专题遗传的分子基础讲稿.ppt
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1、专题遗传的分子基础课件第一页,讲稿共八十一页哦第二页,讲稿共八十一页哦1.人类对遗传物质的探索过程人类对遗传物质的探索过程。2.DNA分子结构的主要特点。分子结构的主要特点。3.基因的概念。基因的概念。4.DNA分子的复制分子的复制。5.遗传信息的转录和翻译。遗传信息的转录和翻译。直击考纲第三页,讲稿共八十一页哦依纲联想第四页,讲稿共八十一页哦栏目索引核心梳理真题重温典题特训第五页,讲稿共八十一页哦1肺炎双球菌转化实验中的肺炎双球菌转化实验中的3点误区提醒点误区提醒(1)转化的实质是基因重组而非基因突变转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎双球菌转化实验中:肺炎双球菌转化实验中S型细型细菌的菌
2、的DNA片段整合到片段整合到R型细菌的型细菌的DNA中,使受体菌获得了新的遗传信息中,使受体菌获得了新的遗传信息,即发生了基因重组。,即发生了基因重组。(2)转化的只是少部分转化的只是少部分R型细菌型细菌:由于转化受到:由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等的影响,实验中并不是所有的亲缘关系、受体菌的状态等的影响,实验中并不是所有的R型细菌都型细菌都转化成了转化成了S型细菌,而只是小部分型细菌,而只是小部分R型细菌发生了转化。型细菌发生了转化。核心梳理第六页,讲稿共八十一页哦(3)体内转化实验和体外转化实验的结论体内转化实验和体外转化实验的结论:体内转化
3、实验只是证明已经被:体内转化实验只是证明已经被加热杀死的加热杀死的S型细菌中存在转化因子;体外转化实验证明型细菌中存在转化因子;体外转化实验证明DNA是遗传物质,是遗传物质,蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质。蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质。2噬菌体侵染细菌实验中的噬菌体侵染细菌实验中的4点误区提醒点误区提醒(1)放射性同位素标记法的元素选择:放射性同位素标记法的元素选择:用用35S标记蛋白质,用标记蛋白质,用32P标记标记DNA。(2)35S(标记蛋白质标记蛋白质)和和32P(标记标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体不能同时标记在同一噬菌体上,因为用上,因为用放射性检测时只能检测到放射性的存在部
4、位,不能确定是何种元素的放射性放射性检测时只能检测到放射性的存在部位,不能确定是何种元素的放射性。第七页,讲稿共八十一页哦(3)获得具有放射性的获得具有放射性的T2噬菌体的方法:噬菌体的方法:先培养具有放射性的大肠杆菌,先培养具有放射性的大肠杆菌,然后用具有放射性的大肠杆菌培养然后用具有放射性的大肠杆菌培养T2噬菌体。噬菌体。(4)侵染时间要合适:侵染时间要合适:侵染时间过长或过短会使侵染时间过长或过短会使32P组组(用用32P标记的噬菌体标记的噬菌体侵染大肠杆菌侵染大肠杆菌)的上清液中出现放射性,原因是部分噬菌体未侵染或子代的上清液中出现放射性,原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。
5、搅拌要充分:如果搅拌不充分,噬菌体被释放出来。搅拌要充分:如果搅拌不充分,35S组组(用用35S标记的噬标记的噬菌体侵染大肠杆菌菌体侵染大肠杆菌)部分噬菌体与大肠杆菌没有分离,噬菌体和细菌会共同存部分噬菌体与大肠杆菌没有分离,噬菌体和细菌会共同存在于沉淀物中,这样会造成沉淀物中出现放射性。在于沉淀物中,这样会造成沉淀物中出现放射性。第八页,讲稿共八十一页哦.深度思考:深度思考:(1)噬菌体能用培养基直接培养吗?如何获得被噬菌体能用培养基直接培养吗?如何获得被35S标记的噬菌体呢?标记的噬菌体呢?答案不能,因为其没有细胞结构,专营细菌寄生,只能用细菌来培不能,因为其没有细胞结构,专营细菌寄生,只
