遗传信息的传递与表达(全)
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。
遗传信息的传递与表达
遗传信息的传递与表达遗传信息是指生物个体在繁殖过程中所传递给后代的基因信息。
这些基因信息以DNA的形式存在于生物体内，通过细胞的复制和传递来实现遗传。
在传递过程中，遗传信息在细胞分裂中的遗传物质DNA中进行复制和传递，并通过细胞核和细胞质中的相关结构和分子进行表达。
I. 遗传信息的传递遗传信息的传递是通过生物个体的繁殖来实现的。
在有性生殖中，基因信息通过两个亲本个体的配子结合而传递给下一代。
具体过程包括以下几步：1. 基因的复制：在细胞分裂过程中（有丝分裂或减数分裂），DNA 会复制自身，使每个新生细胞都有完整的遗传信息。
2. 配子形成：在减数分裂过程中，基因信息会在生殖细胞（配子）中进行分离和整合，形成具有继承特征的单倍体配子。
3. 受精交配：两个亲本个体的配子结合成为受精卵，继承了父母两者的遗传信息。
4. 个体发育：受精卵会分裂和发育，逐渐形成一个新的个体，其细胞中携带着已传递的遗传信息。
II. 遗传信息的表达遗传信息通过基因表达来实现。
基因表达是指基因信息转化为蛋白质的过程。
主要包括以下几个步骤：1. 转录：在细胞核中，DNA的信息被转录成为RNA分子，即mRNA。
2. RNA剪接：在转录后，mRNA分子会被修饰和加工，包括剪接、拼接和修饰等步骤，形成成熟的mRNA分子。
3. 翻译：mRNA分子离开细胞核，进入细胞质中的核糖体。
在核糖体的参与下，mRNA的信息被翻译成为氨基酸序列，从而合成蛋白质。
4. 蛋白质修饰和定位：在合成初期或合成后，蛋白质会经过一系列的修饰和定位过程，使其成为具有特定功能的成熟蛋白质。
5. 蛋白质功能发挥：成熟的蛋白质通过特定的机制发挥其功能，如酶的催化作用、结构蛋白的支持作用等。
总结：遗传信息的传递与表达是生物世界中基本的遗传过程。
通过遗传信息的传递，生物个体将自身的遗传特征传递给下一代，保证了物种的延续。
而遗传信息的表达则使基因信息转化为蛋白质的形式，进而实现生物体内各种生化过程的正常进行。
人教版教学课件遗传信息的传递与表达
遗 传 传进根每 递行据条 信 遗半碱单 息 传保基链 的 信留互都 传 息复补作 递 制配为 对模 : 板 DNA 的 复 制
真核生物的有丝分裂：新细胞的产生
转录
翻译
遗 传 信 息 的 转 录 与 翻 译
遗传信息的转录
• 在真核细胞细胞中， RNA是在细胞核 中，以DNA的一条链为模板合成的， 这一过程称为转录（transcription）。 • 转录产物为三类RNA： tRNA、rRNA和mRNA。在rRNA与 tRNA的辅助下，mRNA所携带的信息 将被翻译成蛋白质。
A-U C-G U-A G-C 多肽链
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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，这一过程叫 做翻译（translation）。 • 以碱基排列顺序储存的遗传信息 是怎样被翻译成蛋白质中井井有 条的氨基酸序列呢？
翻译的过程
每个tRNA 带有特定反密码子 还带有对应的氨基酸
mRNA上密码子与tRNA上反密码子互补配对
两种核酸 的区别： DNA： 脱氧核糖 胸腺嘧啶 （T） RNA： 核糖 尿嘧啶 （U）
DNA
RNA聚合酶 与 mRNA转录
编码链
密码子p65
模板链
像折 三叠 叶后 草 的 叶 形
氨基酸 结合位点
转 运 R N A
三维形态
反密码子 反密码子
t R N A
核 糖 体 R N A r R N A
基因表达 过程 （总结）
完成《学习与评价》p53-8
复制 场所 模板 细胞核 转录 细胞核 翻译 细胞质 （核糖体） mRNA
DNA的 DNA的 两条链 一条链 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
遗传信息的传递与表达
遗传信息的传递与表达遗传信息是生物界中一项非常重要的内容，它决定了物种的特征和个体的发展。
这个过程涉及到DNA的复制、转录和翻译等一系列的分子生物学过程。
本文将从遗传信息的传递和表达两个方面来探讨这个主题。
一、遗传信息的传递遗传信息的传递主要通过DNA的复制来实现。
DNA是生物体内存储遗传信息的分子，它由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成的序列编码了生物体的遗传特征。
