浙教版高中生物必修二第三章《遗传的分子基础》基本概念课件(共17张PPT)

2.基因与性状的关系 (1)多对基因共同控制生物的某个性状,基因之间存在复杂的 相互作用。 (2)基因的表达受到环境的影响。 (3)细胞内有多种功能性RNA分子也参与性状表现。
基因型相同的不同个体,其表型是否相同?基因型不同的个体, 其表型能否相同? 提示:①不一定,若环境不同,则表型可能不同。②可能相同。
第四节 基因控制蛋白质合成 第2课时 基因对性状的控制
素养·目标定位 课前·基础认知 课堂·重难突破
随堂训练
素养•目标定位
目标素养
1.概述基因、蛋白质与性状的关系。 2.简述中心法则的内容及发展。
知识概览
课前•基础认知
自主预习 一、基因控制生物性状 1.基因控制生物性状的途径 (1)基因通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反应, 从而控制生物的性状。 (2)由基因控制合成的蛋白质还可以决定生物体特定的组织 或器官的结构,进而影响其功能。
2.黄曲霉毒素主要是由黄曲霉菌产生的可致癌毒素,其生物合 成受多个基因控制,也受温度、pH等因素影响。下列选项正 确的是( ) A.环境因子不影响生物体的表型 B.不产生黄曲霉毒素菌株的基因型都相同 C.黄曲霉毒素致癌是表型 D.黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表型 答案:D
解析:依据题意可知,环境影响生物体的表型,A项错误。由于 多基因控制黄曲霉毒素的合成,所以不产生黄曲霉毒素菌株 的基因型不一定相同,B项错误。依据表型的概念可知,黄曲 霉毒素致癌不属于表型,而黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表 型,C项错误,D项正确。
豌豆的红花基因不只与一种性状有关,这个基因还控制叶腋 的红色斑点,以及种皮的褐色或灰色。这种现象说明基因与 性状有何关系? 提示:一个基因可能与多种性状有关。
典例剖析 下图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图,从图中可得出( )

预习检测
1.判断题。 (1)1952年,遗传学家用35S和32P同时标记T2噬菌体,证明了T2噬菌体的
遗传物质是DNA。( × ) (2)DNA和RNA都可作为遗传物质。( √ )
(3)用含放射性同位素32P的普通培养基培养T2噬菌体,可标记噬菌体
的DNA。( × )
(4)S型肺炎链球菌有荚膜,菌落光滑,有毒;R型肺炎链球菌无荚膜,菌落
自主预习 一、肺炎链球菌转化实验 1.肺炎链球菌
类型 菌落
S 型菌株 ①光滑
菌体
③有荚膜
有无毒性
⑤有毒
R 型菌株 ②粗糙 ④无荚膜 ⑥无毒
2.活体细菌转化实验 (1)实验过程和现象 ①S型肺炎链球菌 小鼠→患病致死; ②R型肺炎链球菌 小鼠→存活; ③加热杀死的S型肺炎链球菌 小鼠→存活; ④加热杀死的S型肺炎链球菌+R型肺炎链球菌 小鼠→ 患病致死。 (2)结论:在加热杀死的S型菌中,一定有一种物质(“转化因子”) 能把某些R型菌转化为S型菌。
为什么S型活菌能使小鼠死亡? 提示:S型菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜,使菌体不易受 到宿主正常防护机制的破坏,可迅速繁殖、扩散,使小鼠患败 血症致死。
二、噬菌体侵染细菌的实验分析 1.实验方法:同位素标记法。 2.实验材料:T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,它 的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的,在头部内含有一个 DNA分子。 3.实验过程及结果 (1)被35S标记的噬菌体+细菌 35S主要在悬浮液中。 (2)被32P标记的噬菌体+细菌 32P主要在沉淀物中,新噬菌 体中又检测到32P。
标记大 含35S的培养基+无标记的大肠杆 含32P的培养基+无标记的大
肠杆菌 菌→含35S的大肠杆菌

