遗传信息的传递
遗传信息的传递与表达
遗传信息的传递与表达遗传信息的传递与表达是生物学中的一个重要课题，它涉及到基因的遗传方式、DNA的复制和转录、蛋白质的合成等多个方面。
本文将从分子水平和细胞水平两个层面，探讨遗传信息的传递和表达过程。
一、DNA的复制DNA复制是遗传信息传递的起点，也是遗传信息准确传递的关键步骤。
DNA复制过程中，DNA双链解旋，由DNA聚合酶以半保持的方式合成新的DNA链。
复制过程中，还需要DNA重复验证和修复机制的参与，确保新合成的DNA无错误。
DNA复制是半保持性复制，每个新的DNA分子中包含一个原模板链和一个新合成链，通过这种方式，遗传信息得以准确传递到下一代。
二、基因的转录与翻译DNA大多数情况下存在于细胞核中，而细胞内蛋白质的合成则发生在细胞质中。
因此，需要将DNA的信息转录成RNA，再进一步转化为蛋白质，实现遗传信息从DNA到蛋白质的转变。
1. 转录转录是指DNA中的一段编码区域被转录为RNA的过程。
转录的关键酶是RNA聚合酶，它能够在DNA模板链上与核酸单链适配，合成一条与DNA链相对应的RNA链。
转录过程中，需要以起始密码子和终止密码子为导引，进行转录起始和停止的判别。
2. 翻译翻译是指将RNA的信息转化为蛋白质的过程。
翻译负责合成蛋白质的位点是细胞质中的核糖体。
核糖体在RNA的指导下，通过读取序列上的密码子，将对应的氨基酸连接起来，形成多肽链。
翻译过程中，依赖于转运RNA（tRNA）的介导，确保每个氨基酸在正确的位置上被加入。
三、表达调控遗传信息的传递不仅涉及到基因组的复制和转录翻译，还涉及到基因表达调控。
生物体对遗传信息的表达方式进行调控，以适应不同环境条件和发展阶段的需求。
1. 转录水平的调控转录水平的调控是指通过控制转录的启动和终止来调控基因表达量。
转录起始和终止的调控主要通过启动因子和转录抑制因子的调节来实现。
这些因子可以结合到DNA特定区域，增强或抑制转录的发生，从而影响基因表达。
2. 翻译水平的调控翻译水平的调控是指通过调控转运RNA和核糖体的结合来控制蛋白质的合成量。
遗传信息的传递
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（1）点突变：DNA分子上的碱基错配，称点突变。
如镰状红细胞贫血症患者血红蛋白的基因突变。
（2）缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。
遗传信息的传递
遗传信息的传递遗传信息的传递是生命存在与延续的基石，它决定了生物个体的性状和特征。
这一过程是通过遗传物质的转移和复制来实现的，主要通过DNA和RNA的作用来进行。
一、DNA：遗传信息的载体DNA（脱氧核糖核酸）是所有生物体内遗传信息的主要载体。
它由一条或多条长链构成，这些链由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鸟嘌呤）组成。
DNA分子通常以螺旋结构呈现，其中两条链通过碱基之间的氢键相互连接。
1.遗传信息的编码DNA通过碱基序列对遗传信息进行编码。
每个碱基序列可以被解读为一个密码字，在DNA的特定区域，一系列密码字编码了特定的蛋白质。
这种编码方式被称为基因。
组成基因的不同序列则决定了蛋白质的不同结构和功能。
2.复制和传递DNA的复制是遗传信息传递的关键步骤。
在复制过程中，DNA的两条链分离，并用周围环境中的自由核苷酸作为模板来合成两条新的DNA链。
这样，每个新生物体所带有的DNA就是父代生物体DNA的完整复制。
二、RNA：遗传信息的传递者RNA（核糖核酸）是DNA的姐妹分子，在遗传信息的传递过程中发挥着重要的作用。
与DNA不同，RNA一般以单链形式存在，但在某些特定条件下也可呈现出螺旋结构。
1.转录转录是DNA信息到RNA的过程。
在转录中，DNA的一小段编码区域被复制为对应的RNA分子，这一过程由酶（RNA聚合酶）催化。
产生的RNA分子被称为信使RNA（mRNA），它携带着编码信息到细胞质中。
2.翻译翻译是RNA信息到蛋白质的过程。
在翻译中，mRNA中的信息被读取，并通过与特定的tRNA（转运RNA）配对，形成氨基酸链，最终合成蛋白质。
这一过程发生在细胞的生物合成机器，即核糖体中。
三、遗传信息的传递过程遗传信息从一个生物体传递到下一代生物体的过程可以概括为三个主要步骤：复制、转录和翻译。
1.复制复制是在有性和无性生殖过程中都会发生的一项重要步骤。
在无性生殖中，DNA通过复制过程直接传递给后代。
在有性生殖中，DNA会经过两个互补的复制过程，并通过配子的互相结合来传递遗传信息。
遗传信息的传递和遗传规律
杂交育种
为杂交育种提供理论支持 基因遗传方式的揭示
结论
孟德尔遗传规律的发现对遗传学研究产生了深远 影响。基因的分离定律和组合定律为我们解开遗 传信息传递的奥秘提供了关键线索。
● 03
第3章 连锁不独立定律
连锁不独立的概 念
