2艾艾弗弗里里及及其其同同事事所所做做的的肺肺炎炎双双球球菌菌体体外外转转化化实实验验和和赫赫尔尔希希、蔡蔡斯斯所所做做的的T T2 2噬噬菌菌体体侵侵染染大大肠肠杆杆菌菌的的实验的比较：实验的比较：(一)DNA是遗传物质的证据 名称 比较肺炎双球菌的体外转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验不同点处理方法将S型细菌中的DNA、蛋白质、多糖等物质分离、提纯和鉴定，分别与R型细菌进行混合用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体的DNA、蛋白质，然后，用被32P或35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌实验结论DNA是遗传物质而蛋白质等不是遗传物质1.DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质2DNA控制蛋白质的合成 名称比较肺炎双球菌的体外转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验相同点1.两个实验均直接证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质2实验设计思路相同：设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用 加热杀死S型细菌的过程中，S型细菌的蛋白质变性失活，但是内部的DNA在加热结束后，随温度的降低又逐渐恢复活性。R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，R型细菌表现出S型细菌的性状，此变异属于基因重组。培养T2噬菌体只能利用活体培养基(如大肠杆菌)，因为病毒无细胞结构，其繁殖离不开细胞。特别提醒：因放射性检测时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射性，故35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，应将二者分别标记，即把实验分成两组。噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。3 3几个探索实验整合几个探索实验整合 作为遗传物质必备的条件 (1)能复制，使前后代具有连续性。(2)能控制性状和代谢过程。(3)具有储存大量遗传信息的潜能。(4)结构稳定，但又能发生突变。生物类型遗传物质实例有细胞结构的生物真核生物细胞核、细胞质的遗传物质都是DNA人、猪、水稻、豌豆、酵母菌等原核生物拟核、细胞质的遗传物质都是DNA细菌、蓝藻等(二)各类生物的遗传物质：生物类型遗传物质实例无细胞结构的生物DNA病毒DNAT2噬菌体等RNA病毒RNAHIV、SARS、烟草花叶病毒等(三)DNA分子的复制、转录和翻译复制转录翻译功能 遗传信息的传递遗传信息的表达时间主要发生在细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期个体生长发育的整个过程中场所细胞核(主要)，叶绿体、线粒体 细胞核(主要)，叶绿体、线粒体核糖体复制转录翻译条件模板DNA分子的两条链DNA分子的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸能量ATP酶DNA解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等需要特定的酶复制转录翻译过程DNA双链解旋；以解开的两条链为模板，按碱基互补配对原则合成与模板链互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构DNA解旋；以其中的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成mRNA；mRNA从核孔进入细胞质中，与核糖体结合以mRNA为模板，合成有一定氨基酸序列的多肽链碱基互补配对原则AT，TAGC，CGAU，TAGC，CGAUUAGCCG复制转录翻译产物两个双链DNA分子RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子与非模板链重新组成双螺旋结构分解成单个核糖核苷酸特点边解旋边复制；半保留式复制边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录(转录后DNA仍保留原来的双链结构)一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链复制转录翻译遗传信息传递方向从亲代DNA传给子代DNA分子(亲代DNA子代DNA)遗传信息由才形成形成DNA传给mRNA(DNAmRNA)mRNA蛋白质意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物表现出各种遗传性状 中心法则信息流动的种类中心法则信息流动的种类(1)中心法则中遗传信息的流动过程为：在生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为 在细胞内蛋白质合成过程中，遗传信息的传递方向(以胰岛细胞中胰岛素的合成为例)为 含逆转录酶的RNA病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为 DNA病毒(如噬菌体)在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为 RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为 中心法则中几个生理过程能准确进行的原因：前者为后者的产生提供了一个标准化的模板；严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。【例例1】中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递的过程。