遗传信息传递和表达 1 / 2
遗传信息传达和表达中的相关计算
湖南省衡东欧阳遇实验中学 彭岳建 421411 Tel：
题型一：遗传信息传达—— DNA 复制中的相关计算
1、理论基础： DNA 复制是依据碱基互补配对原则进行的半保存复制，即一个 DNA 分
子复制后形成的两个子代 DNA 分子各含有一条母链和一条新合成的子链，且这两个子代
DNA 分子与亲代 DNA 分子完整同样。
2、应用规律
规律一：一个 DNA 分子经过连续 n 次复制后，形成的 2n 个子代 DNA 分子中，只有 2
个 DNA 分子含有最先亲代的母链（且只有一条母链） ，含母链的 DNA 分子占 DNA 分子总
数的 1/2n— 1；而母链数占子代 DNA 分子中单链总数的 1／2n。图讲解明以下：
复制二次
复制一次
复制二次
亲代 DNA 子一代 DNA 子二代 DNA
例题 1：假如把细胞中的 DNA 分子用 32P 进行标志，此细胞经过 4 次有丝分裂，则含
32P 的单链数占总单链数之比和含 32P 的 DNA 分子数占总 DNA 数之比分别是（ ）
A ． 1/30、 1/32 B ． 1/16、 1/15 C．1/16、 1/8 D． 1/8、 1/4
分析：在 DNA 复过程中，含 32P 的链只有两条（母链） ，且只好分派到两个子代 DNA
中去。一个 DNA 分子经过 4 次有丝分裂形成了 16 个 DNA 分子，共有 32 条链。故答案为 C。
规律二：若 DNA 分子中某种碱基（如腺嘌呤）的数目为 x，则该 DNA 复制 n 次所需的
该碱基数为（ 2n－ 1） x。
例题 2：有 100 个碱基对的某 DNA 分子片断，内含 60 个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复
第5章
细胞的信息传递
第2节遗传信息的传递
阳江市第一中学
黄秀乔
一、教材分析
《遗传信息的传递》是北师大版普通高中生物新课程必修一《分子与细胞》中第5章第2节的教学内容。本节教材承前面的细胞膜和各种细胞器结构和功能、环境信息的传递等内容，使学生对细胞的亚显微结构和功能的认识更加全面完整，能够从生命系统的角度认识细胞是一个统一的整体，并对“结构和功能相统一”的观念有更深刻的认识，这为以后学习细胞增殖、染色体遗传和变异奠定了基础。同时，教材的设计也创设了有利于学生开展探究性学习的情境，让学生在分析、交流与探讨中，对细胞核在遗传信息的传递的基本过程有了初步的认识，也对细胞核在细胞中的重要性和结构与功能相适应的观点有更深刻的领会，其中的伞藻实验也让学生体验了生物学研究的一般方法和过程。
二、学情分析
经过初中阶段的学习，学生对细胞的整体结构如细胞膜、细胞质、细胞核有了初步认识，但对于细胞核控制生物的遗传和代谢的知识还很薄弱，因此这部分内容可以看成是初中教材的补充和深入。通过前面细胞膜、细胞质等内容的学习，学生对细胞各部分结构以及他们的功能有了进一步认识，在脑子中能呈现出细胞亚显微结构的三维图，加深“结构和功能相统一”的观念。另外，学生具有一定的分析理解能力，因此可以以问题引发兴趣，以小组合作的方式让学生共同分析资料，并由学生代表充分展示小组分析讨论的成果，让新知识与旧知识融为一体，让学生更快掌握知识。
三、教学目标
1.知识与技能
①阐明细胞核的结构和功能以及结构和功能相适应的关系
②尝试制作真核细胞的三维结构模型。
2.过程与方法
①通过小组合作分析探讨资料及自主互动的过程式教学，领悟细胞核的功能，并培养学生小组合作意识以及学生设计实验、分析实验结果的能力。
②领悟功能与结构相适应的关系；
3.情感态度与价值观
①通过各实验的资料分析，使学生体验科学工作的方法和过程，增强学生探索新知识的欲望和创新意识。
遗传信息的传递与转录调控
遗传信息是生命的基础，它是在遗传物质中储存和传递的。DNA是细胞中最常见的遗传物质，是双链结构，由4种不同的碱基序列组成，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。这些碱基顺序的不同排列构成了细胞内遗传信息的编码系统。
