遗传物质的结构和类型126页PPT

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（二）DNA分子的复制
1.概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分 子的过程
2.时间：有丝分裂新间期和减数第一次分裂间期 （基因突变就发生在该期）
3.特点：边解旋边复制，半保留复制
4.条件：模板、原料、酶(解旋酶、聚合酶等)、能量
5.意义：保持前后代遗传信息的连续性（DNA分子 独特的双螺旋结构，为复制提供了精确 的模板，通过碱基互补配对，保证复制 能够准确进行。）
④ (A+G)/(A+T+G+C)= 1 / 2
⑤ (A+T)/(A+T+G+C)=a
则 (A1+T1)/(A1+T1+G1+C1)= a
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2、与复制有关的碱基计算
一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多
少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？
DNA分子数 = 2n 脱氧核苷酸链数 = 2n+1 母链数 = 2 子链数 = 2n+1﹣2
DNA双链 C
A
A链
TG
B链
信使RNA 转运RNA
AU
G
A
C链 G D链
氨基酸
丙氨酸
1、丙氨酸的密码子是 GCA，决定合成该氨基
酸的DNA上的碱基是 CGT 。
2、第二个氨基酸是 UGC半胱氨酸，（查密码表）
3、 A 链为转录的模板链，遗传密码子存
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第一代 第二代 第三代 第四代
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有关DNA中的碱基计算
1、与结构有关的碱基计算
① (A+G)/(T+C)= 1
(A+C)/(T+G)= 1
② (A1+T1)/(A2+T2)= 1

翻译意义
翻译是基因表达的最后步骤，通过翻译，基因中的遗传信息被转化为蛋白质的结构和功能，进而影响生 物体的各种生命活动。翻译的调控对于生物体的生长发育、代谢和应激反应等具有重要的意义。
04
遗传物质与生物进化
生物进化的基本概念
01
02
03
生物进化
指生物种群基因频率随时 间改变的过程，是生物多 样性的主要原因。
生物燃料
通过遗传工程手段，改良微生物或植物，生产可 再生生物燃料，如生物柴油、生物乙醇等。
生物检测
利用遗传物质的特异性，开发出各种生物传感器 和检测试剂，用于环境监测、食品安全等领域。
06
遗传物质的前沿研究
基因编辑技术的研究与应用
基因编辑技术
CRISPR-Cas9系统是目前最常用的基因编辑技术，它能够 精确地定位和修改DNA序列，为遗传疾病治疗、农作物改 良等领域提供了强大的工具。
02
遗传物质的组成与结构
DNA的组成与结构
DNA的组成
DNA由四种不同的脱氧核苷酸组成，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸（dATP）、胸腺 嘧啶脱氧核苷酸（dTTP）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（dGTP）和胞嘧啶脱氧核苷酸（ dCTP）。
DNA的结构
DNA的双螺旋结构由两条反向平行的多核苷酸链组成，通过碱基配对（A与T配 对，G与C配对）连接在一起。
基因突变
指基因序列的碱基对的增添、缺失 或替换，导致基因结构的改变。
生物进化中的遗传物质变异
基因突变的意义
基因突变是生物进化的主 要驱动力之一，为生物进 化提供了丰富的遗传资源 。
基因重组
指同源或非同源染色体之 间的交换和重排，是生物 多样性的重要来源之一。
基因流与种群分化

