第五章 遺傳與變異2-第5-7節(jié)

第五節(jié)遺傳物質(zhì)一、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)二、DNA和RNA的分子結(jié)構(gòu)三、DNA的復(fù)制生命的物質(zhì)基礎(chǔ)原生質(zhì)包括：水無機(jī)鹽

糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)核酸一、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)

是什么？

遺傳物質(zhì)的特點有哪些？（1）龍生龍，鳳生鳳，老鼠生兒會打洞。我們研究生物的遺傳現(xiàn)象是從性狀入手去進(jìn)行研究的。從這個現(xiàn)象可以推出結(jié)論：“生物的性狀在前后代表現(xiàn)出連續(xù)性。它的遺傳物質(zhì)必定能夠進(jìn)行自我復(fù)制”。不是被動地、接受外來指令進(jìn)行的復(fù)制。而是在生物體內(nèi)、自發(fā)地對這種物質(zhì)進(jìn)行翻版或拷貝。（2）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝過程和性狀因為：性狀主要是通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)出來的?！暗鞍踪|(zhì)對某種性狀（血型、酶、激素等）的控制作用”“蛋白質(zhì)是一切生命活動的體現(xiàn)者”遺傳物質(zhì)通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來表達(dá)自己所攜帶的遺傳信息，從而控制生物個體的性狀表現(xiàn)。

遺傳物質(zhì)是否會與蛋白質(zhì)有關(guān)呢？答案當(dāng)然是肯定的?！斑z傳物質(zhì)可能就是蛋白質(zhì)，或者能夠控制蛋白質(zhì)的合成，并通過控制蛋白質(zhì)的合成來影響生物的性狀。”（3）“某種物質(zhì)作為遺傳物質(zhì)它的結(jié)構(gòu)可能是相對穩(wěn)定，不易變化，還是相對不穩(wěn)定，極易變化的呢？”“遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能應(yīng)該是穩(wěn)定的、不變的？”“如果遺傳物質(zhì)穩(wěn)定到了絕對不變的程度，那么生物就應(yīng)該是絕對不變的。你認(rèn)為這個推論與實際情況相符合嗎？”所以：“遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)在基本穩(wěn)定的前提下，也應(yīng)該而且可能發(fā)生少量的變化。”所以，遺傳物質(zhì)必須具有以下特點：（1）分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性；（2）能夠自我復(fù)制，前后代保持一定的連續(xù)性；（3）能產(chǎn)生可以遺傳的變異；（4）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝過程和性狀。類型莢膜菌落R型S型經(jīng)典實驗一肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗（多糖)無粗糙有光滑無毒有毒什么是敗血癥？

當(dāng)生物體的抵抗力很差時，不能將入侵的細(xì)菌消除，細(xì)菌便在體內(nèi)血液中大量繁殖，釋放出許多毒素，造成全身性的感染，稱為敗血癥。R型菌S型菌說明：R型細(xì)菌無毒，S型細(xì)菌有毒肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗（1）說明：S型細(xì)菌被殺死肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗（2）加熱殺死S型菌肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗（3）R型菌+加熱殺死S型+怎么來的呢？？肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗（4）現(xiàn)象：提?。?）實驗死鼠發(fā)現(xiàn)S活菌結(jié)論：死亡的S菌能使R菌轉(zhuǎn)化為S菌活的無毒（R）型細(xì)菌受到了死的有毒（S）型細(xì)菌的影響，轉(zhuǎn)化為有毒（S）型合理的解釋：問題：

S型菌中的“轉(zhuǎn)化因子”是什么物質(zhì)呢？假設(shè)1、轉(zhuǎn)化因子是DNA2、轉(zhuǎn)化因子是蛋白質(zhì)3、轉(zhuǎn)化因子是多糖4、5、……艾弗里與同事的工作S型S型S型設(shè)計實驗DNA多糖蛋白質(zhì)S型細(xì)菌分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)預(yù)期結(jié)果艾弗里與同事的工作

