转录、翻译和进化

白眼
黄身 红宝石眼
截翅
朱红眼 深红眼
并绘出第一个果蝇
棒眼
各种基因在染色体
短硬毛
上相对位置的图。 说明基因在染色体上呈线性排列。
孟德尔遗传规律的现代解释
基因分离规律的实质：在杂合体的细胞中，位 于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的 独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位 基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入 两个配子中，独立的随配子遗传给后代。
翻译
RNA
蛋白质
逆转录
复制
复制
可遗传的变异：一般由于生殖细胞内遗传物 质的改变引起，可以遗传给 后代的变异。
基因突变 基因重组 染色体变异
实际问题 人类遗传病 杂交育种 诱变育种 基因工程 细胞工程
现代生物进化理论
达尔文的自然选择学说
事实1：生 物都有过度 繁殖的倾向
事实2：物 种内的个体 数能保持相 对稳定
基因自由组合规律的实质：位于非同源染色体 上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的； 在减数分裂的过程中，同源染色体上的等位基 因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位 基因自由组合。
基因、性状间的关系
成对基因 相同
纯合子 基
因 杂合子 型
含等位 基因
环境 影响
性
状 分
后代出现 多种类型
表 现
离
型
遗传物质
结构和功
能的基础
组 合
基因
同源染色体 等位 相同位置 基因
决定
性状
同一性状 不同表现
生物体的 形态结构、 生理特征
相对 性状
显性 基因
隐性 基因
控
隐性 制 性状
显性 性状
基因的本质
基因是什么？
染色体主要是由蛋白质和DNA组成的，这两种物质 中哪一种是遗传物质呢？
肺炎双球菌的转化实验
格里菲思实验：（1928）
青 春 风 采
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高考总分：
692分(含20分加分) 语文131分 数学145分 英语141分 文综255分
毕业学校：北京二中 报考高校：
北京大学光华管理学 院
北京市文科状元 阳光女孩--何旋
来自北京二中，高考成绩672分，还有20 分加分。“何旋给人最深的印象就是她 的笑声，远远的就能听见她的笑声。” 班主任吴京梅说，何旋是个阳光女孩。 “她是学校的摄影记者，非常外向，如 果加上20分的加分，她的成绩应该是 692。”吴老师说，何旋考出好成绩的秘 诀是心态好。“她很自信，也很有爱心。 考试结束后，她还问我怎么给边远地区 的学校捐书”。
4、非等位基因在形成配子时自由组合，非同 源染色体在减数分裂后期也是自由组合的。
基因位于染色体上的实验证据
摩尔根关于果蝇眼色的相关实验
摩尔根他们的实验将一个特定的基因和一条特定的 染色体联系起来从而用实验证明了基因在染色体上。
其后，摩尔根和他 的学生经过十多年 的努力，发明了测 定基因位于染色体 上相对位置的方法，
RNA 聚合酶
G
DNA与RNA的碱基互补配对：A—U；G—C；C—G；T—A
A A T C AA T AG UU
G
组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来
A A T C AA T AG UU
G
A A T C AA T AG U UA
G
A A T C AA T AG U UA G
G
A A T C AA T AG U UA G U
tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 相应位置 .
亮氨酸
缩合
天门冬 酰氨
A AU CU A U U A G AU AUC
两个氨基酸分子缩合
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
CU A UAG U U A G AU AUC
核糖体随着 mRNA滑动. 另一个 tRNA 上的碱基与 mRNA上的 密码子配对.
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
CU A UAG U U A G AU AUC
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
UAG U U A G AU AUC
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
U U A GAU AUC
以mRNA为模板形成了有一 定氨基酸顺序的蛋白质 .
<:3)~~
语文
基因和染色体的关系
基因和染色体行为存在明显的平行关系
1、基因在杂交过程中保持完整性和独立性。 染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳 定的形态结构。
2、在体细胞中基因成对存在，染色体也是成 对的。在配子中，原来成对的基因只有一个， 成对的染色体也只有一条。
3、体细胞中成对的基因一个来自父方、一个 来自母方。同源染色体也是如此。
反密码子
细胞质中的mRNA
细胞质
U U A G AU AUC mRNA
核糖体
U U A G AU AUC
mRNA 与核糖体结合.
