遗传的分子基础PPT
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碱基互）补配对： U－A、A－U
遗传信息流动： mRNA
蛋白质
第二十五页，共27页。
基因的表达
4.相关计算：
(1)基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系：
基因中编码蛋白质的碱基数量： 6m
mRNA上的碱基数量： 3m
mRNA上的密码子数量： m
m 合成的蛋白质中的氨基酸数量：
参与转运氨基酸的tRNA数量： m
种只起终止的作用
不决定为终止密码
子。
遗传密码的特性
通用性
简并性
UU A G A U A UC
mRNA
第二十三页，共27页。
基因的表达
新问题：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质
的“生产线----核糖体”上？
结合氨基 酸的部位
每种tRNA只能识别并转运 一种特定的氨基酸!
反密码子
一共有多少种tRNA?
烟
感染
病 毒 TMV的RNA+RNA酶
感染
草
TMV
烟草未感染 烟草被感染 烟草未感染
第十页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
真核生物
（核 物两有酸的种核细是遗酸胞同一 传生时存物切 物在）生 质物 是原的D核N生遗A，物传所物以质D遗，N传A绝是物大主质多要是D数的NA生遗
传物质。
非细胞生物
（只有一种核酸）
a×2n－1。
第十七页，共27页。
DNA分子的复制
3.与DNA复制相关的计算：
(3)如果DNA分子解旋时，一条链上的碱基发生差错，经n次
复制后，发生差错的DNA分子占 。1/2
第十八页，共27页。
例：如果将1个含有1对同源染色体的精原细胞的ＤＮＡ分
子用15Ｎ标记，并提供14Ｎ的原料，让其连续进行两次有丝
T1 C1
A2 G2 T2 C2
=1/k
③若A＋T=a% 则A1＋T1=A2＋T2= 若G＋C=b% 则G1＋C1=G2＋C2=
a/2%；
b/2%。
如果是占对应链的百分比，则相等。
第十四页，共27页。
DNA分子的复制
2.复制过程 ：
模板： 原料： 能量：
酶：
1.场所： 细胞核(主要)
线粒体、叶绿体
第二页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程 2.噬菌体侵染实验
第三页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验
研究方法： 放射性同位素标记法
标记谁？如何标记？ 蛋白质的组成元素：C、H、O、N、S （标记35S ） DNA的组成元素：C、H、O、N 、P （标记32P）
第四页，共27页。
2.时期：间期(有丝、减数) 3.条件：模板 DNA的两条母链
原料 游离脱氧核苷酸
能量 ATP 酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶
4.复制过程：
解旋→合成互补子链→ 形成子代DNA
5.复制特点
①边解旋边复制
6.准②多确起复点制复原制因
①DNA双链提供精确的模板 ②碱基互补配对原则
第十五页，共27页。
第一代 第二代
原料：四种核糖核苷酸（A,G,C,U） 条件：ATP、酶(解旋酶，RNA聚合酶）
产物：mRNA
碱基互补配对：T－A、A－U
遗传信息流动：DNA
mRNA
第二十一页，共27页。
基因的表达
2.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。
mRNA：碱基的数量
②放射性标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌
子代噬菌体中有带放射性 大肠杆菌内也有放射性
上清液低放射性
P32 沉淀中有高放射性
第八页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯） 实验结果及分析：
分组 （对比实验）
结果
上清液
沉淀
结果分析
含32 P噬菌
体+细菌
几乎无32 P
32 P—DNA进入了
旋成规则的双螺旋结构。
b.DNA分子中的脱氧核糖和磷
酸交替连接，排列在外侧（主
链），构成基本骨架；碱基排
列在内侧（侧链）。
c.2条链上的碱基通过氢键连 接成碱基对，碱基配对遵循碱
基互补配对原则。
碱基互补配对原则： A与T配 对，G与C配对。
第十三页，共27页。
DNA分子结构的主要特点
1.DNA分子的结构
高放射性32 P 宿主细胞内
含35 S噬菌 高放射性35 S 体+细菌
几乎无35 S
35 S—蛋白质外壳 未进入宿主细胞， 留在了外面
实验结论：DNA分子具有连续性，是遗传物质
第九页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
所有生物的遗传物质都是DNA吗？
烟 草 TMV的蛋白质 花 叶 TMV的RNA
感染
分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含则15N的细胞数目可能是(
)
D
A.2个
C.4个
B.3个
D.前3项都对
第十九页，共27页。
或
第二十页，共27页。
基因的表达