分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)R型R型S型R型R型R型R型S型S型活細(xì)菌脂類DNARNA多糖蛋白質(zhì)DNA水解物R型實際結(jié)果結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)思考題：艾弗里證明活的S型細(xì)菌內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子；而格里菲斯證明加熱殺死后的S型細(xì)菌內(nèi)也有轉(zhuǎn)化因子，說明轉(zhuǎn)化因子有什么特點？說明：S型細(xì)菌體內(nèi)DNA不受加熱（65℃）影響，當(dāng)與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)時，S型細(xì)菌DNA進(jìn)入R型細(xì)菌體內(nèi)，這叫DNA傳導(dǎo)。其結(jié)果在S型DNA的控制下，利用R型細(xì)菌體內(nèi)的化學(xué)成分，合成了S型細(xì)菌的DNA和蛋白質(zhì)，從而組成了具有毒性S型細(xì)菌。經(jīng)典實驗二噬菌體侵染細(xì)菌的實驗假設(shè)1：假設(shè)2：蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)假設(shè)3：DNA、蛋白質(zhì)都是遺傳物質(zhì)問題：DNA、蛋白質(zhì)誰是遺傳物質(zhì)？DNA是遺傳物質(zhì)14C3H18O15N32P35S放射性同位素標(biāo)記技術(shù)32P35S細(xì)菌內(nèi)無放射性細(xì)菌內(nèi)有放射性用32P標(biāo)記DNA用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)結(jié)論：首先，是噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部，蛋白質(zhì)并沒有進(jìn)入其中。但是在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部卻產(chǎn)生出了新的既有DNA，又有蛋白質(zhì)的噬菌體。所以，新噬菌體的DNA是在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的，噬菌體的蛋白質(zhì)是在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)合成的。只有噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部，而噬菌體的蛋白質(zhì)并沒有進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部，這個事實說明了什么呢？這一事實說明：進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的噬菌體DNA，不僅攜帶了DNA自我復(fù)制的遺傳信息，而且也攜帶了指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的遺傳信息，具有我們分析過的遺傳物質(zhì)所應(yīng)具有的四個特點中的兩個特點——能夠自我復(fù)制和能夠控制蛋白質(zhì)的合成。由此可見，DNA是遺傳物質(zhì)?！?/p>

結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)經(jīng)典實驗三煙草花葉病毒（TMV）和車前草病毒（HRV）都能感染煙草葉，但病斑情況不同。4、分析“煙草花葉病毒重建實驗”煙草花葉病毒（TMV）

TMV感染的葉片蛋白質(zhì)RNA車前草病毒（HRV）蛋白質(zhì)RNAHRV感染的葉片4、分析“煙草花葉病毒重建實驗”設(shè)計實驗證明：TMV的遺傳物質(zhì)是RNA(TMV）蛋白質(zhì)RNA4、分析“煙草花葉病毒重建實驗”分析煙草花葉病毒重建實驗結(jié)論—TMV新型病毒HRV?+(TMV)(HRV)RNA是遺傳物質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)—核酸（一）DNA分子的組成成分二、DNA和RNA的分子結(jié)構(gòu)胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）（A）1’2’3’4’5’4、DNA分子的結(jié)構(gòu)1’2’3’5’5‘3’3‘5’兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫校?’——5’5’——3’每條鏈內(nèi)側(cè)通過堿基互補(bǔ)配對聯(lián)系在一起，宛如梯子堿基配對原則：A=TG-C每對堿基之間的距離0.34nm，每個螺旋包含10對堿基，所以每個螺旋的距離為3.4nm。也有少數(shù)DNA是單鏈的（二）RNA的結(jié)構(gòu)1、RNA的組成單位：核糖核苷酸核糖含氮堿基1’2’3’4’5’AC腺嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸核糖核糖U尿嘧啶核糖核苷酸核糖G鳥嘌呤核糖核苷酸核糖（2）RNA的種類和功能mRNAtRNArRNA

：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，翻譯的模板

：蛋白質(zhì)合成中運(yùn)輸氨基酸

：是核糖體的重要組成成分（1）通常呈單鏈，以３’,5’-磷酸二酯鍵相連，有些區(qū)域可以折疊形成若干雙鏈區(qū)域。A核糖PC核糖PU核糖PPG核糖2、RNA的結(jié)構(gòu)DNA分子與RNA分子的比較