连锁不独立是指遗传 物质中的基因位点之 间存在相互关联的现 象，不完全独立分离 传递。连锁不独立定 律是遗传规律中的一 个重要内容，揭示了 基因在染色体上的位 置关系。
遗传信息的传递和遗传规律
汇报人：XX
2024年X月
第1章 简介 第2章 孟德尔遗传规律 第3章 连锁不独立定律 第4章 突变与变异 第5章 遗传信息与环境互动 第6章 总结与展望
目录
● 01
第1章 简介
遗传信息的概念
01 DNA分子
DNA是遗传信息的载体
02 细胞内传递
遗传信息在细胞内传递和复制
● 06
第六章 总结与展望
遗传信息的传递 规律总结
遗传信息的传递遵循 一定的遗传规律，包 括孟德尔遗传规律、 连锁不独立定律等。 遗传信息的传递规律 总结是遗传学研究的 基础，为生物多样性 和进化提供了理论支 持。
遗传信息研究的展望
科学技术发 展
新的突破和进展
遗传学研究
深入基因级别
遗传信息的应用前景
遗传信息与遗传规律的关系
密切相关
遗传信息与遗传 规律的联系
机理揭示
遗传规律揭示遗 传信息传递机理
遵循特定规 律
遗传信息传递遵 循特定规律
● 02
第2章 孟德尔遗传规律
孟德尔遗传规律 的发现
孟德尔通过豌豆杂交 实验，发现了基因的 分离定律和组合定律。 这两条遗传规律为后 世的遗传学研究奠定 了基础。
遗传信息的传递与扩散
遗传信息的传递与扩散遗传信息是生命体在繁衍后代和生长发育过程中遗传给下一代的DNA序列信息。
生命体的遗传信息决定了其体内的基因型和表现型，也是生命体进化的基础。
在生物圈中，遗传信息的传递和扩散是一种常见现象。
本文将从分子生物学和生态学角度探讨遗传信息的传递和扩散。
分子生物学的角度看遗传信息的传递DNA是所有生命体继承和传递遗传信息的共同手段。
DNA分子会通过一系列物理和化学反应，传递给下一代。
对于有性生殖的生物，遗传信息传递经历了两个阶段：减数分裂和受精。
首先，母体细胞通过减数分裂，将有两份染色体的细胞核分裂成四个数量只有一份染色体的细胞核，也就是生殖细胞（精子和卵子）。
这个过程中包括过氧化物酶的作用，用过氧化氢将两个嵌合二核苷酸分离。
在减数分裂的过程中，染色体重组会产生不同的组合，从而形成了不同的基因型。
然后父母双方的生殖细胞结合，形成受精卵，新生命开始了。
受精卵内的DNA分子在细胞分裂过程中被复制，传递到分裂出来的每个细胞。
这个过程中染色体同样有可能发生重排和加倍，从而产生新的基因组组合，也就是突变。
DNA分子不仅仅通过生殖细胞传递，也能通过某些非生殖的生物过程，例如细胞分裂和复制，扩散到其他细胞和个体。
DNA复制是物种繁殖和细胞分裂过程中的必要环节。
有一些细胞会经常处于DNA复制状态，例如生长中的细胞和有建设性代谢活动的癌细胞。
这类细胞如果因某些原因产生了突变，那么它们分裂产生的所有后代细胞都可能拥有同样的突变。
大多数突变会没有影响或者对细胞造成负面影响，一些突变却成为衍生性状的起始点，从而产生适应性进化。
生态学的角度看遗传信息的传递在生态学中，遗传信息传递受到环境、生物体和生态互动等多种因素的影响。
生物体和DNA都是进化中的产物，各种生物体尝试着利用其遗传信息来适应生境。
在一个生态系统中，性状的表达与环境的交互作用是发展方向，而遗传信息则是在这个环境中给予生物体适应的实体。
环境的不同，会对生物体的基因型和表现型产生影响，使得适合该环境的个体的遗传信息能够更好地传递下去。
初中物理 第十一章遗传信息的传递与表达
第八章遗传信息的传递与表达第一节概述一、基因和基因组的概念从细胞水平看，遗传的物质基础是核染色体——DNA+碱性蛋白质（组蛋白），DNA是遗传的主要物质基础，DNA分子中脱氧核苷酸残基的排列顺序就是DNA分子中储存的遗传信息。
而遗传单位是基因为单位储存在DNA分子中的，因此从分子水平上看，细胞就是具有遗传效应的DNA片段，是遗传的功能单位。
按照功能的不同，细胞可以分为结构基因和控制基因。
结构基因：带有遗传信息的细胞，其功能是在蛋白质和酶的生物合成中为多肽链的氨基酸顺序编码。
原核生物和真核生物的结构基因在结构上有明显的区别。
原核生物：结构基因是连续的，即整个细胞都编码多肽链，不存在无编码意义的核苷酸序列。
真核生物：结构基因是断续的，即在有编码意义的细胞内部穿插着若干无编码意义的核苷酸序列，有编码意义的序列称外显子。
无编码意义的序列称内含子。
控制基因：控制基因是一种能控制结构基因起动和关闭的基因，包括操纵基因和调节基因。
操纵基因控制其邻近的结构基因转录，进而控制结构基因的转录。
调节基因负责阻遏物合成。
基因组是指一个细胞内所有的染色体（22条常染色体+两条性染色体）二、遗传信息传递的中心法则遗传信息的传递包括基因的传递与基因的表达。
基因的遗传：亲代将遗传信息传递给子代，通过DNA的复制实现。
基因的表达：DNA通过转录将遗传信息传递给mRNA，mRNA 再通过翻译将遗传信息以蛋白质和酶的形式表达。
复制：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