遗传信息的传递
遗传物质的传递是指在生物发育过程中遗传物质从父母代的细胞中传递到子代的细胞中。这个过程是通过细胞分裂实现的。生命的起源可以追溯到约40亿年前，最早的生命形式是单细胞生物。细胞繁殖是生命的基础，在细胞繁殖过程中，遗传物质需要被平等分配到新细胞中。
细胞分裂包括有丝分裂和无丝分裂两种方式。有丝分裂发生在复杂细胞中，包括动物和植物细胞。它的过程经历五个阶段：前期（I期）、早期（prophase II）、中期、晚期和后期（telophase
II）。在有丝分裂过程中，细胞核的DNA复制被分配到两个新细胞中。
无丝分裂发生在原核生物和原属生物细胞中，它是一种简单的细胞分裂过程。无丝分裂是细胞分裂不同时期的形势，包括二元裂解、三元裂解和多元裂解。
转录调控
DNA中的遗传信息是由RNA分子转录而来的。RNA分子具有与DNA相似但不完全相同的碱基序列，包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和尿嘧啶（U）。RNA分子的主要功能是携带遗传信息，从而使其转化为蛋白质。
转录是DNA遗传信息传递过程中的第一步，它是在细胞核中进行的，通过RNA聚合酶酶向一个碳链上连接RNA核苷酸形成RNA序列。在此过程中，DNA的一部分（基因）被复制到RNA分子中。转录后的RNA分子被称作mRNA，它与核糖体相互作用产生蛋白质合成所需的氨基酸序列。
转录过程中，因为有一些基因可能不需要全部转录或在某些时期需要转录，所以有一个转录的调控系统。调控因子包括启动子、增强子、转录因子和组蛋白修饰。启动子是一段DNA序列，通常位于转录起始位点的上游，是转录酶结合到DNA的地方。增强子是一种DNA序列，通常位于启动子上方，是调节基因转录水平的重要调控元件。转录因子是一类结合到启动子或增强子上的蛋白质，它们可以增强或抑制基因的转录水平。组蛋白修饰是一种影响DNA染色质结构和基因转录调控的化学修饰，包括乙酰化、去乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化等。
遗传信息的传递
考分预测
DNA复制、转录、逆转录和翻译概念
DNA复制过程
RNA合成基本概念
一、遗传信息的传递概述
中心法则 遗传信息的传递包括DNA的生物合成（复制）、RNA的生物合成（转录）、蛋白质的生物合成（翻译）。目前将遗传信息的传递方式归纳为中心法则
二、DNA生物合成
（一）DNA的合成概念
半保留复制：DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全重新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。
（二）DNA复制过程
DNA复制过程 分为起始、延长和终止3个阶段 。
1.起始过程：①复制起始：DNA解链形成引发体；②引物合成：引物是一小段RNA（提供3′-OH作为合成起点）引物酶催化的从5′→3′方向合成的短链RNA分子。留有3′-OH末端，以便DNA的复制延长。
在复制起始点ori所在部位首先由DNA拓扑异构酶和解链酶松驰解开一段双链，形成复制叉。
2.延长过程：复制的延长是指在DNA-pol（DNA聚合酶）催化下，以单链的DNA母链为模板，以dATP、dGTP、dCTP和dTTP为原料逐个加入至引物的或延长中子链的3′-OH上，形成磷酸二酯键。领头链沿5′→3′方向连续复制，形成完整子链。随从链不连续复制，形成冈崎片段。随从链从3′-5′不连续复制。最终合成的两条新子链。
3.终止过程：①切除引物；②填补空缺；③连接切口。
4.DNA复制过程要点
（三）逆转录（反转录）
反转录：以RNA为模板，合成与其互补的DNA的过程
反转录酶：RNA-pol＝全酶＋6因子
（四）DNA损伤与修复
1.引起突变的因素：紫外线（UV）、各种辐射。
2.引起突变的分子改变类型