核酸種類項目DNARNA結(jié)構(gòu)組成的基本單位堿基

嘌呤

嘧啶

五碳糖

無機(jī)酸規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸核糖核苷酸A、GA、GC、TC、U脫氧核糖核糖磷酸磷酸因此，構(gòu)成核酸的堿基共5

種，核苷酸共8

種核酸+蛋白質(zhì)=染色體DNA是由四種脫氧核糖核酸所組成的長鏈大分子，是遺傳信息的攜帶者。生物體的遺傳信息就貯存在DNA的四種脫氧核糖核酸的排列順序中。

三、DNA的復(fù)制（一）中心法則（二）DNA復(fù)制的半保留性（三）DNA復(fù)制的全過程（四）DNA復(fù)制的意義教學(xué)要點掌握DNA復(fù)制的特點；理解DNA復(fù)制的實質(zhì)和意義1953年，美國生物學(xué)家沃森（J.Watson，1928－）和英國生物物理學(xué)家克里克（F.Crick，1916－2004），在英國女生物學(xué)家富蘭克琳（R.Franklin，1920－1958）和英國生物物理學(xué)家威爾金斯（M.Wilkins，1916－2004）對DNA晶體所作的X光衍射分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)DNA分子堿基配對原則，構(gòu)建出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。（一）中心法則

——

遺傳與進(jìn)化中的信息流轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄DNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制M.Temin

“性狀主要是通過什么物質(zhì)表現(xiàn)出來的？”“蛋白質(zhì)對某種性狀（血型、酶、激素等）的控制作用”“蛋白質(zhì)是一切生命活動的體現(xiàn)者”“性狀主要是通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)出來的”?！斑z傳物質(zhì)應(yīng)能保證生物性狀的連續(xù)性”那么，遺傳物質(zhì)是否會與蛋白質(zhì)有關(guān)呢？”答案當(dāng)然是肯定的?！斑z傳物質(zhì)可能就是蛋白質(zhì)，或者能夠控制蛋白質(zhì)的合成，并通過控制蛋白質(zhì)的合成來影響生物的性狀?！敝行姆▌t指遺傳信息從DNA傳遞給RNA，再從RNA傳遞給蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。也可以從DNA傳遞給DNA，即完成DNA的復(fù)制過程。這是所有有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物所遵循的法則。在某些病毒中的RNA自我復(fù)制（如煙草花葉病毒等）和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄成DNA的過程（某些致癌病毒）是對中心法則的補(bǔ)充DNA自我復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄、RNA的復(fù)制復(fù)制：是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。即遺傳物質(zhì)的傳代。復(fù)制親代DNA子代DNA（一）DNA復(fù)制的半保留性復(fù)制過程：DNA雙鏈從一端沿氫鍵打開，成為兩條單鏈，另一端仍保持雙鏈狀態(tài)以分開的雙鏈為模板，從細(xì)胞核內(nèi)吸取游離的核苷酸，按照堿基配對方式合成新鏈。A-TG-C半保留復(fù)制：新合成的DNA分子保留了原來母DNA分子雙鏈中的一條鏈，此種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA鏈，即模板DNA鏈的方向必須為3'→5'。因此，分別以兩條親代DNA鏈作為模板聚合子代DNA鏈時的方式是不同的。（二）DNA復(fù)制的半不連續(xù)性前導(dǎo)鏈滯后鏈岡崎片段：由于親代DNA雙鏈在復(fù)制時是逐步解開的，因此，滯后鏈的合成也是一段一段的。DNA在復(fù)制時，由滯后鏈所形成的一些子代DNA短鏈稱為岡崎片段。岡崎片段的大小，在原核生物中約為1000～2000個核苷酸，而在真核生物中約為100個核苷酸。

3

5

5

3

領(lǐng)頭鏈3

5

3

5

親代DNA隨從鏈RNA引物核小體RNA引物酶合成引物，引物也是一段DNA片段DNA合成由RNA引物引發(fā)