在细胞分裂过程中，DNA会复制自身，确保每个新生细胞都能获得完整的遗传信息。
这个过程是通过DNA双链的解旋、碱基配对和连接来完成的。
DNA复制过程中的碱基配对是遗传信息传递的关键环节。
腺嘌呤与胸腺嘧啶之间形成两个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶之间形成三个氢键，这种碱基配对的规则决定了DNA分子的稳定性和可靠性。
在复制过程中，DNA的两条链分开，每条链作为模板，引导新合成的链的碱基配对。
这样，原有DNA分子就会产生两个完全相同的复制体，确保了遗传信息的传递。
二、遗传信息的表达遗传信息的表达是指DNA中的遗传信息通过转录和翻译过程被转化为蛋白质的过程。
这个过程需要依赖RNA分子的参与。
转录是指DNA序列被复制成RNA分子的过程。
在细胞中，RNA聚合酶会识别DNA上的启动子区域，并在此处开始合成RNA。
RNA分子与DNA的一条链进行互补配对，形成RNA-DNA杂交复合物，然后RNA聚合酶在DNA模板链上逐渐移动，合成RNA链。
这样，DNA中的遗传信息就被转录到RNA分子上。
翻译是指RNA分子被转化为蛋白质的过程。
在细胞中，RNA会被核糖体识别并翻译成蛋白质。
RNA分子上的密码子与tRNA分子上的反密码子进行互补配对，tRNA分子携带特定的氨基酸，当其反密码子与RNA上的密码子匹配时，氨基酸就会被加入到正在合成的蛋白质链上。
这样，RNA分子上的遗传信息就被转化为蛋白质的氨基酸序列。
遗传信息的表达过程是高度精密和协调的。
它在细胞中发挥着重要的生物学功能，决定了蛋白质的合成和生物体的特征。
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。
遗传信息的传递与表达
遗传信息的传递与表达在生物学中，遗传信息的传递与表达是一个重要的概念。
从一个生物体到下一代，遗传信息经过一系列的传递和表达过程，决定了个体的遗传特征。
本文将详细讨论遗传信息的传递与表达的机制和重要性。
一、遗传信息的传递遗传信息的传递是指从父母到后代的信息传递过程。
这个过程主要发生在生殖细胞（精子和卵子）中。
遗传信息以染色体为单位进行传递。
每个人体细胞都有23对染色体，其中一对是性染色体（X和Y染色体），其余22对为常染色体。
父母的染色体通过配子（精子和卵子）的形成进入下一代。
在生殖细胞形成过程中，发生了两次有丝分裂和一次减数分裂。
有丝分裂过程中染色体复制并分离，减数分裂过程中染色体互相配对并交换片段，最终分裂成四个细胞，其中两个细胞成为精子或卵子，另外两个退化。
这样，每个精子或卵子中只含有父母染色体的一半。
通过受精，父母的染色体合并在一起形成受精卵，受精卵再经过一系列细胞分裂、增殖和分化，最终形成一个新的个体。
这个个体携带了父母染色体和遗传信息的组合，在这个基础上继续传递给下一代。
二、遗传信息的表达遗传信息的表达是指从遗传物质DNA到蛋白质的转化过程。
DNA是生物体内存储遗传信息的分子，而蛋白质则是生物体内功能最为多样且具有重要作用的分子。
DNA中的遗传信息以基因的形式存在，每个基因编码特定的蛋白质。
基因通过转录和翻译的过程，将遗传信息表达成蛋白质。
转录是指DNA上的一段特定序列被转录为RNA分子，翻译是指RNA分子被翻译为蛋白质。
在转录过程中，DNA的双链解开，RNA聚合酶沿DNA模板链合成RNA分子，形成mRNA。
mRNA随后离开细胞核，进入细胞质中的核糖体进行翻译。
翻译过程中，mRNA的三个碱基为一个密码子，对应一个氨基酸，由tRNA（转运RNA）带来。
tRNA上的抗密码子与mRNA上的密码子互补配对，使相应的氨基酸连在一起，形成多肽链，最终折叠成特定的蛋白质结构。
通过基因转录和翻译，遗传信息从DNA传递到蛋白质，决定了个体的遗传特征和功能。
遗传信息的传递和表达
mRNA在细胞核中合成 A A T C A A T A G DNA 细胞核 U U A G A U A U C
mRNA
核孔
细胞质
mRNA通过核孔进入细胞质 细胞核 A A T C A A T A G
U U A G A U A U C 细胞质 mRNA
基因
控制
蛋白质合成
碱基4种
决定
氨基酸20种
1个碱基决定1种氨基酸 2个碱基决定1种氨基酸 3个碱基决定1种氨基酸
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
亮氨酸
天门 冬氨酸
异亮氨酸
A AU CU A UAG
反密码子
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.