1.方法:同位素示踪技术 和密度梯度离心技术。
2.实验材料:大肠杆菌。
3.实验原理
含15N的双链DNA密度较大,含14N的双链DNA密度较小,而一
条链含15N与另一条链含14N的双链DNA密度应该介于双链均
含15N的DNA和双链均含14N的DNA之间。
4.实验过程
(1)培养含15N的大肠杆菌:用以 15NH4Cl为唯一氮源的培养液
结构。这样,原来的一个双螺旋DNA分子就变成了两个双螺
旋DNA分子。这两个新形成的DNA分子是相同的,并且与亲
代DNA分子相同。
2.复制的条件
模板:亲代DNA解旋产生的两条母链。
原料:游离的四种脱氧核苷酸。
酶:解旋酶、DNA聚合酶。
能量来源:ATP。
3.复制的特点
(1)边解旋边复制,即随着DNA的不断解旋,新的子链也逐渐合
2.DNA分子复制时,解旋酶作用的部位可能是(
)
A.腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键
B.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键
C.脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键
D.脱氧核糖与磷酸之间的化学键
答案:B
解析:DNA复制过程中用到解旋酶和DNA聚合酶,其中解旋酶
的作用是把两条螺旋的双链解开,破坏的是A与T、G与C之
间的氢键。
DNA双链充分被15N标记。
(2)将被15N标记的大肠杆菌转移到只含14N的培养基中培养。
(3)在不同时刻收集大肠杆菌并分离出DNA(间隔的时间为大
肠杆菌分裂一次所需的时间)。
(4)将分离出的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA的位置。
5.实验预期:离心后应出现3种类型的DNA带。
(1)重带(梯度密度最高):两条链都被15N标记的亲代双链DNA

基因型与表型有何关系? 提示:基因型和环境共同决定表型。
二、表观遗传修饰 1.概念:不通过DNA序列改变而影响身体的性状有时能遗传给后 代,这样的变化称为表观遗传修饰。 2.修饰方式 (1)组蛋白乙酰化的程度:乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来,与带 负电的DNA分子片段(某基因)缠绕的力量就会减弱,随之松开,里 面的信息就可以被读取,即进行转录。 (2)DNA甲基化的状况:给启动子中的胞嘧啶加上甲基基团(— CH3),会使染色质高度螺旋化,凝缩成团,这个基因就无法被识别, 因而不能完成转录。
胞嘧啶甲基化反应
表观遗传学与遗传学研究的范围有何不同? 提示:遗传学是破译以DNA序列为载体的遗传信息,研究的是 所有的基因的功能,而表观遗传学则是研究基因表达调控及 其遗传的机理。
典例剖析 在DNA甲基化酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地加上甲 基基团导致DNA甲基化,进而使染色质高度螺旋化,因此失去 转录活性。下列相关叙述错误的是( ) A.DNA甲基化会导致基因碱基序列的改变 B.DNA甲基化会导致mRNA合成受阻 C.DNA甲基化可能会影响生物的性状 D.DNA甲基化可能会影响细胞分化 答案:A
实验小组作了如下实验。
实验一:黄色×灰色→F1灰色(只喂标准饲料) 实验二:黄色×黄色→F1黄色(只喂标准饲料) 实验三:黄色×黄色→F1棕褐色(除喂标准饲料外,加了富含甲 基的叶酸、乙酰胆碱等补充饲料)
(1)体色的黄色和灰色是一对相对性状,其中
为显性
性状,实验一组黄色亲本和灰色亲本的基因型分别是
2.下列关于基因调控的叙述,正确的是( ) A.组蛋白的甲基化和乙酰化引起基因沉默 B.DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化引起基因沉默 C.DNA的甲基化和组蛋白的去乙酰化引起基因沉默 D.DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化引起基因沉默 答案:C 解析:DNA的甲基化有助于某些活化基因的关闭,而组蛋白的 乙酰化有利于基因转录,反之组蛋白的去乙酰化会引起基因 沉默。

A．DNA 与 RNA 在核苷酸上的不同点在③方面 B．如果要构成三磷酸腺苷，必须在②位置上加上两个磷酸基团 C．人体内的③有 5 种，②有 2 种 D．③在细胞核内共有 4 种
【解析】 DNA 与 RNA 在核苷酸上的不同点有两处，②五碳糖不同和③ 含氮碱基不同；要构成三磷酸腺苷必须在①位置上加上两个磷酸基团；③在细 胞核中共有 5 种。
【答案】 C
2．如图表示某同学在制作 DNA 双螺旋结构模型时，制作的一条脱氧核苷 酸链，下列表述不正确的是( )
A．能表示一个完整脱氧核苷酸的是图中的 a 或 b B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基只有 1 个 C．相邻脱氧核苷酸之间通过化学键③连接起来 D．从碱基上看，缺少的碱基是 T
【解析】 图中所示 a 表示的是一个完整的脱氧核苷酸；图中与五碳糖直接 相连的碱基只有 1 个；③表示的是磷酸二酯键，相邻的脱氧核苷酸通过此键相 连接；脱氧核苷酸中的碱基共有 4 种，即 A、G、C、T。
3．一对由氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它 的其他组成应是( )
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶 C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶
【解析】 DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸，每一个脱氧核苷酸都是由 一分子磷酸、一分子含氮碱基(有 4 种)、一分子脱氧核糖组成。一对由氢键连接 的脱氧核苷酸包含两个脱氧核苷酸分子，由于一个含有腺嘌呤，则另一个应含 有胸腺嘧啶，另外还有两个磷酸、两个脱氧核糖。
【答案】 C
4．如图所示为 DNA 分子结构模式图，请据图回答下列问题：
(1)组成 DNA 的基本单位是[ ]
，共有