DNA聚合酶不能發(fā)動新鏈的合成，只能催化已有鏈的延長；RNA聚合酶則不同，只要有模板存在，不需引半不連續(xù)復(fù)制物，就可以合成新RNA鏈。因此在體內(nèi)先由RNA聚合酶合成RNA引物，DNA聚合酶再從RNA引物的3‘-OH端開始合成新的DNA鏈。催化RNA引物合成的酶稱為引物合成酶。引物長度通常只有幾個~10多個核苷酸，岡崎片斷合成也需要引物。RNA引物的消除和缺口填補(bǔ)是由DNA聚合酶Ⅰ完成的，最后由DNA連接酶連接。DNA半不連續(xù)復(fù)制：

DNA復(fù)制時，以3’→5’走向為模板的一條鏈合成方向為5’→3’，與復(fù)制叉方向一致，稱為前導(dǎo)鏈；另一條以5'→3‘走向為模板鏈的合成鏈走向與復(fù)制叉移動的方向相反，稱為滯后鏈，其合成是不連續(xù)的，先形成許多不連續(xù)的片斷（岡崎片斷），最后連成一條完整的DNA鏈。（二）DNA復(fù)制的過程1、起始：在原核生物中，復(fù)制起始點通常為一個，而在真核生物中則為多個。DNA像Y形起點的位置：DNA的復(fù)制是一個邊解旋邊復(fù)制的過程。復(fù)制起點處，一般A、T含量較高，因為A、T之間只有兩個氫鍵結(jié)合，G、C之間有三個氫鍵結(jié)合，所以解開A-T堿基對所需要的能量要比G-C少。一般來講，原核生物DNA只有一個復(fù)制起點，而真核生物由于DNA分子比較長，往往有許多復(fù)制起點。需要的酶：（1）拓布異構(gòu)酶：通過催化DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，減少由于解鏈形成的張力和合成的子代DNA形成雙螺旋。（2）DNA解螺旋酶（解鏈酶）（3）單鏈結(jié)合蛋白（SSB）2、RNA引物的合成

RNA聚合酶合成RNA引物：RNA聚合酶只要有模板存在，不需引物，就可以合成新RNA鏈。因此在體內(nèi)先由RNA聚合酶合成RNA引物。引物長度通常只有幾個~10多個核苷酸，岡崎片斷合成也需要引物。（二）首先由引物合成酶由5’向3’方向合成10個核苷酸以內(nèi)的RNA引物，然后聚合酶III在引物3’-羥基上合成DNA，再由聚合酶I切除引物，填補(bǔ)空白，最后DNA連接酶將岡崎片段連接起來，形成完整DNA。3、延伸：

在DNA聚合酶III的作用下，以引物鏈為起點，在引物3’-OH上合成與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈。4、復(fù)制的終止：

去除引物，填補(bǔ)缺口：在原核生物中，由DNA聚合酶Ⅰ來水解去除RNA引物，并由該酶催化延長引物缺口處的DNA，直到剩下最后一個磷酸酯鍵的缺口。而在真核生物中，RNA引物的去除，由一種特殊的核酸酶來水解，而岡崎片段仍由DNA聚合酶來延長。