基因控制蛋白质的合成
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。
转录的条件
场所：细胞核 模板：DNA的一条链 原料：游离的核糖核苷酸 产物：mRNA 原则：碱基互补配对
作用:
通过转录，DNA所蕴含的遗传信 息被正确地传递到RNA分子中— —mRNA（信使RNA）。
“—AUC ACC CAA UCG UAU AGA UGA—”是以某DNA片段 上的一条链为模板合成的一条mRNA，问： （1）模板DNA的互补链其碱基序列是？ （2）合成的肽链其氨基酸的序列是？
中心法则
DNA 转录 RNA
专题04 遗传信息的传递与表达(原卷版)
专题04 遗传信息的传递与表达1.格里菲思的体内转化实验结论：格里菲斯认为，有某种化学物质从加热灭活的S菌进入了活的R菌中，从而使R菌具有了S菌“使小鼠致死”的性状。
他将这种物质称为“转化因子”。
①体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
②R型细菌转化为S型细菌的实质是什么？转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，即基因重组。
2.艾弗里的体外转化实验结论：格里菲斯所说的“转化因子”不是蛋白质，而是DNA。
3.赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料，利用放射性同位素标记技术，证明DNA是遗传物质。
(1)实验材料：T2噬菌体（化学成分：蛋白质和DNA）(2)生活方式：寄生在大肠杆菌体内。
(3)噬菌体的侵染过程：第一部分知识提升目录第一部分知识提升01 重难专攻（6大重难点）02 易错辨析（2大易错点）03 技巧点拨（5大解题技巧）第二部分限时检测模拟考场，60分钟专练结论：T2噬菌体的遗传物质是DNA。
4.烟草花叶病毒侵染烟草的实验结论：决定子代TMV类型的物质是RNA，而不是蛋白质。
这说明 TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。
格里菲斯、艾弗里、赫尔希、蔡斯、弗伦克尔–康拉特和威廉姆斯等用科学实验探究了“遗传物质的化学本质”。
之后，科学家经过不断研究，明确了绝大多数生物的遗传物质是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA1.概念、时间和场所（1）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶；（单链DNA结合蛋白）；（2）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程；（3）时间：在真核生物中，发生在细胞分裂前的间期；（4）场所：真核生物主要在细胞核内，线粒体和叶绿体中也可进行；原核生物主要在拟核，也可在细胞质中进行；（5）模板：解开的每一段母链；（6）原料：4种脱氧核苷三磷酸（dATP,dTTP,dGTP,dCTP）引物：一小段RNA；（7）原则：碱基补配对原则（A-T,G-C）；2.特点：边解旋边复制、半保留复制。
遗传信息传递与表达
遗传信息传递与表达生命的形成与发展是一个既复杂又神秘的过程。
各种活体生命都是由细胞构成的，而细胞的基本单位是基因。
基因是储存生物体种种遗传信息的一个特殊分子。
我们今天所拥有的各种特质，都来自于我们先辈们遗传下来的基因，并且我们又会将这些基因信息传递给我们的后代。
而基因的传递与表达，则是控制生命起源与发展过程的主要机制。
DNA与RNA在孟德尔因果律的基础上，20世纪中叶，进化生物学家们发现了基因的本质——DNA。
脱氧核糖核酸，简称DNA，是构成人类、动物和植物的所有细胞的遗传物质。
DNA是一条由核苷酸序列构成的双链螺旋结构，每个核苷酸包含一个碱基，分为腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和酪嘌呤四种。
碱基之间通过氢键、疏水作用以及范德华力等进行相互结合，形成了DNA的双螺旋结构。