复制一次 复制一次
请同学思考下列问题：
1、如果亲代的DNA两条链用15N来标 记，然后放在14N的培养液中复制， 则亲代、子一代、子二代分别含哪 种元素？
① ②
亲代 子一代 子二代
2、若用密度梯度离心的方法进行区分，推测亲代、子一代、子 二代DNA的分布情况？
15N//15N
重带(下部)
15N//14N
A.三次(第四代) B.四次(第五代) C.五次(第六代) D.六次(第七代)
B
及时巩固
5. 某双链DNA分子中共有含N碱基1400个，其中一条 单链上（A+T）：（C+G）=2：5。问该分子连续复制 两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是
A.200个 B.400个 C.600个 D.1000个
中带(中间)
14N//14N 轻带(上部) 15N//14N 中带(中间)
• 若是全保留复制，离心结果又将如何呢？
轻带(上部)
中带(中部)
重带(下部)
15N//15N
14N//14N 轻带(上部)
中带(中部) 重带(下部)
14N//14N 轻带(上部)
中带(中部) 重带(下部)
从DNA复制方式的探究过程，我们可以总结出 科学研究的一般模式是怎样的呢？
边解旋边复制 多起点复制 7、意义： 保持亲代与子代遗传信息的连续性
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。
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
三、有关DNA分子复制的计算
第三节 遗传信息的传递

√D.4、900
解析 标记过的DNA分子不管复制多少次，其子代DNA分子中必然有两
个DNA分子携带有标记。根据不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分
子总数之比为7∶1，可知共得到DNA分子16个，DNA分子需要复制4次；
例4 下列为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段。 “—甲硫氨酸—脯氨酸—苏氨酸—甘氨酸—缬氨酸—”
密码子表： 甲硫氨酸：AUG； 脯氨酸：CCA、CCC、CCU、CCG； 苏氨酸：ACU、ACC、ACA、ACG； 甘氨酸：GGU、GGA、GGG、GGC； 缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG。
射性
解析 答案
整合二 DNA分子结构的计算 碱基互补配对原则是核酸中碱基数量计算的基础。可推知以下多条用于碱 基计算的规律。
项目 A、G、T、C的关系
双链DNA分子 1链
2链
A＝T；G＝C
A1＝T2；G1＝C2 A2＝T1；G2＝C1
A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝DNA
中碱基总数50%
非互补碱基和之比：AT＋＋CG或AT＋＋GC
A.34%和16%
B.34%和18%
C.16%和34%
D.32%和18%
解析 答案
整合三 DNA复制的有关计算 DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：
1.DNA分子数 (1)子代DNA分子数＝2n个。 (2)含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个。 (3)不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。
1.原核生物没有核膜，基因表达是边转录边翻译(图1)。 2.真核生物细胞核内转录，产生的mRNA穿过核孔到细胞质中和核糖体结 合，进行翻译的过程(图2)。
例5 图示为两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析，下列叙述 不正确的是

4.实验结果 (如图示)
(1)离心管a：立即取出提取 DNA→离心→离心管底部 (15N－15N－DNA) 。 (2)离心管b：繁殖一代后取出提取 DNA→离心→离心管中部 (_1_5_N_－__1_4N__－__ DNA )。 (3)离心管c：繁殖二代后取出提取 DNA→离心→离心管上部和离心管中部 ( 14N－14N－DNA 和 15N－14N－DNA ) 。 5.实验结论： DNA的复制方式为 半保留 复制。
3.实验过程
(1)大肠杆菌在以 15NH4Cl为唯一氮源的培养液中繁殖若干代。 (2)将上述大肠杆菌转到以 14NH4Cl 为唯一氮源的培养液中培养。 (3)在不同时刻收集大肠杆菌并提取 DNA，即分别取完成 一次 细胞分 裂和 两次 细胞分裂的大肠杆菌，并将其中的 DNA分子分离出来。 (4)将提取的DNA进行 密度梯度超速离心 和分析，记录离心后离心管 中DNA的位置。
例3 下列关于DNA复制条件的叙述，不正确的是
√A.DNA复制时只有 DNA的一条链作模板
B.以4种游离的脱氧核苷酸为原料
C.DNA复制过程需要消耗能量
D.没有酶的催化，细胞 DNA复制无法进行
解析 DNA复制是指 DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下
将双链解开，以解开的两条链为模板，在 DNA聚合酶作用下，利用细胞
条链是 15N
√B.Ⅱ代细菌含15N的DNA分子占全部 DNA分 子的 1 4 C.预计 Ⅲ代细菌 DNA分子的平均相对分子
质量为 7a＋b 8
D.上述实验结果证明 DNA复制方式为半保留复制
)如 图为科学家设计的 DNA 合成的同位素示踪实验， 利用大肠杆菌来探究
例1 在氮源为 14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子分别为