转录：以DNA为模板合成RNA的过程。
翻译：以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
在遗传信息的传递过程中，遗传信息的流向是从DNA到DNA，或从DNA到RNA再到蛋白质，这种遗传信息的传递规律称中心法则。
到1970年发现一些病毒RNA不仅能自身复制，当其感染宿主细胞时，可以病毒RNA为模板，指导细胞合成一条与其相互补充的DNA链。
因此完整的中心法则是：第二节DNA 的生物合成两条途径：大多数生物DNA（复制）→DNA，少数含RNA的生物，当其感染宿主细胞后，可以病毒RNA为模板，通过反向转录作用合成DNA。
遗传信息传递
遗传信息传递遗传信息传递是指生物体通过遗传物质传递给后代的过程。
遗传信息是由基因组成的，基因携带着决定个体性状和遗传特征的信息。
遗传信息的传递主要经过两个过程：DNA复制和基因表达。
DNA复制是指在细胞有丝分裂或减数分裂过程中，DNA分子通过复制产生两条完全相同的DNA分子。
这个过程是由酶的作用下进行的，首先DNA双链被酶解开，形成两条单链，然后通过DNA聚合酶的作用，在每条单链上合成互补的新链，最终形成两个完全相同的DNA分子。
DNA的复制过程保证了遗传信息的稳定传递。
基因表达是指遗传信息在蛋白质合成过程中的表达和转录，其中转录是指将DNA信息通过转录酶转录为RNA信息的过程。
在细胞质中，mRNA通过核糖体的作用被翻译成蛋白质。
基因表达的过程是调控个体表型特征的关键，这与基因的表达水平和调控机制密切相关。
基因表达还受到一些外界环境因素和内部信号的调控，这使得个体在不同环境中表达出不同的遗传特征。
除了DNA的复制和基因表达，遗传信息还可以通过基因重组而进行改变和传递。
基因重组是指在染色体交叉互换以及基因重组酶的作用下，染色体上的基因发生重新组合的过程。
通过基因重组，个体可以产生更多的遗传变异，增加了遗传信息的多样性和适应性。
遗传信息的传递对于保持种群的遗传稳定性和进化具有重要意义。
通过遗传信息的传递，后代能够继承父代的有利基因和适应性特征，从而提高个体的生存和繁殖能力。
但遗传信息的传递也可能会导致一些遗传疾病的传播，如遗传性疾病和突变。
总结起来，遗传信息传递是生物体通过DNA复制和基因表达将遗传物质传递给后代的过程。
遗传信息的传递是通过复制和表达基因来实现的，同时也受到基因重组的影响。
遗传信息的传递对于物种的进化和适应性具有重要意义，同时也可能导致遗传疾病的传播。
高中生物专题复习八遗传信息的传递与表达
专题八 遗传信息的传递与表达一、基础导学：（一）、真核细胞复制、转录和翻译的比较思考：1、原核生物、真核生物、病毒的遗传物质分别是什么？2、原核细胞和真核细胞内基因的表达有怎样的区别？3、真核细胞是通过什么方式大大增加了翻译效率的？（二）、基因和性状的关系1.基因控制生物的性状举例：2.基因与性状的数量关系：(1)一个基因控制一种性状(2)一个基因控制多种性状(3)多个基因控制一种性状（三）、中心法则及其应用1.中心法则及其补充中心法则体现了DNA 的两大基本功能：(1)遗传信息传递功能：Ⅰ过程体现了DNA 遗传信息的功能，它是通过 完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)遗传信息表达功能：Ⅱ、Ⅲ过程共同体现了DNA 遗传信息的功能，它是通过 和 完成的，发生在个体发育的过程中。
2.中心法则中遗传信息的传递过程(1)在细胞生物生长繁殖过程中遗传信息的传递过程为：(2)劳氏肉瘤病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递过程为：（四）基因的概念：基因是一段包含一个完整的 的的 。
在多数生物中是一段 ，在RNA 病毒中则是一段 。
二、典例分析1.下图为真核生物染色体上DNA 分子复制过程示意图，有关叙述错误的是A 真核生物DNA 分子复制过程需要解旋酶B ．图中DNA 分子复制是边解旋边双向复制的C 图中DNA 分子复制是从多个起点同时开始的D ．真核生物的这种复制方式提高了复制速率2.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是( )A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B.甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞溶胶中进行C.DNA 分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D.一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次3.图示细胞内某些重要物质的合成过程。