基因的表达还需要依靠DNA同样重要的“配角”——RNA。
核糖核酸，简称RNA，只有单链结构，而且是由核酸和糖组成的。
RNA通过DNA复制、转录和翻译等过程与DNA密不可分。
它可以作为信使RNA将基因密码带入细胞质，我们的细胞合成蛋白质就是依靠mRNA进行读取基因信息并“翻译”出来的。
此外，还有可调控DNA修饰和调节RNA合成的结构化RNA分子，也在上述过程中扮演了重要的角色。
基因的传递从亲代到子代，基因的传递是生命延续的重要基础。
基因也不是一成不变的，会受到多种环境因素的影响而产生变异。
基因助力了生物在生存与适应中进行漫长的进化。
基因传递的方式有两种，分别是有性和无性。
无性生殖：通过单个生命体的自我复制，即使基因突变，也不涉及到性基因的交换，所以变异速度比有性生殖慢很多。
有性生殖：通过生殖细胞（精子和卵子）之间的交配，两个生命体的DNA互相重组，形成新的个体，也就是子代。
有性生殖引入了更多的基因变异，但这意味着更多的机会去试错，找到生物体适应环境的方案。
基因的表达DNA传递的基因信息，需要在各种细胞、组织和器官中进行表达，才能影响生命体的形态、结构和功能。
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研究中的重要课题，涉及到基因的遗传、转录、翻译等过程，对于生物体的生长发育和进化具有重要意义。
本文将探讨遗传信息的传递与表达的基本原理、相关机制以及在生物学研究中的应用。
一、基因的遗传与表达基因是遗传信息的载体，它位于染色体上，由核酸序列组成。
基因可以通过遗传方式传递给后代，并在遗传信息的传递过程中发挥重要作用。
遗传信息的传递是通过基因的复制与遗传性状的表现来实现的。
基因的遗传信息通过DNA分子的复制来进行传递。
遗传信息的复制是由DNA聚合酶酶和其他辅助因子参与的。
在DNA复制过程中，DNA的双链解旋，DNA聚合酶根据模板链合成新的互补链，最终生成两个完全相同的DNA分子。
这样，当细胞分裂时，每个子细胞都会获得与母细胞完全相同的遗传信息。
基因的遗传信息在细胞中以RNA的形式进行表达，这个过程被称为转录。
转录由RNA聚合酶与其他辅助因子共同完成。
在转录过程中，RNA聚合酶会选择性地将DNA序列转录成RNA分子，生成的RNA分子与DNA模板链互补。
不同类型的RNA分子承担不同的功能，如mRNA将基因的信息转化为蛋白质的合成指令，rRNA与蛋白质结合形成核糖体参与翻译，tRNA将氨基酸运送到核糖体。
这些RNA分子共同参与了遗传信息的传递与表达过程。
二、基因的调控与表达基因的调控是指在特定条件下，通过转录因子与转录启动子的相互作用，调节基因的转录水平和表达量。
基因的调控可以通过转录水平和转录后水平两个层次进行。
转录水平的调控主要是在基因的转录过程中进行的。
转录因子是一类能够结合到DNA分子上，参与转录调控的蛋白质。
它们能够与转录启动子结合，激活或抑制转录酶的活性，从而影响基因的转录水平。
通过转录因子与转录启动子的相互作用，基因的表达量可以被调节。
转录后水平的调控主要是在RNA合成后的分子水平上进行的。
在RNA合成后，RNA分子会被修饰、剪接、转运等一系列过程调控。
(完整版)第六章 遗传信息的传递和表达
第六章遗传信息的传递和表达一、遗传信息1.DNA是遗传物质1.1遗传物质的条件：1。
1.1分子结构具有相对稳定性；1。
1.2能够精确地自我复制使前后代保持一定的连续性;1.1。
3能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢的过程和性状。
1。
1.4 能够产生可遗传的变异1。
2实验证明:1.2。
1噬菌体侵染细菌的实验证明：A.噬菌体结构：是一类专门寄生在细菌体内的病毒，由头部(外面是蛋白质衣壳和内部有DNA分子)和尾部组成。
B.侵染过程:吸附→注入→复制（合成）→组装→释放C.实验过程：见上图6-3（详见教科书P39)（实验方法：同位素标记法）（1）用35S标记噬菌体蛋白质进行侵染细菌实验，发现细菌内无放射性;（2）用32P标记噬菌体的DNA进行侵染细菌实验，发现细菌内有放射性，子代噬菌体也有放射性。