遗传信息
是指基因中控制遗传性状的脱氧 核苷酸顺序，它决定着蛋白质的 氨基酸排列顺序。
遗传物质的重要性
遗传物质是生物体生 长、发育和繁殖的基 础，是生物多样性的 物质基础。
遗传物质是生物遗传 信息的载体，是基因 表达和调控的物质基 础。
遗传物质是生物进化 的重要依据，是物种 演化和形成的重要因 素。
应用于罕见病和遗传性疾病治疗
应用于农业育种
基因治疗和基因编辑为罕见病和遗传性疾 病患者提供了新的治疗途径。
基因编辑技术有助于培育抗逆性更强、产 量更高的农作物品种。
CHAPTER 02
DNA的结构与功能
DNA的分子结构
总结词
DNA具有独特的双螺旋结构，由碱基、磷酸和脱氧核糖组成 。
详细描述
DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链组成，通过碱基配对 （A与T配对，G与C配对）相互连接。这种双螺旋结构使得 DNA分子具有极高的稳定性，能够精确地储存遗传信息。
DNA的复制过程
总结词
基因的表达受到多种因素的影响，包括转录 因子、表观遗传修饰等。基因的表达调控对 于生物体的生长发育和环境适应性至关重要 。
详细描述
基因的表达调控是指基因在特定的时间、空 间条件下选择性表达的过程。这一过程受到 多种因素的影响，包括转录因子、表观遗传
修饰等。转录因子是能够与DNA结合并调 控基因转录的蛋白质，通过与特定序列结合 来激活或抑制基因的表达。表观遗传修饰是
基因重组与突变
基因重组
基因重组是指在生物体进行有性生殖 过程中，控制不同性状的基因的重新 组合，形成新的基因型。
基因突变
基因突变是指基因在复制过程中发生 碱基对的增添、缺失或替换，导致基 因结构的改变。
基因组学与进化

主要载体：染色体 (DNA+蛋白质) 真核生物
次要载体：线粒体、叶绿体 (DNA)
原核生物：DNA (无染色体)
D病N毒A的病遗毒传物：只质含是D：NA
实验
A.DNA B.RNA C.DNA和RNA D.DNA或RNA
病毒
RNA病毒：只含RNA
DNA
• 肺炎双球菌的转化实验：
证明DNA是遗传物质
• 噬菌体侵染细菌实验：
A
N
A+T+C+G
M=
A=T=P G=C
讲练测P89 计算规律 例1
DNA的复制〔遗传信息的传送〕
1、场所： 细胞核
2、时间： 减一和有丝分裂间期
3、构造根底：DNA的双螺旋构造、 碱基互补配对原那
4、条件：模板么、原料、酶、能量
5、过程：边解旋边复制
6、特点〔方式〕：半保管复制 7、意义：亲代将遗传信息传送给子代
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4 基因与性状的关系
基因 ————→ 性状
等位基因 ————→ 相对性状
显性基因 隐性基因
显性性状 隐性性状
基因型
+环境
表现型
纯合子 杂合子
讲练测P96 例6 P97 1—5
〔1〕实验过程和景象 格里菲斯体内转化实验
〔2〕结论： 加热杀死的S型细菌中，必然含有 某种促成R型细菌转化为S型细菌 的活性物质——“转化因子〞。
猪肉与牛肉主要成分都是蛋白质，为什么味道不一样？
基因———→mRNA——→〔tRNA〕———→蛋白质
脱氧核苷酸 密码子
反密码子
氨基酸
序列
序列
序列
序列
扩展：将猪的mRNA放入到牛的细胞中合成的蛋白质是 猪肉还是牛肉蛋白？

遗传信息的传递途径
总结词
遗传信息通过DNA的复制、转录和翻译过程传递给后代或合成蛋白质。
详细描述
遗传信息传递给后代主要通过DNA的复制过程，确保亲本的遗传信息传递给子 代。同时，遗传信息也可以通过转录和翻译过程传递给蛋白质，合成相应的蛋 白质。这些蛋白质在生物体内发挥着重要的功能。
04 遗传物质的改变与遗传病
碱基配对
基因与DNA的关系
基因是DNA上的一个片段，用于编码 特定的蛋白质。
DNA中的碱基通过氢键形成碱基对， A与T配对，G与C配对。
DNA的复制过程
复制的起始
DNA复制从特定的起始点 开始，由DNA聚合酶催化 。
半保留复制
DNA复制时，每条链作为 模板，合成互补的新链。
复制的调控
复制过程中受到多种因素 的调控，确保DNA的准确 复制。
DNA的变异与进化
突变类型
DNA突变包括点突变、插入和缺 失等类型。
基因重组
通过同源重组或非同源重组的方 式实现DNA片段的交换和重排。
进化机制
DNA变异是生物进化的基础，通 过自然选择和遗传漂变影响物种
进化。
03 基因与遗传信息的传递
基因的概念与分类
总结词
基因是携带遗传信息的DNA片段，分为显性基因和隐性基因 。
遗传物质的主要特性
01
02
03
稳定性
遗传物质在生物体的世代 传递中保持相对稳定，不 易发生改变。
特异性
每种生物的遗传物质都是 独特的，决定了不同生物 的特性和差异。
多样性
遗传物质的不同组合方式 可以产生生物体的多样性 。
遗传物质在生物体中的作用
遗传信息的储存
遗传物质携带和储存了生物体的 遗传信息，这些信息决定了生物