DNA復(fù)制全過程1、起始：首先利用細(xì)胞提供的能量，在解旋酶的作用下解旋，當(dāng)解開大約十幾個核苷酸后，便以解開的每一條DNA鏈為模板，利用周圍環(huán)境中游離的脫氧核糖核苷酸，按照堿基配對原則，在DNA聚合酶和其他大分子蛋白質(zhì)的作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段DNA。2、延伸：隨著解旋過程的進(jìn)行，在DNA聚合酶的作用下，新合成的子鏈在不斷地延伸，于是每條新鏈與其互補(bǔ)的母鏈又盤繞成新的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而各形成一個新的DNA分子。3、終止：復(fù)制結(jié)束后，由一個DNA分子形成了兩個完全相同的新的DNA分子，這兩個DNA分子，都含有一條模板鏈和一條新合成的與模板完全互補(bǔ)的鏈，加倍的染色體必須分開。（四）DNA復(fù)制的重大意義DNA復(fù)制是在細(xì)胞分裂間期伴隨著染色體的復(fù)制而完成的。因此，通常情況下，經(jīng)過復(fù)制新形成的兩個子代DNA分子，也就隨著細(xì)胞分裂分配到兩個子細(xì)胞中。由于DNA分子在代謝上的穩(wěn)定性和復(fù)制的精確性，經(jīng)過許多代的復(fù)制，DNA分子上的遺傳信息仍可精確地傳遞給子代，這就保證了親子代遺傳信息的一致性，使子代的性狀與親代相同或相近，從而確保了生物物種的延續(xù)性和多樣性。第六節(jié)基因的表達(dá)復(fù)習(xí)目標(biāo)：重點：難點：1．了解染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系以及基因的本質(zhì)。2．了解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程3．了解基因控制性狀的原理。

1．染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系和基因的本質(zhì)。

2．基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理?；颍菏菦Q定生物性狀的基本單位，是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。

每個基因有特定的脫氧核苷酸排列順序，它代表著遺傳信息ABDCEF一、基因的概念基因與DNA的關(guān)系.基因與脫氧核苷酸的關(guān)系.基因與染色體的關(guān)系.基因的位置.基因與遺傳信息的關(guān)系.基因與蛋白質(zhì)的關(guān)系.基因與性狀的關(guān)系.基因的功能.基因：是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是決定生物性狀的基本單位。

每個基因有特定的脫氧核苷酸排列順序，它代表著遺傳信息1、基因與染色體的關(guān)系：基因在染色體上呈直線排列，染色體是基因的載體。2、基因與DNA的關(guān)系基因A基因B基因C含有3個基因的DNA片段的模式圖間區(qū)間區(qū)3、從基因與脫氧核苷酸的關(guān)系看：基因A基因B間區(qū)脫氧核苷酸GATCTAGACGGGAAATTTCCTCTAGATCTGCCCTTTAAAGGADNA每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸4、染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系：染色體DNA基因脫氧核苷酸5、從基因與性狀的關(guān)系看：基因脫氧核苷酸序列遺傳性狀遺傳信息包含決定RNA的類型信使RNA(mRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)核糖體RNA(rRNA)RNA的類型RNA的組成(AGCU)配對原則A=UG=C規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）脫氧核糖核糖磷酸磷酸DNA與RNA分子的比較生物性狀的表現(xiàn)：由基因控制基因的化學(xué)物質(zhì)：DNA片段性狀的發(fā)育：是由酶催化的生物化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)：基因如何控制蛋白質(zhì)的合成？二、基因控制蛋白質(zhì)的合成a.DNA解旋，以一條鏈為模板合成RNAb.DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對：A—U;T—A；

C—G；G—Cc.組成

RNA的核糖核苷酸一個個連接起來場所：主要在細(xì)胞核過程：條件：模板：DNA的一條鏈酶：解旋酶、RNA聚合酶原料：四種核糖核苷酸能量：ATP結(jié)果：形成一條mRNA結(jié)果：DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上1、DNA轉(zhuǎn)錄：在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對的原則,在RNA聚合酶作用下合成RNA的過程。TCATGATTAAG

T

AC

TA

A

T

DNA的平面結(jié)構(gòu)圖細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

DNA的一條鏈AGCUGACGGUUU游離的核糖核苷酸

(原料）DNA解旋，在RNA聚合酶作用下以一條鏈為模板合成RNA細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對：A——U；T——A；C——G；G—CRNA聚合酶細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

AGCGACGGUUUU

組成

RNA的核糖核苷酸一個個連接起來細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUUUA細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUUGUUA細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUGUUAA細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAU細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAUA細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAAUAU細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUC細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGUUAAUAUCDNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上mRNADNA細(xì)胞核中AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成AG