D.实验结论:DNA是遗传物质,DNA能自我复制，DNA能指导蛋白质的合成；但不能证明DNA是主要遗传物质、蛋白质不是遗传物质。
（注意:子代噬菌体蛋白质外壳、DNA元素来源)1.2.2肺炎双球菌转化试验：A。
肺炎双球菌类型：S型菌--—-有荚膜菌，具致病性；R型菌——-—无荚膜菌,无致病性;B。
实验过程：a。
活S型菌→小鼠死亡；b。
活R型菌→小鼠不死；c。
死S型菌→小鼠不死；d.死S型菌+活R型菌→小鼠死亡；f.从死S型菌中提取蛋白质、RNA、多糖、脂质、DNA等物质+活R型菌,只有加入DNA的可以使活的R型菌转变成活的S型菌。
（实验更具科学性时应再加一组：DNA+DNA水解酶+活的R型菌）C。
实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质、RNA、多糖、脂质等物质不是遗传物质.此外，还能证明DNA能够自我复制，能指导蛋白质的合成,但不能证明DNA是主要遗传物质.（注意:1、有细胞结构生物体内核酸有两类，核苷酸8类,含氮碱基5类，遗传物质为DNA;2、教材48页阅读于思考DNA分子的半保留复制)2．DNA分子的双螺旋结构2.1 DNA的化学组成2。
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。
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基础，它决定了一个生物个体的遗传特征和功能。
本文将从遗传信息的传递方式、基因表达调控以及遗传信息传递的重要性三个方面，探讨遗传信息在生物体内的转录和翻译过程。
一、遗传信息的传递方式遗传信息的传递方式主要有两种：纵向传递和横向传递。
1. 纵向传递：纵向传递是指遗传信息从一个生物体的父母传递给后代的过程。
在有性生殖中，通过生物体的生殖细胞即精子和卵子，遗传信息会以染色体的形式传递给下一代。
这一过程称为垂直遗传，是遗传信息长期积累和传承的重要方式。
2. 横向传递：横向传递是指遗传信息在不同个体之间的传递。
在细菌等单细胞生物中，横向传递遗传信息的方式包括转化、质粒传递和噬菌体介导的传递等。
横向传递使得不同个体之间可以共享和交换遗传信息，促进了物种的适应和进化。
二、基因表达调控基因表达调控是指在遗传信息传递的过程中，基因组中的基因是否被转录和翻译的调控机制。
通过调控基因的表达水平，生物体可以对内外环境进行反应和适应。
1. 转录调控：转录调控是通过转录因子的结合与调控基因的转录过程。
转录因子可以结合到基因的启动子区域，并促进或抑制基因的转录。
转录调控可以使得特定基因在特定时段和组织中被表达，实现基因的时空调控。
2. 翻译调控：翻译调控是通过调控转录后mRNA的翻译过程来控制基因的表达水平。
翻译调控包括调控mRNA的翻译起始和终止，以及通过调控转运RNA（tRNA）的可用性来调控转译速率等。
翻译调控可以快速响应细胞内外环境的变化，调节蛋白质的合成量。
三、遗传信息传递的重要性遗传信息传递对生物体的发育、生长和适应环境起着重要作用。
1. 遗传信息决定了生物个体的遗传特征。
通过遗传信息的传递，生物体可以获得父母的遗传特征，并在这基础上进行个体的发育和生长。
2. 遗传信息参与调控生物体的功能。
基因表达调控决定了细胞和组织的特化和分工，不同细胞和组织表达的基因不同，从而实现不同细胞类型和组织器官的功能特化。
遗传信息传递与表达
遗传信息传递与表达遗传信息是生命的基础，它的传递和表达对生命的多个层面起到了至关重要的作用。
本文将从基础概念开始，深入探讨遗传信息的传递和表达的相关机制、重要性以及在理解疾病、药物研发等领域的应用。
基础概念在对遗传信息的传递和表达进行深入探讨之前，需要先了解一些基础概念。
遗传信息指的是生物体中的遗传物质（DNA或RNA）所携带的遗传信息，这些遗传信息负责指导生命的各种过程和功能。
在生物体的遗传物质中，包含着由四种不同的碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、鳞氨酸）组成的基因组，这些基因组依据特定的序列编码了人体内大约20~25万个不同的蛋白质。