第8页，共73页。
结论：
在加热杀死的 ⅢS型肺炎双球菌 中有较耐高温的 转化物质能够进 入ⅡR型-->ⅡR 型转变为ⅢS型-> 无毒转变为有 毒。
16后，Avery等用生物化学方法证明这种引起转化的物质 是DNA，他们将SⅢ型细菌的DNA提取物与RⅡ型细菌混合 在一起，在离体培养条件下，成功的使少数RⅡ型细菌定向 转化为SⅢ型细菌。(如图）
（2）大肠杆菌的染色体结构：
染色体DNA 结合物质：
几种DNA结合蛋白、RNA。
第25页，共73页。
二、真核生物染色体
(一)染色质的基本结构
染色质(chromatin)是染色体在细胞分裂的间期所表现的形 态，呈纤细的丝状结构，故亦称为染色质线(chromatin fiber)。
染色质
DNA 占染色质重量的30~40% 组蛋白：H1、H2A、H2B、H3和H4
烟草花叶病毒（TMV）是由RNA与蛋白质组成的管状微粒， 它的中心是单螺旋的RNA，外部是蛋白质的外壳。（如图）
第13页，共73页。
如果将TMV的RNA与蛋白质分开，把提纯的RNA接种到烟叶上， 可以形成新的TMV而使烟草发病； 单纯利用它的蛋白质接种，就不能形成新的TMV，烟草继续保持 健壮。 如果事先用RNA酶处理提纯的RNA，再接种到烟草上，也不能 产生新的TMV。
第21页，共73页。
(二)DNA构型之变异
近来发现DNA的构型并不是固定不变 的，除主要以瓦特森和克里克提出的右手双 螺旋构型存在外，还有许多变型。
瓦特森和克里克提出的双螺旋构型称为B－DNA。 B－DNA是DNA在生理状态下的构型。
当DNA在高盐浓度下时，则以A－DNA形式存在。A－DNA是
DNA的脱水构型，它也是右手螺旋，但每螺圈含有11个核苷酸对。 A－DNA比较短和密。

Pro中AA数：mRNA中碱基数：基因中碱基数＝ 1 ：3 ：6
推断过程： AA数目 →密码子个数 → 1/3 mRNA中碱基数目 → 1/6 基因中碱基数
一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有 11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个 数及合成这段多肽需要的tRNA个数，依次为
A. 33 11 C. 12 36
遗传的物质基础
DNA是主要的遗传物质
知
识
结
DNA分子的结构
构
DNA分子的功能
传递遗传信息 表达遗传信息
一、DNA是主要的遗传物质
1、几句结论性语句
（1）染色体是DNA的主要载体 还有线粒体、叶绿体
（2）DNA是生物主要的遗传物质 还有RNA是RNA病毒的遗传物质
2、DNA是遗传物质的证据
1）肺炎双球菌转化实验－－格里菲思实验
病毒的遗传物质是（ DNA或RNA ） 人的遗传物质是（ DNA ）
DNA分子与RNA分子的比较
核酸种类 项目
DNA
RNA
结构
规则的双螺旋结构 通常呈单链结构
组成的基本单位 脱氧核苷酸
核糖核苷酸
碱 嘌呤
A、G
A、G
基 嘧啶 五碳糖 无机酸
C、T 脱氧核糖
磷酸
C、U 核糖 磷酸
因此，构成核酸的碱基共 5 种，核苷酸共 8种
碱基互补配对原则：A－T G－C 碱基之间通过氢键连接
碱基互补配对原则的一般规律及相关计算
1）一个双链DNA分子中，A=T，C=G，A+G=C+T 故(A+G)% = (A+C)% = 50% ，(A+G)/(C+T)＝1
2）DNA分子两条链中(A+G)/(C+T)比值的互为倒数。

