高二生物遗传信息的传递与表达PPT教学课件

反应分两步进行：
A + 氨 T 基 酸 + P 酶 M 2+ g 氨 酰 - A M P - 酶 复 合 物 + PP
氨 酰 - A M P - 酶 复 合 物 + t R N A 氨 酰 - t R N A + A P + 酶 M
47
48
2.肽链合成的起始
以原核生物为例： ①起始密码子：AUG ②起始复合物的形成：70S起始复合物
此外，还有用于起始和延伸的各种蛋白质因子结合的部 位。
38
• 核糖体有三个tRNA结合位点： 氨酰-tRNA进入A位（除用于起始的那个） 肽酰-tRNA和起始氨酰-tRNA进入P位 去氨酰-tRNA通过E位脱出
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原核细胞70S核糖体的A位、P位及 mRNA结合部位示意图
肽酰基位
氨酰基位点（A
点（P位）
核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称 为一个密码子或三联体密码子。 ✓64组密码子中，有三组密码子不编码任何氨基酸，而是多肽 链合成的终止密码子：UAG （效率低）、UAA（效率高）、 UGA （效率中）； ✓AUG (Met)和GUG （Val)可兼作起始密 码子——兼职性
4
5
2、密码子的简并性：
由一种以上密码子编码同一个 氨基酸的现 象称为简并（degeneracy）;对应于同一氨基酸 的不同密码子称为同义密码子（synonymous codon ）。
61种氨基酸编码密码子中，除甲硫氨酸 (AUG)和色氨酸(UGG)只有1个密码子外，其余 均有1个以上的密码子。
密码的简并性可以减少有害突变 。
6
Amino acids have 1-6 codons each

噬菌体侵染细菌实验
遗传物质除DNA外，还有RNA
如：烟草花叶病毒
是一种植物病毒
由RNA和蛋白质外壳组成。
DNA是遗传物质
根据现代细胞学和遗传学的研 究得知，控制生物性状的主要遗传 物质是脱氧核糖核酸（DNA）。
ＤＮＡ主要存在于哪里？
遗传物质的主要载体—— 染色体
染色质 组蛋白（蛋白质）
染色体
ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷
以RNA为模板合成的DNA单链
补充修正的中心法则
复 制
转录 DNA
逆转录
RNA翻译
蛋白质
RNA复
绝大多数生物制的遗传物质是DNA，
极少数生物的遗传物质是RNA或RNA和
DNA。遗传物质都能通过复制将遗传信
息遗传给后代，并通过控制蛋白质的合成
肺炎双球菌转化实验
作为遗传物质，必须具备的条件
1）能够存储大量的遗传信息 2）分子结构具有相对的稳定性 3）能够自我复制，使前后代保持 一定的连续性
DNA是遗传物质的实验证明
噬菌体简介
噬菌体实验 过程
病毒的一种，只有 外壳（蛋白质）和 DNA。
1）、吸附 2）、注入 3）、合成 4）、组装 5）、释放
犯罪现场提取的 DNA碱基序列
嫌犯的DNA碱基 序列
A组 ACTGACGGTT
TGACTGCCAA
B组 GGCTTATCGA
CCGAATAGCT
C组 GCAATCGTGC
CGGTAAGATG
(4) DNA的复制
复制的时期 复制的场所
细胞分裂间期 细胞核
复制的模板 原材料
基本条件 复制过程
DNA母链 脱氧核苷酸

3. 逆转录： 以RNA为模板转录合成cDNA的过程 端粒的合成 病毒遗传物质的复制
三、真核基因的转录
特点 ➢ 多种RNA聚合酶参与不同的RNA合成 ➢ 有多种类型的启动子 ➢ 有多种转录因子参与 ➢ 转录后加工过程复杂
第三节 蛋白质的生物合成
• 蛋白质的生物合成又称为翻译 • 以mRNA为模板，在核糖体上进展
肽链 的延 伸
多聚核糖体
核糖体与多肽链的合成
〔四〕肽链的终 止和释放
终止密码子 出现—释放因子 〔RF1、3〕催 化下肽链合成终 止
〔原核细胞〕
〔五〕多肽链合成后的加工和修饰 去除甲硫氨酸fMet，Met 折叠：氢键、离子键、二硫键 共价修饰：磷酸化、甲基化、乙酰化 剪接
第三节 基因表达的调控
1.依赖ρ因子的转录终止 2.非依赖ρ因子的转录终止
ρ因子参与的转录终止过程
RNA的发卡构造与转录终止
真核生物转录后的加工
• 5′端戴帽：在成熟mRNA 5′端加上甲基鸟苷 〔m7GpppG〕的帽子
• 3 ′端加尾巴： 3 ′端生成poly A尾巴，增加 mRNA稳定性
3. 终止子: 提示转录终止的序列 依赖终止因子 终止因子非依赖
TGACTCAG
*Pu = Purine (A or G); Py = Pyrimidine (C or T); N = any
〔三〕原核细胞基因组构造特点
1. 只有一个DNA分子，裸DNA形式存在 2. 构造简单，编码区比例高 3. 基因多为单一序列 4. 基因以操纵子构造存在 操纵子〔operon〕：多个性质一样的基因串
第九章
基因信息的表达与传递
第一节 DNA复制
• 遗传物质：人 46条DNA链 3×109碱基对 • 复制形式：半保存复制、半不连续性复制 •的复制过程