遗传信息的传递遗传信息的传递主要指的是DNA在细胞分裂和有性生殖过程中的复制方式。
DNA分子是由两条互补的链环缠绕而成的，其中每个碱基与其互补的碱基相对应。
在细胞分裂的过程中，DNA复制会发生在两条链上，每条链将新的碱基依次加入到原有的链上，形成两个与原有DNA完全一样的DNA分子。
而在有性生殖中，父母亲的基因组会在受精卵中重新组合，形成新的个体。
这个过程中，基因组的重组会使得每个孩子都独一无二，从而保证了物种在进化中的多样性。
遗传信息的表达遗传信息的表达是指基因组中的DNA通过转录和翻译等过程被转化为蛋白质的过程。
首先，基因所在的DNA分子需要在细胞核中被复制并转录为RNA分子。
这个过程中，RNA分子是由四种不同的碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶）组成的，与DNA的碱基类似，但没有鳞氨酸。
RNA分子随后会被带到细胞质中，依照其RNA序列的编码，通过翻译过程转化为特定的蛋白质，从而实现基因信息的表达。
遗传信息表达机制遗传信息的表达过程中，不仅有DNA到RNA的转录过程，也有RNA到蛋白质的翻译过程。
这些过程主要与转录因子、启动子、剪接体等相关因素相互作用。
转录因子是一种特殊的蛋白质，它可以通过结合到基因的启动子区域上来激活或抑制该基因的转录。
启动子是位于基因起始端的DNA序列，可以被转录因子所识别。
高中生物 遗传信息的传递和表达PPT课件
用32P标记DNA的噬菌体 侵染细菌
在细菌裂解后释放的噬 菌体中，可以查到这两 种元素的存在。
噬菌体的蛋白质未进入细菌体内
离心
离心
噬菌体的DNA进入细菌体内
细菌体内 无放射性
细菌体内 有放射性
遗传信息的传递和表达
结论： DNA是噬菌体的遗 传物质
遗传信息的传递和表达
（3）脱氧核糖与磷酸交替排列 构成主链，排在外侧；
（4）内侧碱基以氢键连接成
对，碱基互补原则
（A—T ， C—G）
2
3
DNA的（1）脱氧核糖与磷 Nhomakorabea交替排列
结构特点： 在外侧,内侧碱基互补配对,通过
氢键将两链固定。
--------------- 稳定性
（2）碱基对的排列顺序千变万化。 --------------- 多样性
讨论题： 1、第④组实验鼠体内的S型
肺炎双球菌为什么会“复活” 呢？
被杀死的S型菌体内的某种物 质进入R型菌内，促使R型菌转 变为S型菌
2、这种S型活细菌的后代也 是有毒性的S型细菌又说明 了什么？
这种物质能产生稳定的遗传变 化
遗传信息的传递和表达
讨论题：
3、 使R型肺炎双球菌转 化为S型肺炎双球菌的 活性物质是什么? 如何 验证呢？
母链：2条
含有母链 DNA分子的 比例：
2/2n
母链占多 核苷酸链 的比例：
2/2n .2
1.基因 的概念
基因：是指DNA双螺 旋链上携带着遗传信息 的一段脱氧核苷酸。是 有遗传效应的DNA片 段 每个基因有特定的脱 氧核苷酸排列顺序， 它代表着遗传信息。
基因、染色体、 DNA 三者有什么关系呢？
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1、氨基酸的活化，形成 氨酰 –tRNA
“氨酰-tRNA合成酶”
①氨基酸 + ATP 氨酰-AMP-酶 + PPi ②氨酰-AMP-酶 + tRNA 氨酰-tRNA + AMP + 酶
2、肽链合成的起始
①起始氨基酸 及 起始氨酰-tRNA的合成: E.Coli等原核生物(Prok)为fMet(甲酰甲 硫氨酸)及fMet-tRNAf ②mRNA链上起始信号 (即起始密码子 AUG) 的识别 ③起始复合物 (核糖体+mRNA+起始氨 酰-tRNA) 的形成
2、 真核生物DNA复制的终止 端粒（telomeres）是真核细胞染色体末端所 特有的结构，一段DNA序列与蛋白质形成的 一种复合体。 功能： ⑴保证线性DNA的完整复制 ⑵保护染色体末端 ⑶决定细胞寿命（端粒的截短或丢失是细胞衰 老和老化的重要原因），胚系细胞含端粒酶， 体细胞不表达端粒酶。