该过程发生在A ．真核细胞内，一个mRNA 分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链B ．原核细胞内，转录促使mRNA 在核糖体上移动以便合成肽链C ．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D ．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译4、下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则B.DNA 中的遗传信息是通过转录传递给mRNA 的C.DNA 中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序D.DNA 病毒中没有RNA ，其遗传信息的传递不遵循中心法则5、下列关于RNA 的叙述，错误的是A.少数RNA 具有生物催化作用B.真核细胞内mRNA 和tRNA 都是在细胞质中合成的C.mRNA 上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子D.细胞中有多种tRNA ，一种tRNA 只能转运一种氨基酸6（2011浙江）B 基因可编码瘦素蛋白。
细胞的分裂和遗传信息的传递
细胞的分裂和遗传信息的传递细胞的分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础过程之一。
细胞分裂的过程可以分为两个阶段：有丝分裂和无丝分裂。
在有丝分裂中，细胞分裂过程可以分为四个阶段：前期、中期、后期和末期。
在无丝分裂中，细胞直接分裂成两个子细胞，没有明显的染色体变化。
遗传信息的传递是通过DNA分子进行的。
DNA是细胞中的遗传物质，它由核苷酸组成，具有双螺旋结构。
DNA分子上的特定序列被称为基因，基因是遗传信息的基本单位。
在细胞的分裂过程中，DNA会进行复制，确保每个子细胞都能获得完整的遗传信息。
遗传信息的表达是通过转录和翻译过程进行的。
转录是指DNA序列被复制成RNA序列的过程，RNA分子上的核苷酸序列与DNA模板链上的核苷酸序列互补配对。
翻译是指RNA序列被转化为蛋白质序列的过程，蛋白质是细胞中的功能分子，负责各种生物化学反应的催化。
遗传信息的传递和表达涉及到许多重要的生物学概念，如DNA复制、转录、翻译、基因表达调控等。
这些概念是生物学中的基础知识，对于理解生命现象和生物体的复杂性具有重要意义。
习题及方法：1.习题：细胞分裂的哪个阶段中，染色体会最明显地可见？解题方法：回顾细胞分裂的四个阶段（前期、中期、后期、末期），分析每个阶段染色体的可见性。
答案：有丝分裂的中期，染色体会最明显地可见。
2.习题：DNA复制发生在细胞分裂的哪个阶段？解题方法：根据DNA复制的特点和细胞分裂的过程，确定DNA复制发生的阶段。
答案：DNA复制发生在细胞分裂的前期。
3.习题：基因表达的转录和翻译过程中，哪个过程是先发生的？解题方法：比较转录和翻译的过程，分析它们发生的顺序。
答案：转录过程是先发生的，它是基因表达的第一步。
4.习题：蛋白质是由哪个分子转录而来的？解题方法：回顾遗传信息的传递过程，确定蛋白质是由哪个分子转录而来的。
答案：蛋白质是由mRNA（信使RNA）转录而来的。
5.习题：基因表达调控主要发生在哪个过程中？解题方法：分析基因表达调控的机制，确定主要发生在哪个过程中。
遗传信息是如何传递的？
上海维斯塔生物科技有限公司遗传信息是如何传递的？遗传信息流动的方向（中心法则）中心法则及其补充内容告诉了我们遗传信息的流动方向。
其分解过程包含了如下6点：DNA的复制，遗传信息流动方向由DNA→DNA；DNA 的转录，遗传信息流动方向由DNA→RNA；翻译，遗传信息流动方向由RNA→蛋白质；RNA的复制，遗传信息流动方向由RNA→RNA；RNA的逆转录，遗传信息流动方向由RNA→DNA；蛋白质的复制，遗传信息流动方向由蛋白质→蛋白质。
生物体遗传信息的传递大致分为如下类型：1、DNA复制型在DNA复制型的生物中，生物体的遗传信息流动包含3点：DNA的自我复制，遗传信息流动方向由DNA→DNA；DNA的转录和翻译，遗传信息流动方向由DNA→RNA →蛋白质。
这种类型的生物主要针对地球上绝大多数的动植物和噬菌体病毒等。
上海维斯塔生物科技有限公司2、RNA复制型在RNA复制型的生物中，生物体的遗传信息流动包含2点：RNA的自我复制，遗传信息流动方向由RNA→RNA；翻译，遗传信息流动方向由RNA→蛋白质。
这种类型的生物主要针对植物病毒如烟草花叶病毒和动物病毒如脊髓灰质炎病毒等。
也有些遗传信息的流动只有1种：RNA的自我复制，遗传信息流动方向由RNA→RNA；这种类型的生物主要针对SARS病毒,流感病毒等。
3、RNA逆转录型在RNA逆转录型的生物中，生物体的遗传信息流动包含3点：RNA的逆转录，遗传信息流动方向由RNA→DNA；转录，遗传信息流动方向由DNA→RNA；翻译，遗传信息流动方向由RNA→蛋白质。