亮氨酸
A AU U U A G AU AUC
tRNA 上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .
亮氨酸
天门冬 酰氨
A AU CU A U U A G AU AUC
IV
IV
II
III
II
III
W
W
w
XX
XY
如果控制眼色的基因位于X染色体上，而Y染色 体不含它的等位基因，则可以解释上述遗传现象。
图解3 P XWXW红眼（雌）
X XwY白眼（雄）
配子 XW
Xw Y
F1
XWXw红眼 （雌）
XWY红眼 （雄）
F2
XW
Y
XW
XWXW红眼 （雌）
XWY红眼 （雄）
Xw
XWXw红眼
“转化因子”将无毒性的R型活细菌转化为有 毒性的S型活细菌。
艾弗里实验： （1944）
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
噬菌体浸染细菌的实验
赫尔希和蔡斯：（1952）
DNA是遗传物质
烟草花叶病毒实验 对于RNA病毒来说，RNA是遗传物质。
因为绝大多数生物的遗传物质 是DNA，所以说DNA是主要 遗传物质。
P
现象： F1
高茎 X 矮茎 高茎 x
F2 高茎（3） 矮茎（1）
问题：为什么F1代只出现显性性状？为什么F2代出 现性状分离？为什么分离比总是接近3:1?
假设：1、生物的性状由遗传因子决定（例：D、d）2、体
细胞中遗传因子是成对存在（例：DD、dd，遗传因 子组成相同的个体——纯合子；Dd，遗传因子组成不 同的个体——杂合子。）3、生物体形成生殖细胞时， 成对的遗传因子彼此分开，配子中只会含有每对遗传 因子中的一个。4、受精时雌雄配子的结合是随机的。
图解
设计：设计实验验证假设 测交实验
图解
结果：测交后代两种性状的分离比接近1:1
结论： 在生物体细胞中，控制同一性状遗传 的因子成对存在，不相融合；在形成配 子时，成对的遗传因子发生分离，分离 后的遗传因子分别进入不同的配子中， 随配子遗传给后代。
分离规律
两对相对性状的杂交实验
孟德尔实验中对每一对相对性状单独进行分析， 结果发现每对相对性状的遗传都遵循分离规律。
事实3：资 源是有限的
推论1：个 体间存在生 存斗争
事实4：个 体间普遍存 在差异
事实5：许 多变异是可 以遗传的
推论2：具有有利 变异的个体生存并 留下后代的机会多
推论3：有利变异逐 代积累，生物不断 进化出新类型
现代生物进化理论的主要内容
种群是生物进化的基本单位
几个相关概念：
种群：生活在一定区域内同种生物的全部个体 种群的基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因 基因频率：在一个种群基因库中，某基因占全部等位基因数
Dd X 高茎
D
d
D
d
DD Dd Dd dd 高茎 高茎 高茎 矮茎
图解2 测交 配子 测交后代
Dd
dd
F1代高茎 X 隐性纯合子
D
d
d
Dd 高茎
dd 矮茎
果蝇杂交实验图解 P 红眼（雌） X 白眼（雄）
F1
红眼（雌、雄）
F1雌雄交配
F2 红眼（雌、雄） 白眼（雄）
3/4
1/4
如何解释？
雌雄果蝇体细胞的染色体图解
小魔方站作品 盗版必究
谢谢您下载使用！
更多精彩内容，微信扫描二维码获取 扫描二维码获取更多资源
附赠 中高考状元学习方法
前言
高考状元是一个特殊的群体，在许多 人的眼中，他们就如浩瀚宇宙里璀璨夺目 的星星那样遥不可及。但实际上他们和我 们每一个同学都一样平凡而普通，但他们 有是不平凡不普通的，他们的不平凡之处 就是在学习方面有一些独到的个性，又有 着一些共性，而这些对在校的同学尤其是 将参加高考的同学都有一定的借鉴意义。
你怎样解释这一现象？ 试利用孟德尔的研究方法加以解释并验证
结论：控制不同性状的遗传因子的分离和组合互不 干扰，在形成配子时，决定同一性状的成对的 遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子 自由组合。
自由组合规律
孟德尔遗传规律的再发现
1866年，孟德尔发表了论文，但当时并没有 引起人们的重视。 1900年，三位科学家分别重新发现了孟德尔 的工作。 1909年，丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子” 一词换为“基因”并提出了 表现型 指生物个体表现出来的性状 基因型 与表现型有关的基因组成 等位基因 控制相对性状的基因