端粒酶含有RNA和蛋白质（起DNA聚合酶的 作用）两种组分，RNA分子约159bp，含有 多 个 CyAx 重 复 序 列 ， RNA 分 子 用 作 端 粒 TxGy链合成的模板。 端粒酶是一种反转录酶，它只合成与酶自身的 RNA模板互补的DNA片段。
3、 复制终止后DNA的加工
进行修饰，防止降解
DNA损伤(DNA突变)
1、点突变 2、插入、缺失(移码突变) 3、链断裂、两链交联
DNA修复
错配修复：通过Dam甲基化酶修复复 制过程中的错配。 直接修复：光复活作用和鸟嘌呤修复 切除修复：在复制前对错误碱基进行 切除，然后互补合成缺口片段 重组修复：在复制后利用另一模板链 进行重组，互补合成缺口片段 SOS修复：修复大面积的损伤，会导 致错误碱基，但能增加存活率
3、 DNA合成的终止
环状DNA、线性DNA，复制叉相遇即终止,复 制体解体。
终止区含有终止子，终止子与Tus蛋白质形 成复合体，使两半边复制叉各自复制。
DNA拓扑异构酶Ⅳ使染色体分开。
⑴ DNA解螺旋酶解开双链DNA。 ⑵ SSB结合于DNA单链。 ⑶ DNA旋转酶引入负超螺旋，消除复制叉前进时带来 的扭曲张力。 ⑷ DNA引物酶(在引发体中)合成RNA引物。 ⑸ DNA pol.Ⅲ在两条新生链上合成DNA。 ⑹ DNA polⅠ切除RNA引物，并补上DNA。 ⑺ DNA ligase连接每个冈崎片段。 DNA复制过程中，聚合酶对dTTP和dUTP的分辨能 力低,有少量dUTP掺入DNA链中，此时，U-糖苷酶、 AP内切酶、DNA polⅠ、DNA ligase共同作用，切 除尿嘧啶，接上正确的碱基。
⑤ 通用性：无论高等动、植物，还是低 等的原核生物都基本上共用一套密码 子的现象。 ⑥起始密码子及终止密码子：在64个密 码子中，UAA、UAG、UGA为终止密 码子，AUG除编码蛋氨酸(甲硫氨酸) 外，还兼作起始密码子。
二、 tRNA ( 转移RNA)
1、功能：在蛋白质的生物合成中，起着 转运氨基酸的作用。 2、关键部位： ①氨基酸臂：氨基酸结合部位 ②反密码环：mRNA结合部位
大肠杆菌不同基因的启动子
2、转录的延长
σ亚基解离，核心酶向前移动，RNA链 延长。
3、转录的终止
① RNA pol到达终止子 ② RNA和RNA pol从模板DNA上解离
终止子(终止信号)：DNA模板上用于终 止转录作用的一段序列。
原核生物中有两种终止子： 不依赖于ρ因子的终止子 依赖于ρ因子的终止子
3、肽链的延长
(Pro合成方向：N端至C端) ①进位 新的氨酰-tRNA进入A部位 ②转肽 形成新的肽键 ③脱落 转肽后，P部位上的空载的tRNA脱落 ④移位 核糖体沿mRNA由5’-3’移动时，肽酰基tRNA由核糖体A位移至P位
4、肽链合成的终止和释放
当任一终止密码子(UAA、UAG、UGA)进入 核糖体的A位时，肽链的延长即终止。 但这些终止密码子的识别是由终止因子(也名 释放因子，RF) 完成。 RF进入A 位后，识别终止密码子，肽链解离 释放，mRNA、tRNA、RF及核糖体大、小 亚基解聚。
★启动子：指RNA聚合酶能识别、结合和开
始转录的一段DNA序列，每个基因在转录 时均需要有启动子。
★原核细胞启动子区域三个功能部位：
①起始部位：DNA分子上开始进行转录 作用的位点。 ②Pribnow框：位于转录起始点上游-10 碱基对处，有一段TATAAT序列，有助 于局部解链。 ③识别部位：位于转录起始点上游-35碱 基对处，有一段TTGACA序列，是RNA 聚合酶初始识别的部位。
2）滞后链的合成： a) 以5， → 3，方向母链为模板，
DNA pol Ⅲ 作用下催化合成，以RNA为引物合成冈 崎片断，合成方向也是5， → 3，方向。
b) RNA引物的切除及缺口补齐 DNA polⅠ5，→ 3，外切活力，切除RNA引物。 5， → 3，合成活性补齐缺口 c) DNA ligase DNA切口的连接。
引发体：引物合成酶与各种蛋白质因子构成的复合体，
2、 DNA链的延长反应
链的延长反应由DNA pol.Ⅲ催化。 复制体：在DNA合成的生长点（既复制叉上）分布 着许多与复制有关的酶和辅助因子，它们在DNA的 模板链形成离散的复合物，彼此配合进行高度精确 的复制，称为复制体。 1）前导链合成：以3， → 5，方向母链为模板，在DNA pol.Ⅲ作用下催化合成，合成是连续的，合成方向是 5 ， → 3，