6、能用细菌来培养;标记细菌养;标记细菌(用含用含35S的培养基培养大肠杆菌的培养基培养大肠杆菌)标记噬菌体标记噬菌体(用噬菌体用噬菌体侵染含侵染含35S的大肠杆菌的大肠杆菌)。第九页,讲稿共八十一页哦(2)肺炎双球菌体内转化实验中,小鼠体内肺炎双球菌体内转化实验中,小鼠体内S型菌、型菌、R型菌含量的变化情型菌含量的变化情况如图所示,则:况如图所示,则:ab段中段中R型菌数量增多的原因是什么?型菌数量增多的原因是什么?bc段中段中R型菌数量减少的原因是什么?型菌数量减少的原因是什么?答案ab段:小鼠体内还没形成大量的对抗段:小鼠体内还没形成大量的对抗R型菌的抗体;型菌的抗体;bc段:小鼠段:小鼠体
7、内形成大量的对抗体内形成大量的对抗R型菌的抗体,致使型菌的抗体,致使R型菌数量减少。型菌数量减少。第十页,讲稿共八十一页哦cd段段R型菌数量增多的原因是什么呢?型菌数量增多的原因是什么呢?答案c之前,已有少量之前,已有少量R型菌转化为型菌转化为S型菌,型菌,S型菌能降低小鼠的免疫能型菌能降低小鼠的免疫能力,造成力,造成R型菌大量繁殖。型菌大量繁殖。S型菌是如何产生的?型菌是如何产生的?答案少量少量R型菌获得了型菌获得了S型菌的型菌的DNA,并转化为,并转化为S型菌。型菌。第十一页,讲稿共八十一页哦依纲联想第十二页,讲稿共八十一页哦栏目索引核心梳理真题重温典题特训第十三页,讲稿共八十一页哦1有关
8、复制、转录和翻译的有关复制、转录和翻译的8个易错点提醒个易错点提醒(1)DNA复制时间发生于细胞分裂间期和在复制时间发生于细胞分裂间期和在DNA病毒繁殖时,其中的细胞病毒繁殖时,其中的细胞分裂并非仅指减数分裂和有丝分裂。分裂并非仅指减数分裂和有丝分裂。(2)DNA复制场所:并非只发生在细胞核中,在叶绿体、线粒体、拟核和质粒复制场所:并非只发生在细胞核中,在叶绿体、线粒体、拟核和质粒等处也可发生。等处也可发生。(3)转录的场所:就真核生物而言,不仅有细胞核,还有线粒体和叶绿体;转录的场所:就真核生物而言,不仅有细胞核,还有线粒体和叶绿体;原核生物的转录在细胞质中进行。原核生物的转录在细胞质中进行
9、。核心梳理第十四页,讲稿共八十一页哦(4)转录发生的时期转录发生的时期:就个体而言,转录可发生在个体生长发育的任何:就个体而言,转录可发生在个体生长发育的任何时期。但从细胞周期分析,转录发生在分裂间期,分裂期由于染色时期。但从细胞周期分析,转录发生在分裂间期,分裂期由于染色质高度螺旋化形成染色体,因此基因不能转录。质高度螺旋化形成染色体,因此基因不能转录。(5)理论上:活细胞内都可进行基因的转录,但哺乳动物成熟的红细理论上:活细胞内都可进行基因的转录,但哺乳动物成熟的红细胞除外,因其细胞核和细胞器都已经消失。胞除外,因其细胞核和细胞器都已经消失。(6)转录的产物不只是转录的产物不只是mRNA分
10、子,还有分子,还有tRNA、rRNA,但只有,但只有mRNA携携带遗传信息。带遗传信息。3种种RNA分子都参与翻译过程,只是作用不同。分子都参与翻译过程,只是作用不同。tRNA上有上有很多碱基,并非只有很多碱基,并非只有3个,只是构成反密码子的是个,只是构成反密码子的是3个。个。第十五页,讲稿共八十一页哦(7)真、原核生物中转录和翻译的比较真、原核生物中转录和翻译的比较:真核生物的转录和翻译是在不同的:真核生物的转录和翻译是在不同的时空中进行的,先在细胞核内转录得到时空中进行的,先在细胞核内转录得到mRNA,mRNA通过核孔进入细胞通过核孔进入细胞质后才能进行翻译;原核生物可以边转录边翻译。质