的比率 进化的原材料：基因突变产生新的等位基因，基因重组使种
群出现大量可遗传的变异
自然选择决定种群生物进化的方向
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导 致生物朝着一定的方向不断进化
隔离是物种形成的必要条件
完成了吗？
图解1 P
配子 F1 配子
F2
DD 高茎
dd X 矮茎
D
Dd 高茎
d
DNA分子的结构
时间线 1930’s 对核酸化学组成研究表明脱氧核苷酸由脱氧核糖、
磷酸和4种碱基构成。
1950初威尔金斯和弗兰克林对DNA晶体的X射线衍射分析表
标志着分子生物学的诞生 明DNA分子结构是规则的，整个DNA是长链高分子由
许多小单位叠合而成。
1951年沃森和克里克建立一个DNA三链模型。
XwY白眼
（雌）
（雄）
转录：在细胞核内，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。
DNA的平面结构图
A A T C AA T AG T T A G AT AT C
以DNA的一条链为模板合成RNA
DNA
A A T C AA T AG
G
游离的核糖核苷酸
A A T C AA T AG
遗传、变异和进化
高三复习
遗传的 基本规律
孟德尔的豌豆杂交实验
有关的名词解释 相对性状：一种生物的同一种性状的不同表
现类型 显性性状：在 F1中显现出来的性状 隐性性状：在 F1中未显现出来的性状 性状分离：杂种后代中，同时出现显性形状
和隐性形状的现象
孟德尔选择了豌豆的7对相对性状做杂交实验
一对相对性状的杂交实验
要区分DNA复制是半保留还是全保留，就 需要区分亲代DNA与子代DNA。 实验证据： 1958年以大肠杆菌为实验材料，运用放射 性同位素示踪技术进行实验。
DNA分子半保留复制
基因与DNA的关系：基因是有遗传效应的 DNA片段
基因的表达
基因指导蛋白质合成 遗传信息的转录
遗传信息的翻译
中心法则
转录
DNA
细胞核
细胞质
U U A G AU AUC mRNA
密码子
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA
密码子：mRNA上决定氨基酸的 三个相邻的碱基
亮氨酸
天门冬 酰胺
氨基酸
转运 RNA （tRNA)
异亮氨酸
A AU
CUA
UAG
tRNA的一端运载着氨基酸
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨 酸
A AU C U A UAG
班主任： 我觉得何旋今天取得这样的成绩， 我觉得，很重要的是，何旋是土生土长的北京 二中的学生，二中的教育理念是综合培养学生 的素质和能力。我觉得何旋，她取得今天这么 好的成绩，一个来源于她的扎实的学习上的基 础，还有一个非常重要的，我觉得特别想提的， 何旋是一个特别充满自信，充满阳光的这样一 个女孩子。在我印象当中，何旋是一个最爱笑 的，而且她的笑特别感染人的。所以我觉得她 很阳光，而且充满自信，这是她突出的这样一 个特点。所以我觉得，这是她今天取得好成绩 当中，心理素质非常好，是非常重要的。
mRNA
G
形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到 mRNA上。
翻译：在细胞质中,以mRNA为模 板,合成具有一定氨基酸顺 序的蛋白质的过程。
mRNA在细胞核中合成
A A T C A A T A G DNA U U A G AU AUC
细胞核
mRNA
核孔
细胞质
mRNA通过核孔进入细胞质 A A T C AA T AG
G
A A T C AA T AG U UA G UU
G
A A T C AA T AG U UA G UU A
G
A A T C AA T AG U UA G UU AU
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
G
DNA
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
弗兰克林提出了糖-磷酸主链在外侧，碱基在内侧的重 要假设。
格里菲斯发现碱基之间的配对是不同碱基相互吸引。
1952年查伽夫DNA的4中碱基数不相等，其中A总是等于T，
C总是等于G。
1953年多诺林的启发下沃森和克里克最终建立了DNA双螺旋
结构模型，发表与同年4月25日的《自然》杂志上。
DNA分子的复制