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式 图 程 A
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ATP供能
游离的 脱氧核苷酸
C
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？问题1：DNA作为遗传物质，能贮存大 量的遗传信息。同学们在学习有丝分 裂与减数分裂时，已经了解在每次分 裂时，首先要进行DNA复制，但大家 有没有思考为什么要进行DNA的复制？ Evaluation only. ed with Asp保o证se遗.S传lid信e息s 的fo连r .续NE性T和3稳.5定C性lient Profile 5.2 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
DNA复制的机制
分析问题1、DNA合成实验的研究方法是什么？
同位素标记法
分析问题2、含14N的DNA与含15N的DNA如何通过 实验区分？
根据其密度不同通过密度梯度离心法
观察DENAva所lu处a的tio位n 置on。ly.
ed分w析ith问A题s3p、os如e何.S获lid得es含f1o5rN.NDENTA3的.5大C肠li杆en菌t ？Profile 5.2
将大C肠o杆py菌ri放gh入t 以20115N9H-24C01l为9唯A一sp氮os源e的P培ty养L液td.中培
养若干代
分析问题4、要了解DNA的复制过程，如何对大肠杆
菌加以培养？ 选择含15N DNA的大肠杆菌培养在

后使 G-C 变为 A-T
氮芥类
使 G 的 N-7 烷化后除去，成为无鸟嘌呤的链
肿瘤病毒
插入宿主细胞基因组中，引起细胞癌变
三、突变分子改变的类型
错配 （点突变）
– 一个碱基改变
缺失、插入和框移突变
– 片段插入或缺失
重排
– 较大片段重组或重排
四、 损伤的修复
损伤--复制过程中发生的DNA突变
• 光修复 • 切除修复 • 重组修复 • SOS修复
（一）光修复
紫外光照射可使相邻的两个T 形成二聚体 光修复酶可使二聚体解聚为单体状态，DNA完全恢 复正常。光修复酶的激活需300-600μm波长的光。
O RN PO RN
H N
O
H CH3 N
O
CH3
O
RN UV
P 光修复酶
RN
O
H N
O CH3
CH3 O N H
TT
（二）切除修复
参与的酶有 核酸内切酶，polⅠ ,DNA连接酶
G
单击画面继续
A A T C T A T AG T TA
引物
G
单击画面继续
A A T C T A T AG T TA G
引物
G
单击画面继续
A A T C T A T AG T TA GA
引物
G
单击画面继续
A A T C T A T AG T TA G AT
引物
G
单击画面继续
A A T C T A T AG T TA G AT A
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶
引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
领头链 5′ 3′
冈崎片段 随从链 3′ 5′

15N的
DNA中脱氧核苷酸链 的特点 不同脱氧核苷酸 链 链占全部链之比 只含14N的 总 数 含15N 含14N
世代
分子 DNA分子
总数 在离心管
中的位置
DNA分子
DNA分子
的链
的链
1
2
3
4
0 1 2 3 n
1 2 4 8 2n
全在底部 全在中部 1/2中、1/2上 1/4中、3/4上 2/2n中、 1－2/2n上
√
B.复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7 D.子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
解析
1
2
3
4
题后反思
只含 15N 的 DNA 在含 14N 的环境中进行复制阶段， DNA 分子数、脱氧核 苷酸链数的变化 DNA分子特点 细胞中 不同DNA分子占全部DNA分 子之比 只含15N 含14N、 的DNA 分子
专题十五 遗传信息的传递 与表达
内容索引 考点一 考点二 考点三 DNA分子的复制 遗传信息的表达 活动：探究DNA的复制过程
探高考 练模拟
考点一 DNA分子的复制
1
知识回扣
1.DNA分子的复制过程图解
解旋
脱氧 互补配对
双螺旋
答案
2.DNA分子复制的时间、场所、条件、特点和意义 概念 时间 场所 以 亲代DNA 为模板合成子代DNA 的过程
( √ ) ( √ ) ( × ) ( √ ) ( √ )
提示
答案
2
题型探究
1
2
3
4
题型一 DNA分子的复制过程和特点 1.(2016· 温州模拟)下列关于DNA复制的叙述中正确的是( ) A.需要解开DNA的双螺旋结构 B.以DNA分子的一条链作为模板 C.以4种游离的核糖核苷酸作为原料 D.A与U互相配对，G与C互相配对 解析 DNA复制过程中，需要在相关酶的作用下进行解旋，以解旋的 两条链为模板，以四种游离的脱氧核苷酸为原料，按A与T、G与C的 配对原则合成子链。