1.遗传信息的转录：
在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的 原则合成RNA的过程，叫做转录。
场所：细胞核(主要）
模板：DNA的一条链54 1Leabharlann 32胞嘧啶脱氧核苷酸（C）
③脱氧核苷酸的物质组成：
脱氧核糖(五)、磷酸、含氮碱基 ④化学结构：四种脱氧核苷酸聚合而
成的脱氧核苷酸链
3’端
5’端
第十二页，共27页。
DNA分子结构的主要特点
1.DNA分子的结构
⑤空间结构: 双螺旋结构
a.DNA分子由2条脱氧核苷酸链 组成，2条链反向平行排列盘
35
S
35
S
35
S
35
S35
S
第六页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯）
②放射性标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌
子代噬菌体没有放射性
大肠杆菌内没有放射性
上清液中高放射性
S35 沉淀中低放射性
第七页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯）
决定氨基酸的密码子有61种, 所以tRNA 有61种
第二十四页，共27页。
基因的表达
2.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。
场所：核糖体(细胞质中 模板：m）RNA
原料：氨基酸（20种
条件：）ATP、酶 、tRNA
产物：蛋白质(多肽
DNA分子中的数量关系：
A1 = T2 T1 = A2 C1 = G2 G1 = C2
A=T，G=C
① A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%， (A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(G＋T)＝1
②若 A T ＝k,则 A1 T1 = A2 T2 = K
GC
G1 C1 G2 C2
A1 G1 = K
决定
排列顺序
决定
种类 4种
决定
蛋白质：氨基酸的数量 排列顺序 种类 20种
密码子
密码子
密码子
密码子
U U A G A U A U C 43=64
mRNA
密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 。
第二十二页，共27页。
密
密码子共64种，其中
码
决定氨基酸的有61种
子 表
（有两种同时决定 翻译起始位置也叫 起始密码子），另3
肽链数
合成的蛋白质中含有的肽键数： m-n
合成蛋白质过程中脱去的水分子数：m-n
第二十六页，共27页。
基因的表达
1.中心法则 遗传信息的传递规律（流动方向）命名为 中心法则（1957年克里克）。
复制
DNA
转录
翻译
RNA
中心法则图解
蛋白质
复制 转录
DNA
逆转录
复制 翻译
RNA
修正后的中心法则图解
蛋白质
第二十七页，共27页。
第三代
第四代
第十六页，共27页。
DNA分子的复制
3.与DNA复制相关的计算：
(1)1个DNA分子复制n次，得 2n个子代DNA分子，其中含有亲
代DNA单链的子代DNA分子数为 个，2 不含亲代DNA单链的
子代DNA分子数为
个2。n－2
(2)若DNA分子中含某种碱基a个时，则： ①复制n次需要含该碱基的游离脱氧核苷酸数(或碱基数)为 ②第an×次(复2n－制1时)；，需要含该碱基的游离脱氧核苷酸数(或碱基数) 为
遗传的分子基础
第一页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
1.肺炎双球菌转化实验
①格里菲思
已经被加热杀死的S型细菌 中，必然含有某种促成这一 转 化 的 活 性 物 质 —— 转 化 因子
②艾弗里
DNA是使R 型细菌产生稳定
遗 传 变 化 的 物 质 ， DNA 是 转 化因子。
实验结论：DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
DNA 病毒 RNA 病毒
遗传物质是RNA
AIDS病毒, 流感病毒 烟草花叶病毒，SARS病毒 ,
第十一页，共27页。
DNA分子结构的主要特点
3’端
5’端
1.DNA分子的结构
①基本组成元素： C、H、O、N、P ②基本组成单位： 脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸（A）
胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）
鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯）
①T2噬菌体的标记
a.在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养大肠杆菌
35S 35S
35S
35S 35S
S35
第五页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯）
①T2噬菌体的标记
b.分别用上述大肠杆菌菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体 和含35S的噬菌体.