T

AC

TA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)UCAUGAUUAmRNADNA的復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板原料酶產(chǎn)物模板去向分別進(jìn)入兩個新的子代DNA分子中恢復(fù)原位，與非模板鏈重新盤旋成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)基因所在區(qū)域DNA片段示意圖DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的比較以DNA的兩條母鏈為模板游離的脫氧核苷酸DNA解旋酶、DNA聚合酶等2個雙鏈DNA分子以DNA的一條鏈為模板游離的核糖核苷酸DNA解旋酶、RNA聚合酶等1條RNA單鏈ATCGGCATCGATGCATGC氨基酸有20種，mRNA有四種核苷酸，四種堿基A、G、C和U是如何決定20種氨基酸的呢？

2翻譯在細(xì)胞質(zhì)中,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。（略）場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的核糖體上過程：條件：模板：mRNA原料：20種氨基酸能量：ATP結(jié)果：多肽翻譯工具：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)UCAUGAUUAmRNA（模板）

密碼子

密碼子

密碼子信使RNA(mRNA)上面相鄰的三個堿基(核糖核苷酸)構(gòu)成一個“密碼子”（每個由三個字母組成的密碼稱為密碼子），決定蛋白質(zhì)合成時一個特定的氨基酸。密碼子表每一個密碼子是按照儲存于mRNA的核苷酸序列，從5‘-3’方向讀遺傳密碼的特點1、遺傳密碼是三聯(lián)體密碼。mRNA上編碼多肽鏈上一個氨基酸的密碼子由三個核苷酸組成。2、遺傳密碼是不帶分隔符的。mRNA是連讀的，一次讀三個核苷酸（即一個密碼子）不能漏讀。3、遺傳密碼是不能重讀的。閱讀的起點一旦確定，就按三個核苷酸一組的密碼子，一個接一個的讀下去。4、遺傳密碼具有普遍性。所有生物享有相同的遺傳語言。也有例外，比如哺乳動物中線粒體的遺傳密碼就有微小的改變。5、大多數(shù)的氨基酸有兩個或者兩個以上的密碼子，這種一個氨基酸有多種編碼的現(xiàn)象，叫密碼的簡并。只有蛋氨酸（AUG）和色氨酸（UGG）只有一個密碼子。6、遺傳密碼中含有蛋白質(zhì)合成的起始和終止信號。起始密碼子：AUG（蛋氨酸）、個別的用GUG（纈氨酸）終止密碼子：UAG、UAA、UGA并不編碼氨基酸，被稱為終止密碼子、無義密碼子、鏈端密碼子。可以單個出現(xiàn)，也可以幾個串聯(lián)出現(xiàn)，作為多肽鏈翻譯過程的終止。共64個密碼子，只有61個編碼氨基酸（有義密碼子），3個終止密碼子

AAU亮

氨酸反密碼子ACU

天門冬

酰氨反密碼子AUG異亮

氨酸反密碼子轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)：分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形，其“葉柄”端能與一個特定的氨基酸結(jié)合，“葉片”端有三個特殊的堿基稱為“反密碼子”，能與mRNA上的“密碼子”相識別。AAUACUAUG轉(zhuǎn)運(yùn)

RNA（tRNA)（運(yùn)載工具）

亮氨酸

天冬氨酸

異亮氨酸

氨基酸（原料）AAU

亮氨酸ACU天冬氨酸AUG

異亮氨酸

tRNA的一端運(yùn)載著氨基酸

反密碼子UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸

核糖體細(xì)胞質(zhì)中的mRNA

與核糖體結(jié)合細(xì)胞質(zhì)中UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸

tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對細(xì)胞質(zhì)中mRNAUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸AUG

異亮氨酸細(xì)胞質(zhì)中

tRNA

將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到

mRNA上的相應(yīng)位置.UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸AUG

異亮氨酸縮合細(xì)胞質(zhì)中

兩個氨基酸分子縮合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸AUG

異亮氨酸

核糖體隨著

mRNA滑動.

另一個

tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子配對.