这种类型的生物主要针对致癌病毒和导致艾滋病的人体免疫缺陷病毒（HIV）。
4、蛋白质复制型在蛋白质复制类型的生物中，生物体的遗传信息流动包含1点：蛋白质的复制，遗传信息流动方向由蛋白质→蛋白质；这种类型的生物目前只发现一种即盛行欧美的疯牛病病毒（朊病毒）。
遗传信息的传递
遗传信息的传递辅导教案导学诱思思考：每个人的体细胞中都含有46条染色体，而且都是一个受精卵有丝分裂产生的，为什么每个人的体细胞中都含有46条染色体，而且完全相同呢？提示：原因是有丝分裂间期DNA复制，复制产生的子代DNA与亲代DNA完全相同，然后通过有丝分裂精确地平均分配到两个子细胞中。
DNA的复制1.概念：是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2.时间：DNA分子的复制是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期，随着染色体的复制来完成的。
3.场所：主要在细胞核，细胞质中亦有。
4.过程：①解旋→②合成子链→③形成子代DNA。
5.特点（1）DNA复制是一个边解旋边复制的过程。
（2）由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一条链，因此，这种复制叫半保留复制。
6.条件：DNA分子复制需要的模板是两条已解开的DNA单链；原料是游离的四种脱氧核苷酸；能量是ATP；还需要DNA聚合酶、解旋酶等。
7.准确复制的原因（1）DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。
（2）通过碱基互补配对，保证了复制准确无误。
8.功能：DNA分子通过复制，使亲代的遗传信息传递给子代，从而保证了遗传信息的连续性，故有传递信息的功能。
思考：孩子既像父亲，又像母亲，知道是什么原因吗？提示：父母的原始生殖细胞在进行减数分裂之前细胞内的DNA都要经过复制，然后经过减数分裂形成精子和卵细胞，精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵，受精卵通过有丝分裂产生子代。
所以子代细胞中含有父母的DNA，所以表现的性状和父母相似。
名师解惑探究1：如何进行半保留复制的有关计算问题？DNA在自我复制过程中，最鲜明的特点是半保留复制。
一个DNA分子无论复制多少代，它的两条链不变，一直作为模板，分别进入两个子代DNA分子中。
关于半保留复制的有关计算：复制过程中需要游离的脱氧核苷酸数量时，注意题干是问第n次复制还是复制n次，两种情况结果是不一样的。
探究2：通过学习，我们知道了DNA分子严格地按照碱基互补配对原则进行复制，那么是否代表DNA分子的复制完全没有差错？DNA复制虽然严格地按照碱基互补配对原则，但并不代表完全没有差错，例如：在DNA的某一位点上，有可能发生碱基对的增添或缺失，从而导致基因突变，我们称之为基因突变，突变后即可产生新的基因。
遗传信息的传递方式
遗传信息的传递方式遗传信息的传递方式是指将父代个体的遗传信息传递给子代个体的过程。
在生物界中，这一过程主要通过两种机制来实现：有性生殖和无性生殖。
有性生殖是指通过两个不同的生殖细胞（性细胞）的结合来产生后代，而无性生殖则是指个体通过自我复制或分裂来产生后代。
下面将分别介绍这两种传递方式。
有性生殖是常见的遗传信息传递方式。
在有性生殖中，产生遗传信息的细胞称为配子。
对于动物来说，配子是雌性和雄性个体生成的卵子和精子；对于植物来说，配子可以是花粉和卵细胞。
在有性生殖的过程中，卵子和精子结合形成受精卵，从而形成新的个体。
遗传信息以基因的形式储存在DNA分子中，通过配子传递给下一代。
在受精卵发育过程中，遗传信息会在细胞分裂和分化过程中得到遗传并表达，使后代个体具有父母个体的遗传特征。
无性生殖也是一种遗传信息传递方式，相对于有性生殖，无性生殖不需要两个不同的生殖细胞结合，而是通过个体自身的复制或分裂产生后代。
无性生殖的一个典型例子是细菌的分裂。
细菌是以单细胞形态存在的生物，它们通过原核细胞分裂的方式进行繁殖，使得后代细菌具有与母细菌相同的遗传信息。
另外，许多植物也能通过无性生殖的方式进行繁殖，比如通过根茎、块茎、分株、球茎等部分植物结构的复制。
无性生殖的优势在于能够迅速繁殖，并且能够维持稳定的遗传信息。
除了有性生殖和无性生殖，还存在一种特殊的遗传信息传递方式，即垂直遗传与水平遗传。
垂直遗传是指遗传信息从父代向子代传递的方式，是最常见的遗传信息传递方式。
水平遗传则是指遗传信息在个体之间进行水平传递，即不同个体之间的基因交换。
水平遗传在细菌和其他单细胞生物中较为常见，通过细菌的融合或转化，遗传物质可以传递给其他细菌，从而形成新的遗传组合。
总结起来，遗传信息的传递方式主要包括有性生殖、无性生殖，以及一些特殊的遗传方式如垂直遗传和水平遗传。
有性生殖通过配子的结合传递遗传信息，使后代个体具有父母个体的遗传特征；无性生殖通过个体自身的复制或分裂传递遗传信息，使后代与母体相同。