11、后才能进行翻译;原核生物可以边转录边翻译。(8)转录、翻译中的碱基配对方式:转录中转录、翻译中的碱基配对方式:转录中DNA和和RNA互补配对,因此碱基互补配对,因此碱基配对类型有配对类型有TA、AU、GC三种;翻译过程中是三种;翻译过程中是mRNA和和tRNA互互补配对,因此碱基配对类型有补配对,因此碱基配对类型有AU、GC两种。两种。第十六页,讲稿共八十一页哦2有关病毒中心法则的有关病毒中心法则的2点分析点分析(1)发生场所:所有病毒的复制、转录和翻译都发生在宿主细胞内,而不发生场所:所有病毒的复制、转录和翻译都发生在宿主细胞内,而不是在病毒体内。是在病毒体内。(2)RNA病毒产生病毒产生R
12、NA的过程,并不是都经过的过程,并不是都经过RNA复制。逆转录病毒复制。逆转录病毒(一种一种RNA病毒病毒)产生产生RNA的途径为:先经过逆转录过程产生的途径为:先经过逆转录过程产生DNA,然后,然后DNA经过转录产生经过转录产生RNA。所以在写病毒中心法则的时候,一定看清。所以在写病毒中心法则的时候,一定看清病毒的类型。病毒的类型。注意逆转录一定要在逆注意逆转录一定要在逆转录酶转录酶的作用下完成,而且通过逆转录过程形的作用下完成,而且通过逆转录过程形成成DNA是基因工程中获取目的基因的一种重要途径是基因工程中获取目的基因的一种重要途径。第十七页,讲稿共八十一页哦3破解破解“以同位素标记为切入
13、点,对以同位素标记为切入点,对DNA复制与细胞分裂综合考查问复制与细胞分裂综合考查问题题”的基本思路的基本思路【基本步骤】首先要明确细胞分裂过程中【基本步骤】首先要明确细胞分裂过程中DNA、姐妹染色单体及染色、姐妹染色单体及染色体的位置和数量变化关系。体的位置和数量变化关系。其次:要构建细胞分裂过程模型图,并完成染色体与其次:要构建细胞分裂过程模型图,并完成染色体与DNA的转换,其基本的转换,其基本步骤分为四步:步骤分为四步:第一步:画出含一条染色体的细胞图,并画出该条染色体上的第一步:画出含一条染色体的细胞图,并画出该条染色体上的1个个DNA分子,用竖线表示含同位素标记。分子,用竖线表示含同
14、位素标记。第十八页,讲稿共八十一页哦第二步:画出复制一次,分裂一次的子细胞染色体图,并画出染色体上第二步:画出复制一次,分裂一次的子细胞染色体图,并画出染色体上的的DNA链,未被标记的新链用虚线表示。链,未被标记的新链用虚线表示。第三步:再画出第二次复制第三步:再画出第二次复制(分裂分裂)后的细胞的染色体组成和后的细胞的染色体组成和DNA链的链的情况。情况。第四步:若继续推测后期情况,可想象着丝点分裂,染色单体分开的局面,并第四步:若继续推测后期情况,可想象着丝点分裂,染色单体分开的局面,并进而推测子细胞染色体情况。进而推测子细胞染色体情况。第十九页,讲稿共八十一页哦【案例剖析】【案例剖析】(
15、1)有丝分裂与有丝分裂与DNA复制复制过程图解:一般只研究一条染色体。过程图解:一般只研究一条染色体。a复制一次复制一次(母链标记,培养液不含同位素标记母链标记,培养液不含同位素标记)第二十页,讲稿共八十一页哦b转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期:转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期:规律总结:若只复制一次,产生的子染色体都带有标记;若复制两次,产生规律总结:若只复制一次,产生的子染色体都带有标记;若复制两次,产生的子染色体只有一半带有标记。的子染色体只有一半带有标记。第二十一页,讲稿共八十一页哦(2)减数分裂与减数分裂与DNA复制复制过程图解:减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对