遗传信息流动： mRNA
蛋白质
第二十五页，共27页。
基因的表达
4.相关计算：
(1)基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系：
基因中编码蛋白质的碱基数量： 6m
mRNA上的碱基数量： 3m
mRNA上的密码子数量： m
m 合成的蛋白质中的氨基酸数量：
参与转运氨基酸的tRNA数量： m
种只起终止的作用
不决定为终止密码
子。
遗传密码的特性
通用性
简并性
UU A G A U A UC
mRNA
第二十三页，共27页。
基因的表达
新问题：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质
的“生产线----核糖体”上？
结合氨基 酸的部位
每种tRNA只能识别并转运 一种特定的氨基酸!
反密码子
一共有多少种tRNA?
烟
感染
病 毒 TMV的RNA+RNA酶
感染
草
TMV
烟草未感染 烟草被感染 烟草未感染
第十页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
真核生物
（核 物两有酸的种核细是遗酸胞同一 传生时存物切 物在）生 质物 是原的D核N生遗A，物传所物以质D遗，N传A绝是物大主质多要是D数的NA生遗
传物质。
非细胞生物
（只有一种核酸）
a×2n－1。
第十七页，共27页。
DNA分子的复制
3.与DNA复制相关的计算：
(3)如果DNA分子解旋时，一条链上的碱基发生差错，经n次
复制后，发生差错的DNA分子占 。1/2
第十八页，共27页。
例：如果将1个含有1对同源染色体的精原细胞的ＤＮＡ分
子用15Ｎ标记，并提供14Ｎ的原料，让其连续进行两次有丝
T1 C1
A2 G2 T2 C2
=1/k
③若A＋T=a% 则A1＋T1=A2＋T2= 若G＋C=b% 则G1＋C1=G2＋C2=
a/2%；
b/2%。
如果是占对应链的百分比，则相等。
第十四页，共27页。
DNA分子的复制
2.复制过程 ：
模板： 原料： 能量：
酶：
1.场所： 细胞核(主要)
线粒体、叶绿体
第二页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程 2.噬菌体侵染实验
第三页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验
研究方法： 放射性同位素标记法
标记谁？如何标记？ 蛋白质的组成元素：C、H、O、N、S （标记35S ） DNA的组成元素：C、H、O、N 、P （标记32P）
第四页，共27页。
2.时期：间期(有丝、减数) 3.条件：模板 DNA的两条母链
原料 游离脱氧核苷酸
能量 ATP 酶 DNA解旋酶、DNA聚合酶
4.复制过程：
解旋→合成互补子链→ 形成子代DNA
5.复制特点
①边解旋边复制
6.准②多确起复点制复原制因
①DNA双链提供精确的模板 ②碱基互补配对原则
第十五页，共27页。
第一代 第二代
原料：四种核糖核苷酸（A,G,C,U） 条件：ATP、酶(解旋酶，RNA聚合酶）
产物：mRNA
碱基互补配对：T－A、A－U
遗传信息流动：DNA
mRNA
第二十一页，共27页。
基因的表达
2.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。
mRNA：碱基的数量
②放射性标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌
子代噬菌体中有带放射性 大肠杆菌内也有放射性
上清液低放射性
P32 沉淀中有高放射性
第八页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯） 实验结果及分析：
分组 （对比实验）
结果
上清液
沉淀
结果分析
含32 P噬菌
体+细菌
几乎无32 P
32 P—DNA进入了
旋成规则的双螺旋结构。
b.DNA分子中的脱氧核糖和磷
酸交替连接，排列在外侧（主
链），构成基本骨架；碱基排
列在内侧（侧链）。
c.2条链上的碱基通过氢键连 接成碱基对，碱基配对遵循碱
基互补配对原则。
碱基互补配对原则： A与T配 对，G与C配对。
第十三页，共27页。
DNA分子结构的主要特点
1.DNA分子的结构
高放射性32 P 宿主细胞内
含35 S噬菌 高放射性35 S 体+细菌
几乎无35 S
35 S—蛋白质外壳 未进入宿主细胞， 留在了外面
实验结论：DNA分子具有连续性，是遗传物质
第九页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
所有生物的遗传物质都是DNA吗？
烟 草 TMV的蛋白质 花 叶 TMV的RNA
感染
分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含则15N的细胞数目可能是(
)
D
A.2个
C.4个
B.3个
D.前3项都对
第十九页，共27页。
或
第二十页，共27页。
基因的表达
1.遗传信息的转录：
在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的 原则合成RNA的过程，叫做转录。