表示人体细胞中遗传信息的传递过程
表示人体细胞中遗传信息的传递过程
人体细胞中遗传信息的传递过程遵循以下步骤：
1. DNA复制：在细胞分裂前，DNA会通过复制过程制造一份
完全相同的复制品。
这一过程称为DNA复制。
2. 其他RNA合成：转录是指在DNA模板上制造RNA分子的
过程。
此过程中的RNA分子通常被称为mRNA（信使RNA），因为它们会离开细胞核，携带遗传信息到细胞质中。
3. RNA翻译：在细胞质中，mRNA会与核糖体结合，并通过
翻译过程将其上的遗传信息转换为蛋白质。
此过程涉及到
tRNA（转运RNA）分子将氨基酸带入核糖体，以在准确的顺
序下合成蛋白质链。
4. 蛋白质折叠和功能：新合成的蛋白质会经历一系列的折叠和修饰过程。
这些过程将蛋白质形成特定的三维结构，从而赋予其特定的功能。
5. 遗传信息传递给后代：在有性生殖中，包含遗传信息的细胞（生殖细胞）将以特定的方式进行分裂，最终形成精子或卵子。
这些细胞中的遗传信息将在受精过程中与另一半的细胞（精子或卵子）结合，形成新的有遗传信息的受精卵。
遗传信息的传递概念
遗传信息的传递概念遗传信息的传递是指父母将自身DNA信息传递给下一代的过程。
这个过程是生命存在和进化的基础，因为基因组的组成和组织方式被遗传给下一代，这样生命就得以延续。
细胞是基本的生命单位，遗传信息通过细胞传递，主要是通过DNA 复制和RNA转录传递。
遗传信息的传递从基因组开始。
基因组是生物细胞中包含所有遗传信息的DNA 分子的集合。
这些分子通过不同的方式进行编码（基因）。
DNA的组成是由四种不同的碱基，即腺嘌呤（A），胸腺嘧啶（T），鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
这些碱基两两结合形成双螺旋结构，它们以一种特定的方式编码和表达遗传信息。
在细胞发生分裂时，DNA必须被复制。
这个过程中，双螺旋结构被解开，并且再次用碱基配对，形成两份完全相同的DNA。
这样的结果是，在细胞分裂时，每个女儿细胞都有完全一样的遗传信息。
遗传信息也通过RNA分子进行转录和翻译传递。
当DNA复制时，RNA分子与DNA配对，复制DNA的信息并形成RNA分子。
然后RNA分子进入细胞质，通过称为翻译的过程，将RNA的信息转换成蛋白质的序列。
在这个过程中，基因中的DNA编码信息被转录成RNA分子，并在翻译中转换为蛋白质序列。
这个过程由一系列的基因表达过程控制，包括转录、RNA剪接、mRNA加工和翻译等等。
所有这些机制都是必须的，以确保正确的基因表达和最终生物功能。
这个过程也可以容易地受到错误的影响，导致疾病和变异。
当一次怀孕发生时，父母各提供一个DNA基因组，这两个基因组融合在一起形成一个新生命的基因组。
这个过程是完全随机和多样化的，每个基因组的组成和排列方式不同。
这些基因组共同构成新一代的遗传信息，导致新生命出现新特征或变异。
遗传信息的传递过程是复杂、微妙和精确的。
它涉及到数千个基因，调控基因表达的许多机制，同时还受到环境和生活方式等外部因素的影响。
了解这个过程对于科学家研究遗传学和生命进化、热爱生命学的人们了解生命的起源和进化，以及预防一些疾病和不健康生活方式都是极为重要的。
遗传信息的传递与表达
遗传信息的传递与表达遗传信息的传递与表达是生命的奇迹所依赖的重要过程。
在生物界中，遗传信息通过染色体上的基因来传递和表达。
这篇文章将深入探讨遗传信息的传递和表达的机制，包括基因的结构与功能、DNA的复制与转录、蛋白质的合成以及遗传变异等方面。
一、基因的结构与功能基因是组成生物体的最基本单位，它携带着遗传信息。
基因由DNA分子组成，位于染色体上，具有特定的序列。
基因的结构包括启动子、编码区和终止子等区域，它们分别参与基因的启动、转录和终止等关键过程。
基因的功能是编码蛋白质，通过指导蛋白质的合成来实现遗传信息的传递与表达。
二、DNA的复制与转录DNA的复制是遗传信息传递的第一步。
在细胞分裂过程中，DNA 会通过复制过程将自身复制一份，保证每个新细胞都能携带完整的遗传信息。
DNA复制过程中，酶类分子将DNA的双链解开，并根据模板链合成新的互补链，最终得到两条完全相同的DNA分子。
DNA的转录是遗传信息表达的重要过程。
在细胞内，DNA中的编码区被转录成RNA分子，这一过程主要依赖于RNA聚合酶酶和转录因子等蛋白质的作用。
转录过程中，RNA聚合酶沿DNA的模板链合成新的RNA链，这条RNA链被称为mRNA（信使RNA），它携带着基因的信息，将被进一步翻译成蛋白质。
三、蛋白质的合成蛋白质是细胞内最基本的功能分子，它在生物体内扮演着各种重要的角色。
蛋白质的合成是遗传信息传递与表达的最终步骤。
在细胞质内，mRNA通过核孔进入到核质，与核糖体结合，进而启动蛋白质的合成过程。
这一过程称为翻译，它依赖于tRNA（转运RNA）的递送及核糖体的作用。