2019/12/30
实验验证： 1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨
基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子 密码子: 信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA 氨基酸和密码子具体是如何对应的呢？
2019/12/30
苯丙氨酸 精氨酸
DNA功能 项目
场所 模板
原料
产物 碱基配对 运载工具 信息流动
复制遗传信息
细胞核 DNA两条链 脱氧核苷酸 两个子代DNA
A-T，C-G
——
DNA→DNA
表达遗传信息
转录
翻译
细胞核
核糖体
DNA一条链
mRNA
C-G
蛋白质 A-U，C-G
——
DNA →RNA
tRNA RNA →蛋白质
碱基互补配对： G－C、C－G、T－A、A－U
遗传信息流动：DNA mRNA
2019/12/30
二、遗传信息的翻译 游离在细胞质中的各种氨基酸就以mRNA为 模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过 程。叫做翻译。
2019/12/30
翻译 在细胞质中进行，以mRNA为模板，以tRNA 为运载工具，使氨基酸在核糖体内按照一定 的顺序排列起来，合成蛋白质的过程。
2019/12/30
1、艾弗里的转化因子实验 证明DNA是遗传物质的第一个实验。
2、噬菌体侵染细菌实验 证明DNA是遗传物质最有说服力的证据。
二、DNA分子的双螺旋结构 （一）化学组成
脱核氧糖磷酸
A
腺嘌呤脱氧核苷酸
脱氧 核糖
脱氧
C
核糖
胞嘧啶含脱氮氧碱核基苷酸

• 基因工程在净化环境中应用
1）用基因工程产物—— “超级细菌”分解石 油，可以大大提高细菌分解石油的效率。
2）用基因工程培养出“吞噬”汞和降解土壤中 DDT的细菌，以及能够净化镉污染的植物。
谷氨酰氨－甘氨酸－异亮氨酸－谷氨酰氨－精氨酸 －
DNA
复制
异常
基因突变
镰刀型贫血症
第三节 基因工程 与转基因生物
转基因产品：
转基因抗虫棉
从具有抗虫性状的细菌DNA 分子中获取抗虫基因→将抗 虫基因与运载体拼接成为重 组DNA→将重组DNA导入选 育棉花细胞内→抗虫基因在 该棉花细胞中表达。
谷氨酸－谷氨酸－丝氨酸－精氨酸－甘氨酸
第六种情况：缺失
DNA：AAA GGT CTC CTC TAA TTG GTGAG AUU AAC CAA GGA AUC CAG AGG AA 多肽链6：苯丙氨酸－脯氨酸—谷氨酸－谷氨酸－异亮氨酸－天冬酰氨－
聚合： 每条子链与对应母链相结合，构成1条新的 DNA分子。 复制结果：1个DNA —2个DNA
4.DNA复制的意义：
通过自我复制并传递给子代，是生物遗传特性 能保持相对稳定的基础。
DNA复制知识点总结
1. 场所: 细胞核 2. 模板: 亲代DNA的两条链 3. 原料: 4种脱氧核苷酸 4. 条件: 能量 酶 5. 原则: 碱基互补配对原则 6. 过程: 边解旋边复制
谷氨酰氨－精氨酸－天冬酰氨－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸
第二种情况：改变
DNA：AAA GGT CTC CTC TAA TTG GGC TCC TTA GGT CTC CTT mRNA2：UUU CCA GAG GAG AUU AAC CCG AGG AAU CCA GAG GAA 多肽链2：苯丙氨酸－脯氨酸—谷氨酸－谷氨酸－异亮氨酸－天冬酰氨－

2、tRNA前体的加工（部位：胞浆） （1）剪切：分别在5’端和3’端切去一定的 核苷酸序列等。
（2）碱基修饰：A→Am、U→DHU、 A→I、U→φ等，形成一些稀有碱基。这些 碱基在蛋白质合成过程中影响tRNA对密 码的识别。
（3）3’端接上CCA，所以tRNA3’末端均 为CCA-OH。
3、rRNA前体的加工（部位：核仁） rRNA前体+蛋白质→核糖体（亦称核蛋白体）
（2）通用性：
几乎所有生物体内都使用同一套遗传密码表 （除部分线粒体和叶绿素）
（3）方向性
5ˊ（AUG）→（UAA、UAG、UGA） 3ˊ
翻译生成的蛋白质：N端→ C端
（4）连续性
翻译时从起始密码开始，一个不漏地读下去， 直至碰到终止密码。如果插入或删除一个B， 就会使该B以后的读码发生错误，称为移码。 由于移码引起的突变称移码突变。遗传密码一 般不重叠。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
复制：是以亲代DNA为模板，合成子代 DNA。将亲代DNA分子的遗传信息准确传递 到子代DNA分子的过程。
转录：是以DNA为模板合成RNA。将 DNA分子中的遗传信息传递给RNA的过程。
翻译：是以mRNA分子上的密码顺序 （碱基顺序）为模板合成蛋白质分子多肽链 的过程。将mRNA中的遗传信息传递给蛋白 质的过程。
按基因产物不同将基因分为蛋白质基因和 RNA基因；按基因功能不同将基因分为结构基 因（包括酶、结构蛋白、其它不影响基因表达 的蛋白基因）和调节基因（包括阻碍蛋白、激 活蛋白的基因）。
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我