遗传信息的传 递及表达
基因
核酸 染色体 基因组
基 因
定义：DNA分子上具有遗传效应的分子片 段，是DNA分子中最小的功能单位。
功能：携带遗传信息
分类：结构基因 控制基因（操纵基因 调节基因）
核 酸
定义：由许多核苷酸聚合成的生物大分子 化合物，为生命的最基本物质之一。 功能：储存遗传信息，参与遗传信息的传 递和表达
分类：DNA RNA （mRNA，tRNA，rRNA）
染色体
定义：其本质是脱氧核甘酸，是细胞核内 由核蛋白组成、能用碱性染料染色、有结 构的线状体，是遗传物质基因的载体。
功能：储存遗传信息
基因组
定义：单倍体细胞中的全套染色体为一个 基因组，或是单倍体细胞中的全部基因为 一个基因组
中心法则 DNA的生物合成 RNA的生物合成 Pro的生物合成
1、错配修复
2、直接修复
3、DNA切除修复(复制前修复)
4、DNA重组修复(复制后修复)
RNA的逆(反)转录
逆转录酶(RNA指导的DNA聚合酶 RDDP)
逆转录的过程：
RNA的生物合成
转录 (DNA RNA复制 (RNA RNA)
RNA)
转录：以DNA为模板，在RNA聚合酶 催化下，以4种NTP为原料，合成RNA 的过程。
真核生物DNA的复制
1、 复制起点和单位 真核生物染色体DNA是多复制子，有多个复 制起点，可以多点起始，分段进行复制。每个 复制子大多在100-200bp之间，比细菌染色体 DNA（单复制子）小得多，为双向复制。
真核生物DNA复制叉移动的速度比原核的慢。
原核生物快速生长时，采用多复制叉复制。
真核生物快速生长时，采用多起点复制。
1. 线性DNA双链的复制
1、多个起点， 起点都不在线性DNA的 端点（末端），而是在 内部 2、采用复制叉式的双 向复制，两个复制叉， 两个方向，有先导链和 后随链之分 3、末端的复制采用特 殊的方式（后面讲） 4、真核生物采用的复 制方式：
2. 环状DNA双链的复制
• θ复制:首先由J.Carins
1、转录的起始
① 在σ亚基的引导下，RNA pol 结合 于启动子，局部双链解开，形成转录 泡
② 在模板链上通过碱基互补配对原则， 合成最初的RNA链，形成转录复合物。
体内双链DNA中，一般只有一条链用于转录 模板链(反意义链、负(一)链)：用于转录的 DNA单链 非模板链(编码链、有意义链、正(十)链)： 不用于转录的DNA单链
DNA半不连续复制
★ DNA复制的酶系
★ DNA的复制过程
1、复制的起始：
①复制叉的形成
②RNA引物的合成
2、复制的延长
(先导链)
(随从链，随后链)
3、复制 的终止： 切除RNA 引物，连 接DNA片 断。
几种复制方式
复制方式不同于“复制机制”
线性DNA的复制： 复制叉式的复制 环状DNA的复制： θ复制 滚环复制 D环复制 不需要RNA引物的复制
★ρ因子：存在于原核细胞中的一种特殊 蛋白质，它能识别DNA分子上的终止 部位并与其结合，使RNA聚合酶的核 心酶不能继续向前滑动，导致RNA链 不能再延长。
E.coli不依赖ρ因子的转录终止
E.coli依赖ρ因子的转录终止
RNA的成熟过程：
原核生物转录在胞液中进行 真核生物转录加帽子，加尾巴 ，外 显子剪接，甲基化修饰
核糖体的二位点模型：
①氨酰基部位(A部位或受体部位)： 氨酰-tRNA进入并结合的部位 ②肽酰基部位(P部位或供体部位)： 起始氨酰-tRNA或正有延伸的肽酰tRNA结合部位
★蛋白质生物合成过程
五个阶段： 1、氨基酸的活化，形成氨酰 –tRNA 2、肽链合成的起始 3、肽链的延伸 4、肽链合成的终止及释放 5、肽链的折叠和加工处理
RNA聚合酶
以大肠杆菌(E.coli)的RNA pol为例：
全酶由ααββ’σ五亚基组成 σ因子：又名起始因子，用于识别DNA模 板上启动子，协助转录的起始。 核心酶：由ααββ’四亚基组成， 用于延长RNA链。
★ RNA的转录过程
三个阶段： 1、转录的起始 2、转录的延长 3、转录的终止
三、 rRNA ( 核糖体RNA)
1、功能：与蛋白质结合形成核糖体，核 糖体是蛋白质合成的场所