16、象。过程图解:减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象。规律总结:由于减数分裂没有细胞周期,规律总结:由于减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,因此产只复制一次,因此产生的子染色体都带有标记。生的子染色体都带有标记。第二十二页,讲稿共八十一页哦1(2014四川,四川,3)将牛催乳素基因用将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞,选取标记后导入小鼠乳腺细胞,选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是下列叙述错误的是()A小鼠乳腺细胞中的核酸含有小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和种碱基和8种核苷酸种
17、核苷酸B该基因转录时,遗传信息通过模板链传递给该基因转录时,遗传信息通过模板链传递给mRNAC连续分裂连续分裂n次,子细胞中次,子细胞中32P标记的细胞占标记的细胞占1/2n1D该基因翻译时所需该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等与氨基酸种类数不一定相等真题重温真题重温C第二十三页,讲稿共八十一页哦2(2014江苏,江苏,20)关于基因控制蛋白质合成的过程,下列叙述正确关于基因控制蛋白质合成的过程,下列叙述正确的是的是()A一个含一个含n个碱基的个碱基的DNA分子,转录的分子,转录的mRNA分子的碱基数是分子的碱基数是n/2 个个B细菌的一个基因转录时两条细菌的一个基因转录时两条D
18、NA 链可同时作为模板,提高转录效率链可同时作为模板,提高转录效率CDNA聚合酶和聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在聚合酶的结合位点分别在DNA和和RNA上上D在细胞周期中,在细胞周期中,mRNA的种类和含量均不断发生变化的种类和含量均不断发生变化DP141 5第二十四页,讲稿共八十一页哦1.本考点多以选择题形式出现,在基因表达方面也会涉及简答题,考查角本考点多以选择题形式出现,在基因表达方面也会涉及简答题,考查角度主要有以下几点:度主要有以下几点:(1)借助借助DNA的结构、复制和表达过程图解或图像考查相应的数量关系、特的结构、复制和表达过程图解或图像考查相应的数量关系、特点和发生条件等细
19、节性要点。点和发生条件等细节性要点。(2)通过放射性同位素标记实验考查通过放射性同位素标记实验考查DNA分子的半保留复制特点。因此分子的半保留复制特点。因此本考点在复习备考时,其一要借助模型深刻理解本考点在复习备考时,其一要借助模型深刻理解DNA分子结构及中心法分子结构及中心法则等相关知识;其二要借助过程性图像,采用表格比较的方法,理解各个过则等相关知识;其二要借助过程性图像,采用表格比较的方法,理解各个过程的场所、模板、原料等基础知识程的场所、模板、原料等基础知识。练后反思第二十五页,讲稿共八十一页哦2在处理在处理DNA复制问题时,要抓住复制问题时,要抓住“关键字眼关键字眼”:(1)DNA复
20、制:复制:15N标记的是标记的是“亲代亲代DNA”还是还是”培养基中的原料培养基中的原料”。(2)子代子代DNA:所求:所求DNA比例是比例是“含含15N的的”还是还是“只含只含15N的的”。(3)相关计算:已知某亲代相关计算:已知某亲代DNA中含某脱氧核苷酸中含某脱氧核苷酸m个。个。“复制复制n次次”消耗的该脱氧核苷酸数:消耗的该脱氧核苷酸数:m(2n1)。“第第n次复制次复制”消耗的该脱氧核苷酸数:消耗的该脱氧核苷酸数:m2n1。第二十六页,讲稿共八十一页哦1.1.分类:分类:mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNA;RNARNA2.基本组成单位:基本组成单位:四种核糖核苷酸;