細(xì)胞質(zhì)中UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸AUG

異亮氨酸

一個個氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)中UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天冬氨酸AUG

異亮氨酸

tRNA離開，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸細(xì)胞質(zhì)中UCAUGAUUAAUG

亮氨酸

天冬氨酸

異亮氨酸以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì).細(xì)胞質(zhì)中動畫演示3、RNA分子和RNA加工（1）mRNA的結(jié)構(gòu)和功能三部分：領(lǐng)頭序列：向核糖體提供蛋白質(zhì)合成起始的信息，并不翻譯。編碼序列：決定翻譯過程中蛋白質(zhì)的氨基酸序列結(jié)尾序列：指示編碼序列翻譯完成（2）tRNA的結(jié)構(gòu)和功能三葉草型結(jié)構(gòu)：環(huán)1：含有9個堿基環(huán)2：7個堿基，其中三個核苷酸序列為反密碼子，與mRNA的密碼子通過堿基互補(bǔ)發(fā)生配對信息傳遞DNA上的遺傳信息（脫氧核苷酸的排列順序）轉(zhuǎn)錄細(xì)胞核mRNA(核糖核苷酸的排列順序)翻譯細(xì)胞質(zhì)蛋白質(zhì)（特定的氨基酸順序）遺傳信息的傳遞只有這種模式嗎？中心法則DNA轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄小結(jié)遺傳密碼的特點：1、有64個密碼子，只有61個為決定氨基酸的密碼子，

3個為終止密碼；2、密碼子AUG既是蛋氨酸的密碼子，又是起始密碼3、每個氨基酸可以有一個或多個的密碼子；4、在生物界，從病毒到人類的所有生物共用一套密碼子，說明生物彼此之間親緣關(guān)系。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所原料產(chǎn)物配對原則模板鏈子鏈細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞核內(nèi)核糖體上脫氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸子代DNAmRNA多肽鏈ATCGATCGTAGCUAGCDNA復(fù)制，轉(zhuǎn)錄，翻譯對比AUCmRNAUAGtRNADNA、RNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系結(jié)論:CGTGCACATGCACTGGTADNA谷氨酸組氨酸精氨酸氨基酸CGUGGACAUmRNAGCACUGGUAtRNA遺傳信息遺傳密碼反密碼子氨基酸序列基因的堿基

信使RNA的堿基

氨基酸=6

3

1信息鏈18：9：3第七節(jié)生物的變異變異的原因：遺傳重組突變基因突變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)變異染色體數(shù)目變異一、基因突變二、染色體結(jié)構(gòu)變異三、染色體數(shù)目變異一、基因突變基因突變是摩爾根于1910年首先肯定的，他在大量的紅眼果繩中發(fā)現(xiàn)了一只白眼突變果繩。大量研究表明在動、植物以及細(xì)菌、病毒中廣泛存在基因突變的現(xiàn)象。正常紅細(xì)胞異常紅細(xì)胞1904年，美國的一位醫(yī)生在芝加哥首次發(fā)現(xiàn)一名嚴(yán)重貧血病人的血液里充滿著鐮刀狀的紅細(xì)胞。鐮刀型細(xì)胞貧血癥鐮刀型細(xì)胞貧血癥CTTACTAAGGUA正常人DNAmRNA谷氨酸谷氨酸脯氨酸纈氨酸脯氨酸谷氨酸蛋白質(zhì)患者基因突變轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯（一）基因突變的概念基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失或改變等變化。注意：基因突變是基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，在顯微鏡下不能觀察到。（二）基因突變發(fā)生的時間細(xì)胞分裂間期（DNA復(fù)制過程中）體細(xì)胞：有絲分裂的間期生殖細(xì)胞：減數(shù)第一次分裂前的間期（三）基因突變的類型：（1）自發(fā)突變：在自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變。（2）人工誘變：在人為因素的干預(yù)下發(fā)生的基因突變。不同皮色的老鼠（四）誘發(fā)基因突變的因素物理因素：x射線、激光等化學(xué)因素：亞硝酸鹽、堿基類似物等生物因素：病毒、細(xì)菌等（五）基因突變的特點1、發(fā)生頻率低（低頻性）：

在自然條件下，基因發(fā)生突變的機(jī)會很