下列关于中心法则的叙述不正确的是()Aa、b、c、d所表示的四个过程依次分别是DNA复制、转录、翻译、逆转录 Ba过程发生在真核细胞分裂的S期，c过程需要三种RNA同时参与 C在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是细胞核和细胞质 D某mRNA含有鸟嘌呤24%，胞嘧啶22%，则转录该RNA的DNA分子中，胞嘧啶和腺嘌呤所占的比例是23%和27%解解析析：翻译过程需要tRNA做运输工具,mRNA做模板，rRNA是核糖体的组成成分也必须参与；a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核。答案：C名称作用DNA解旋酶与DNA解旋有关的酶，破坏氢键，使DNA双链解开DNA聚合酶与DNA链的延长有关，将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子DNA连接酶将DNA分子片段连接起来。在基因工程中起着重要的作用DNA酶促进DNA水解，变成单个脱氧核糖核苷酸分子(四)掌握几种酶名称作用RNA聚合酶以一条DNA链或RNA为模板，将单个的核糖核苷酸连接成RNA的酶RNA酶促进RNA水解，变成单个核糖核苷酸分子限制酶识别DNA的特定片段，并在特定的碱基之间切开遗传信息密码子反密码子概念基因中4种碱基的排列顺序mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基tRNA中与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质的氨基酸序列识别密码子，转运特定的氨基酸(五)遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性64种密码子61种密码子能翻译出氨基酸；3种终止密码子，不能翻译出氨基酸61种反密码子(或tRNA也为61种)联系基因中脱氧核苷酸的序列 mRNA中核糖核苷酸的序列 mRNA的碱基序列与基因模板链的碱基序列互补配对密码子与相应反密码子的序列互补配对决定(1)基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。(2)基因是通过控制蛋白质的合成来控制性状的。(3)基因控制生物的性状有以下两种方式：间接途径：(六)基因、蛋白质与性状的关系 直接途径基因 结构蛋白 细胞结构 生物性状控制控制控制 (4)基因与性状二者并非是简单的线性关系；生物的有些性状是受一对基因控制的，有些性状是由多对基因控制的。(5)基因型与表现型的关系，生物的性状由基因决定，但还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型=基因型+环境条件。【例例2 2】铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：(1)图中甘氨酸的密码子是_，铁蛋白基因中决定 的模板链碱基序列为_。GGUCCACTGACC (2)Fe3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_，从而抑制了翻译的起始。核糖体在mRNA上的结合与移动 (3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是_。mRNA两端存在不编码蛋白质的序列 (4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由_。CA 解解析析：根据携带甘氨酸的tRNA的反密码子CCA可以判断甘氨酸的密码子为GGU；当Fe3浓度较低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合，使蛋白质的翻译缺少起始密码，从而阻止核糖体在mRNA上移动，遏制铁蛋白的合成。mRNA并不是所有序列都参与蛋白质的翻译，有一部分是不具有遗传效应的。色氨酸密码子为UGG，对应模板链碱基序列应为ACC，当第二个碱基CA时，此序列对应的密码子变为UUG，恰为亮氨酸密码子。1.(20111.(2011江江苏苏卷卷)关于转录和翻译的叙述，错误的是()A转录时以核糖核苷酸为原料 B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列 CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质 D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性C 解解析析：转录是指以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，所以所需的原料为核糖核苷酸，所需的酶是RNA聚合酶；转录时，RNA聚合酶能够识别基因编码区上游的非编码区中的RNA聚合酶结合位点并与之特异性结合，激活DNA的转录功能；翻译过程中核糖体首先结合到mRNA上并沿着mRNA向前移动，翻译出多肽链；一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并性，其对生物体生存的意义在于减少因基因突变所引起的性状上的改变。2.(20112.(2011安安徽徽卷卷)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，乙在细胞质基质中进行 CDNA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 解解析析：甲图描述的是DNA复制，乙图描述的是DNA转录。答案：D3.(20113.(2011广广东东卷卷)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表，从表可知()A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型菌的DNA是转化因子 D说明DNA是主要的遗传物质C 解解析析：、组加入S型菌的蛋白质或荚膜多糖，都只长出R型菌，说明蛋白质和荚膜多糖不是转化因子。组加入S型菌的DNA，结果既有R型菌又有S型菌，说明DNA可以使R型菌转化为S型菌；组加入的DNA酶能将DNA水解成脱氧核糖核苷酸，结果只长出R型菌，说明DNA的水解产物不能使R型菌转化为S型菌，、组对比说明了只有DNA才能使R型菌发生转化。