21、四种核糖核苷酸;3.功能:功能:信使、转运、遗传物质、催化、细胞和生物体的组成信使、转运、遗传物质、催化、细胞和生物体的组成 成分、引物;成分、引物;4.存在部位:存在部位:主要在细胞质基质,细胞核、线粒体、叶绿体也主要在细胞质基质,细胞核、线粒体、叶绿体也 有少量存在;有少量存在;5.结构:结构:通常是单链,通常是单链,tRNA形成三叶草结构,因此也含有氢键;形成三叶草结构,因此也含有氢键;6.形成过程:形成过程:转录、转录、RNA复制;复制;第二十七页,讲稿共八十一页哦RNARNA8.作为遗传物质的生物包括:作为遗传物质的生物包括:流感病毒、烟草花叶病毒等;流感病毒、烟草花叶病毒等;7.应
22、用过程:应用过程:转录的产物、翻译的模板、转录的产物、翻译的模板、PCR中的引物、逆转中的引物、逆转 录的模板、录的模板、RNA复制的模板和产物、复制的模板和产物、cDNA文库中目的基因的文库中目的基因的 获得等;获得等;9.其他:其他:RNA通过核孔从细胞核到细胞质;边转录边翻译的生物通过核孔从细胞核到细胞质;边转录边翻译的生物 是原核生物;碱基互补配对方式为是原核生物;碱基互补配对方式为A与与U、T与与A、G与与C,RNA的水解产物是的水解产物是4种,种,彻底(完全)水解产物是彻底(完全)水解产物是6种(种(4种碱基、磷种碱基、磷 酸和核糖)等。酸和核糖)等。第二十八页,讲稿共八十一页哦l
23、(2013天津理综)天津理综)7(13分)肠道病毒分)肠道病毒EV71为单股为单股正链正链RNA(+RNA)病毒,是引起手足口病的主要病原体)病毒,是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。之一。下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。 据图回据图回答下列问题答下列问题l(1)图中物质)图中物质M的合成场所是的合成场所是 。催化、过程的物。催化、过程的物质质N是是 。 (2)假定病毒基因组)假定病毒基因组+RNA 含有含有7500个碱基,其中个碱基,其中A和和U占碱基总数的占碱基总数的40%。以病毒基因组。以病毒基因组+RNA 为模板合成一为模板合成一条子代条子代+R
24、NA的过程共需要碱基的过程共需要碱基G和和C 个。个。 图见图见P38 8第二十九页,讲稿共八十一页哦l(3)图中)图中+RNA有三方面的功能,分别是有三方面的功能,分别是 。 (4)EV71病毒感染机体后,引发的特异性免疫有病毒感染机体后,引发的特异性免疫有 。 (5)病毒衣壳由)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和和VP4四种蛋白组四种蛋白组成,其中成,其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面,而裸露于病毒表面,而VP4包包埋在衣壳内侧并与埋在衣壳内侧并与RNA连接,另外连接,另外VP1不受胃液中胃不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗,四种蛋白中不酸的破坏。若通过基因工程生产疫苗,四
25、种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是宜作为抗原制成疫苗的是 ,更适宜作为抗原制成口服,更适宜作为抗原制成口服疫苗的是疫苗的是 。 第三十页,讲稿共八十一页哦l7、【答案答案】(1)宿主细胞的核糖体)宿主细胞的核糖体 RNA 复制酶复制酶(或(或RNA 聚合酶或依赖于聚合酶或依赖于RNA 的的RNA聚合酶)聚合酶) (2)9000(3)翻译的模板;复制的模板;病毒的重要组成成分)翻译的模板;复制的模板;病毒的重要组成成分 (4)体液免疫和细胞免疫)体液免疫和细胞免疫 (5)VP4 VP1 第三十一页,讲稿共八十一页哦2013天津理综)肠道病毒天津理综)肠道病毒EV71为单股正链为单股正链RNA(+R
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