第9页/源自224页五种碱基的结构示意图
嘌呤环上的N-9或嘧啶环上的N-1是构成核苷酸时与核糖 (或脱氧核糖)形成糖苷键的位置。
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第10页/共224页
此外，核酸分子中还发现数十种修饰碱基 (themodified component)，又称稀有碱基 (unusual component)。它是上述五种碱基环上 的某一位置被一些化学基团(如甲基化、甲硫基 化等)修饰后的衍生物。一般这些碱基在核酸中 的含量稀少，在各种类型核酸中分布不均一， 如DNA中的修饰碱基主要见于噬菌体DNA，RNA 中以tRNA含修饰碱基最多。
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第2页/共224页
1928年，Griffith发现肺炎球菌转化现象，1944 年，Avery等用实验证实引起肺炎球菌转化的物质 是DNA。1952年，Hershey研究噬菌体感染大肠杆 菌再次证明DNA是遗传物质。1953年，Waston和 Crick提出了DNA双螺旋结构模型，阐明了DNA作 为遗传物质的结构基础。
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第6页/共224页
(二) DNA结构
1、化学组成
DNA结构的基本单位是核苷酸(nucleic acid)， 每个核苷酸由1个磷酸、1个五碳糖(戊糖)和1个碱 基3部分组成。DNA分子中的核苷酸所含五碳糖为 2’-脱氧-D-核糖(2’-deoxy-D-ribose)，称为脱氧核糖 核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)。而核苷酸所含 五碳糖为非脱氧的D-核糖(D-ribose)构成的核苷酸 链，称为核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)。
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第38页/共224页
另一类是多个拷贝成簇地分布在不同的染色 体上，这些成员的序列可有些不同，它们编码一 组相关的蛋白。如微管蛋白基因家族中，微管蛋 白2、微管蛋白T1、微管蛋白T2 的基因分别位于2、 17和6号等不同染色体上，功能都是编码微管相 关蛋白。

4
⒈生物的遗传物质
主要载体：染色体 (DNA+蛋白质) 真核生物
次要载体：线粒体、叶绿体 (DNA)
原核生物：DNA (无染色体)
D病N毒A的病遗毒传：物只质含是D：NA
实验
A.DNA B.RNA C.DNA和RNA D.DNA或RNA
病毒
RNA病毒：只含RNA
⒉遗传物质的结构：
• 肺炎双球菌的转化实验：
3∶1
测交： 高Dd × 矮dd ↓
Dd d
测交 后代
高
矮
Dd dd
1 ∶1
练 习1 练 习2
双受精问题
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课后练习：P27第2题
• 家兔的黑毛对褐毛是显性，要判断一只黑毛 兔是否是纯合子，选用与它交配的兔最好是： ( )B
• A.纯种黑毛兔 B.褐毛兔 • C.杂种黑毛兔 D.A、B、C都不对
测交的作用：用来测定F1的基因型
一株高茎的豌豆，可用什么最简单的方法来证明它是杂合子？ 自交、测交均可，但自交最简单又有效，因为一株豌豆有很多种子
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练习第16题
• 羊的毛色白和黑是一对相对性状，白对黑 是显性，两只杂合子白羊为亲本，接连生 下4只小羊其毛色可能是（ D ） A.3只白色，1只黑色 B.2只白色，2只黑色 C.全部为白色或黑色 D.前面所述3种可能都有
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双受精的遗传判断(能力训练：P29第5题) 38
一株白粒玉米(aa)接受红粒玉米(AA)的花粉，所结的种 (果)皮细胞、胚细胞、胚乳细胞、极核的基因型依次是：
A. Aa、AA、Aa、aa
B. aa、Aa、AAa、a
√C. aa、Aa、Aaa、a
D. Aa、Aa、Aaa、a