翻译过程中，tRNA将特定的氨基酸递送到核糖体上，核糖体根据mRNA上的密码子来选择适配的tRNA，将氨基酸连接在一起，最终形成一个完整的蛋白质链。
这个蛋白质链将经过折叠和修饰等过程，形成具有特定功能的成熟蛋白质。
四、遗传变异遗传变异是遗传信息传递与表达中的一个重要方面。
基因突变、染色体重排和基因重组等都属于遗传变异现象。
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滚环
θ环
D环
2.6.原核和真核生物复制过程的主要区别
1.复制子的组成 2.端粒复制 3.核基质和核小体 4.复制起始点（oriC vs. 自主复制序列） 。。。。
2.7.部分关键词
DNA聚合酶 拓扑异构酶 半保留复制 前导链和随后链 复制起始点 复制体 复制叉 冈崎片段 Beta夹环
3.RNA的合成——转录
遗传信息的传递——
DNA复制、转录与翻译
昆明理工大学 张彭跃 2012
内
容
1.遗传信息的载体——DNA 2.DNA的合成——复制 3.RNA的合成——转录 4.蛋白质的合成——翻译 5.蛋白质的定位 6.蛋白质合成的调控
7.当前的研究热点和方向
1.遗传信息的载体——DNA
染色质
DNA双螺旋
染色体
2.1.DNA复制所需的蛋白质和酶
2.1.1.DNA聚合酶：以DNA为模板，复制DNA的合成。
（一）原核生物的DNA聚合酶
DNA聚合酶Ⅰ 5’ 3’外切酶 3’ 5’外切酶 5’ 3’聚合酶
DNA聚合酶Ⅱ与Ⅲ 5’ 3’ 3’聚合酶 5’外切酶
DNA聚合酶Ⅲ ：DNA 复制的主要酶。 DNA聚合酶Ⅰ：用于切除RNA引物， 损伤后修复。 DNA聚合酶Ⅱ：只是在无pol I及pol Ⅲ的情况下才起作用 。
5’→3’方向加上正确核苷酸。 （9）DNA重新组装
复制过程：
模板DNA
前导链模板
解旋酶 引物 后随链模板
单链结合蛋白
DNpolymerase
连接酶
新合成的 前导链 冈崎片段 DNA聚合酶 已连接的 冈崎片段
2. 5.复制类型：
原核生物：单点的双向或单向（θ 结构） 真核生物：多点的双向 噬菌体和线粒体：滚环复制 D环复制
转录过程：起始→延伸→ 终止
A、 合成开始后,σ亚基释放，然后都由核心酶催化。 B、核心酶沿模板移动，选择NTP，暂时形成DNA-RNA杂交链。
(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi
模板链 基因3'端
合成方向
基因5'端
RNA
转录过程：起始→延伸→ 终止
C、 RNA聚合酶向前移动，沿着DNA向前解链推进，RNA链延长。 DNA互补链取代杂交链中的RNA，恢复双螺旋结构。
1.1.原核生物与真核生物遗传物质的主要区别 原核生物
DNA折叠程度 低，共价闭合双链 基因组大小 一条，较小
真核生物
高度折叠，染色体 多条，较大
基因类型
重复序列 非编码序列 结合蛋白
多顺反子
少 少 裸露
单顺反子
多 多 与蛋白结合（组蛋白等）
2.DNA的复制
概念：以DNA为模板合成的一条与模板序列互补的 DNA链。 主要原料：d NTP (ATP/TTP/GTP/CTP) (组蛋白) 所需工具： DNA模板 DNA聚合酶 DNA解旋酶和拓扑异构酶 单链结合蛋白 引物酶(引发酶) DNA连接酶 复制场所：细胞核
转录的场所：细胞核
3.1.转录所需工具——（一）模板链
转录区域：以基因为单位进行 模板链 ： DNA双链中只一条链可做转录 模板（负链、无义链）。
编码链
模板链
编码链：
无转录功能的DNA链（正链、 有义链）。
编码链
二者可在同一条链上，但并非 每个基因都会被转录（转录调 控）。
模板链
3.1.转录所需工具——（二）RNA聚合酶
RNaseⅢ
（二）真核生物rRNA的转录后加工 1.组成和分布:18S,5.8S,28S,其编码基因位于核仁组织区（NOR）； 5S，其编码基因位于NOR以外区域；
2.排列方式：
（3）.rRNA剪切：
剪除转录间隔区 剪除内含子（部分生物具有，如四膜虫大 核26SRNA基因） 自我剪切和核酶：前体RNA剪接过程中不
氨基酸原料的运载，一种tRNA只负责一种氨基酸的运载，而一种氨 基酸可能有几个tRNA可以运载；
（2）、结构特点：三叶草结构（二级结构）倒L型（三级结构）
需GTP或ATP外源能量，是内含子自我
催化的形式，称为自我剪切（selfsplicing）,在RNA自我剪切过程中， RNA分子内共价键断裂后又重新连接 起来，这类具有催化作用的RNA又被 称为RNA催化剂（ribozyme,又称核酶）
3.6.3.tRNA转录后加工 （1）、定义及作用：转运核糖体RNA，主要参与蛋白质翻译过程中
(4)、部分核苷酸甲基化：
形成6-甲基腺嘌呤，可能与剪切识别有关
3.6.2.rRNA转录后加工
核糖体RNA(rRNA)：组成核糖体的核糖核苷酸，约占核糖体分子
量的50-65%.作用是参与核糖体的组装，保持核糖体的稳定结
构，在蛋白质翻译中协助核糖体与mRNA的识别；