译在前。
④结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质往往还需要运送至
内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
⑤图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板 mRNA 相同
而相同。
(4)DNA(基因)中碱基、mRNA中碱基与肽链中氨基酸数量关
系图解
翻译过程中,mRNA中每相邻的3个核苷酸决定一种氨基酸,所
以不考虑终止密码子时,经翻译合成的蛋白质分子中的氨基
的过程,其特点是边解旋边转录(如图一所示)。
图一
图二
(2)翻译:以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质
的过程(如图二所示)。
①碱基配对双方为mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子,
故A-U、U-A配对,不出现T。
②一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。
③翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸。
解析:假设亲代DNA分子为n个,则繁殖4代后,DNA分子总数
为16n个,其中,只含15N的DNA分子为0个,同时含14N和15N的
DNA分子为2n个,只含14N的DNA分子有14n个,则它们呈现的
比例应如D图所示。
专题二 基因控制蛋白质合成——转录和翻译
1.转录、翻译过程中有关图形解读
(1)转录:指以DNA的一条链为模板,依据碱基互补配对原则,合成RNA
(4)根据多肽链的长短可以判断,X在MN上是从左向右移动的;
由题图可看出,同时有多条多肽链在合成能够加速蛋白质的
合成速率;由于T1、T2、T3的模板相同,因此其上氨基酸的顺
序也相同;mRNA 的合成场所主要是细胞核,而核糖体既可附
着在内质网上,也可游离在细胞质中。
不积跬步，无以至千里；
不积小流，无以成江海！

业
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教
课
材
三、DNA 复制过程
堂
研
检
读
测
探
1．假说—演绎法探究 DNA 复制
·
速
新
达
知
(1)DNA 复制模式的基础
标
核 心
在构建 DNA 分子的结构模型时，沃森和克里克事实上已经提供 课
突
时
破
了
DNA
分 子 的 _复__制_ 模 式 。 他 们 充 分 了 解
DNA
双螺旋的两条链
分 层
突 破
提示：√
( )课 时 分
层
提 素
5．DNA 复制时解旋酶与 DNA 聚合酶不能同时发挥作用。 ( ) 作 业
能
提示：× DNA 复制时边解旋边复制。
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教
课
材
堂
研
检
读
测
·
探
速
新 知
核
核心
突破
提素
能
达 标
心
课
突
时
破
分
层
提
作
素
业
能
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教
DNA 的实验探究与实验过程
课
材
堂
研
检
读
材
堂
研 读
对，鸟嘌呤与胞__嘧__啶__核__苷__酸__配对等。最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷
检 测
·
探 新
酸基团间形成磷__酸__二__酯__键__，产生一条子链，每条子链与其母链盘绕成
速 达
知
标
双螺旋结构。这样，原来的一个双螺旋 DNA 分子就变成了两个双螺

序
苷酸
三个核苷酸序列
控制生物的遗 直接决定蛋白质中的 识别密码子,转运氨
作用
传性状
氨基酸序列
基酸
项目 遗传信息
密码子
反密码子
基因中脱氧核苷酸 64种。其中61种能
种类
种类、数目和排列 顺序的不同,决定了
翻译出氨基酸,另外 3种终止密码子不能
61种
遗传信息的多样性 翻译氨基酸
①基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNA中核糖核苷酸
若某一多肽链片段为“—苯丙氨酸—色氨酸—谷氨酸—”,请 写出指导该多肽合成的mRNA中相应的碱基组成;若某一 mRNA片段为“—AUGGAAGCA—”,请写出其编码的氨基酸 序列。 提示: UUUUGGGAA或UUCUGGGAA或UUUUGGGAG或 UUCUGGGAG。 —甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—。
自主预习 一、基因的概念及DNA的功能 1.基因:是具有遗传效应的DNA片段(包括部分病毒的RNA片 段),是遗传物质结构和功能的基本单位,是DNA(部分生物是 RNA)分子上含特定遗传信息的核苷酸序列的总称。 2.基因是DNA分子功能片段的证明:蛋白质氨基酸的顺序与 基因的核苷酸顺序是相对应的。
课堂•重难突破
一 DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA
重难归纳 1.DNA与RNA的比较
比较项目 DNA
RNA
五碳糖 脱氧核糖
核糖
组成 碱基
胸腺嘧啶(T)
尿嘧啶(U)
成分
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)
磷酸 磷酸
比较项目 DNA
RNA
基本单位 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
二 遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成 重难归纳 1.翻译过程