场所：细胞核(主要）
模板：DNA的一条链54 1Leabharlann 32胞嘧啶脱氧核苷酸（C）
③脱氧核苷酸的物质组成：
脱氧核糖(五)、磷酸、含氮碱基 ④化学结构：四种脱氧核苷酸聚合而
成的脱氧核苷酸链
3’端
5’端
第十二页，共27页。
DNA分子结构的主要特点
1.DNA分子的结构
⑤空间结构: 双螺旋结构
a.DNA分子由2条脱氧核苷酸链 组成，2条链反向平行排列盘
35
S
35
S
35
S
35
S35
S
第六页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯）
②放射性标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌
子代噬菌体没有放射性
大肠杆菌内没有放射性
上清液中高放射性
S35 沉淀中低放射性
第七页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯）
决定氨基酸的密码子有61种, 所以tRNA 有61种
第二十四页，共27页。
基因的表达
2.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。
场所：核糖体(细胞质中 模板：m）RNA
原料：氨基酸（20种
条件：）ATP、酶 、tRNA
产物：蛋白质(多肽
DNA分子中的数量关系：
A1 = T2 T1 = A2 C1 = G2 G1 = C2
A=T，G=C
① A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%， (A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(G＋T)＝1
②若 A T ＝k,则 A1 T1 = A2 T2 = K
GC
G1 C1 G2 C2
A1 G1 = K
决定
排列顺序
决定
种类 4种
决定
蛋白质：氨基酸的数量 排列顺序 种类 20种
密码子
密码子
密码子
密码子
U U A G A U A U C 43=64
mRNA
密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 。
第二十二页，共27页。
密
密码子共64种，其中
码
决定氨基酸的有61种
子 表
（有两种同时决定 翻译起始位置也叫 起始密码子），另3
肽链数
合成的蛋白质中含有的肽键数： m-n
合成蛋白质过程中脱去的水分子数：m-n
第二十六页，共27页。
基因的表达
1.中心法则 遗传信息的传递规律（流动方向）命名为 中心法则（1957年克里克）。
复制
DNA
转录
翻译
RNA
中心法则图解
蛋白质
复制 转录
DNA
逆转录
复制 翻译
RNA
修正后的中心法则图解
蛋白质
第二十七页，共27页。
第三代
第四代
第十六页，共27页。
DNA分子的复制
3.与DNA复制相关的计算：
(1)1个DNA分子复制n次，得 2n个子代DNA分子，其中含有亲
代DNA单链的子代DNA分子数为 个，2 不含亲代DNA单链的
子代DNA分子数为
个2。n－2
(2)若DNA分子中含某种碱基a个时，则： ①复制n次需要含该碱基的游离脱氧核苷酸数(或碱基数)为 ②第an×次(复2n－制1时)；，需要含该碱基的游离脱氧核苷酸数(或碱基数) 为
遗传的分子基础
第一页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
1.肺炎双球菌转化实验
①格里菲思
已经被加热杀死的S型细菌 中，必然含有某种促成这一 转 化 的 活 性 物 质 —— 转 化 因子
②艾弗里
DNA是使R 型细菌产生稳定
遗 传 变 化 的 物 质 ， DNA 是 转 化因子。
实验结论：DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
DNA 病毒 RNA 病毒
遗传物质是RNA
AIDS病毒, 流感病毒 烟草花叶病毒，SARS病毒 ,
第十一页，共27页。
DNA分子结构的主要特点
3’端
5’端
1.DNA分子的结构
①基本组成元素： C、H、O、N、P ②基本组成单位： 脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸（A）
胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）
鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯）
①T2噬菌体的标记
a.在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养大肠杆菌
35S 35S
35S
35S 35S
S35
第五页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
2.噬菌体侵染实验（赫尔希和蔡斯）
①T2噬菌体的标记
b.分别用上述大肠杆菌菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体 和含35S的噬菌体.