（一）原核生物rRNA的转录后加工 (1)、组成:16SrRNA，23SrRNA，5SrRNA； (2)、 三种基因排列在一个操纵子上，间以 tRNA，连续转录 ： 16SrRNA-tRNA-23SrRNA-5SrRNA-tRNA。
（二）真核生物的DNA聚合酶
DNA－po1δ：延长领头链和随从链；
核DNA复制
DNA—poIα：合成RNA引物； DNA－polε：校读、修复和填补缺口。 相当于细菌DNA聚合酶Ⅰ DNA—polβ：在没有其他DNA－pol时发挥催化功能。 DNA—po1γ：催化线粒体DNA的合成。
（三）DNA聚合酶Ⅲ的夹环结构
5’
合成方向
RNA链的延长
3’
转录过程：起始→延伸→ 终止
终止子：提供终止信号的序列（回文序列形成的发夹结构） 1.非依赖ρ因子（终止子）的转录终止（强终止子） 2.依赖ρ因子的转录终止（弱终止子）
释放RNA分子
RNA聚合 酶
脱离
A、不需ρ因子（终止子）的终止
a 、发夹结构的形成：
DNA上的回文序列使RNA产物3’ 端自身碱基互补，形成发 夹结构，杂合链趋于解体。 b 、产物的寡聚U片段促进RNA 从DNA上脱落： 杂交链中A- U间氢键相对较弱，新生RNA易从模板上脱落，不 需ρ因子即可终止。
转录过程：起始→延伸→ 终止
A、全酶与启动子识别、结合； B、DNA局部解开双螺旋； C、 在RNA聚合酶作用下发 生第一次聚合反应，形成 转录起始复合物
RNA聚合酶
起始位点
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + ppi
DNA
转录起始复合物:
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
线粒体和叶绿体RNA聚合酶
3.1.转录所需工具——（三）终止子（ ρ因子）
ρ 因子是一个6聚体蛋白，其功能： 1）NTPase活性；2）解旋酶活性。 终止过程： 1）在RNA存在下，水解NTP产能，使ρ 因子与 RNApol 结合； 2）解旋酶活性使RNA：DNA杂合链拆开，释放RNA，酶 和ρ 因子一起从DNA上脱落下来。
3 5
3.5 真核细胞的转录的特点
（1）、转录基因一般为单顺反子
（2）、因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。
（3）、一个基因上可同时进行多个转录过程，产生多条RNA链。 （4）、蛋白质编码基因多是不连续的，编码部分（外显子）被 不编码基因（内含子）隔断。
3.6 转录后加工
3.6.1.mRNA转录后加工 （一）原核生物mRNA的转录后加工 绝大多数原核生物mRNA不需进行转录后的修饰和加工，甚至在 转录过程中翻译已经开始
2.3.2. 方向性：5’→3’
在DNA合成过程中，由DNA聚合酶催化的核苷酸加入反应只发 生在有3’末端羟基上，因此DNA新链的合成只能沿着5’→3’方向进 行。 5’
子 链 母 链
3’
NTP 加入
2.3.3. 半不连续性（前导链，滞后链，冈崎片段（1Kb））
产生原因：DNA复制的方向性
2.4.DNA的复制过程
2.4.2.复制主要步骤：
(1)解旋：由拓扑异构酶解除超螺旋；
(2)解链：由DNA解螺旋酶催化，SSB与单链DNA结合，防止双链
间氢键再形成； (3)识别起点：由DNA指导的引物酶完成； (4)引物合成：以DNA为模板，在引物酶催化下由DNA转录生成510个核糖核苷酸链； (5)DNA链延长：在引物3’-OH基上，按碱基互补原则经DNA聚合 酶（主要是酶Ⅲ）催化DNA链从5’→3’延伸。 前导链为连续的；后滞链为不连续的冈崎片段。
(6)切除引物，补齐缺口：由DNA聚合酶（主要是酶Ⅰ）催化，
切去RNA引物；按碱基互补原则，沿5’→3’方向，补齐缺
口。 (7)切口连接：由DNA连接酶催化，将补齐缺口的3’-OH基与下 一个冈崎片段的5’-P以磷酸二酯键连接起来，最终形成完 整的、与模板互补的DNA新链。
(8)校正并修复DNA：由DNA聚合酶校正并切除错配，再按
DNA RNA
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RNA聚合酶
核糖体
（二）真核生物mRNA的转录后加
工 （1）、5’加帽：（7甲基鸟嘌呤）
封闭5端，
阻止核酸酶的消化，保持mRNA稳定， 利于内部剪切及与核糖体的结合。
（2）、3’加尾:（polyA）
特异性的切割和多腺苷酸化 专一因子+切割信号AAUAAA切割点 GUUGUU）
不 需 ρ 因 子 的 终 止
发夹结构
寡聚U片段
需 ρ 因 子 终 止
3.4 原核细胞的转录特点
（1）、转录单位：操纵子，包括若干个结构基因机器上游 的调控序列 （2）、大多mRNA转录后不需要加工，直接进行翻译 （3）、因没有核膜相隔，转录与翻译同步的现象。
调控序列
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