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(共28张PPT)
遗传的分子基础
一 DNA是遗传物质的实验证据
1.肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
项目 体内转化实验 体外转化实验
处理方式的区别 将加热致死的 型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 利用不同的酶，特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响
实验结论 加热致死的 型细菌体内有转化因子 型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质
1. 型细菌转化成 型细菌的原理是基因重组，而不是基因突变。
3.该实验未用同位素标记法，但用到细菌培养技术和物质的提取与分离技术。
2. 型肺炎链球菌有多糖类荚膜（不是蛋白质），有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。
2.噬菌体侵染细菌实验的误差分析
（1）用 标记DNA的噬菌体侵染大肠杆菌
（2）用 标记蛋白质的噬菌体侵染大肠杆菌
特别提醒
。
2.不能用培养基直接培养T2噬菌体，因为T2噬菌体是病毒，只能寄生于大肠杆菌细胞中。
3.蛋白质和DNA都含有C、 、 ，不能依据 、 和 三种元素将噬菌体的蛋白质和DNA分开。
1.必须同时做 标记和 标记实验才能得出DNA是遗传物质的结论
D
例1.(2022·广东六校联考)T2噬菌体展示技术是将外源蛋白基因导入T2噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源蛋白和T2噬菌体外壳蛋白融合表达，融合蛋白随子代T2噬菌体的重新组装而展示在T2噬菌体表面的一项技术，具体过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A.该实验中将大肠杆菌换成乳酸菌，实验结果无明显变化
B.外源蛋白和T2噬菌体蛋白融合，依赖宿主细胞高尔基体的加工
C.若用32P标记外源蛋白基因，在任一子代噬菌体中均能检测到放射性
D.若用35S标记大肠杆菌，则可在子代噬菌体表面融合蛋白上检测到35S
二 DNA的结构、复制与相关计算
1.DNA的结构及特点
（1）DNA单链中相邻的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接。
（2）DNA双链中相邻的两个碱基通过氢键连接，DNA单链中相邻的两个碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。
2.分析下图归纳DNA复制过程
例2.（不定项）双链DNA分子复制起始时从复制原点处双链DNA分子解链，前导链在一段RNA引物的发动下按连续合成的模式完成合成过程，而后随链是按不连续合成的模式不断地完成冈崎片段的合成，且每一个冈崎片段都需要有RNA引物的发动过程。具体过程如图所示。据图分析下列相关叙述正确的是（ ）A. 前导链和后随链的碱基排
列顺序是相同的B. 前导链的合成需要DNA聚
合酶和RNA聚合酶的共同作用C. 冈崎片段形成后会在DNA连
接酶的作用下合成完整的后随链D. 细胞内DNA复制的引物和PCR
技术中的引物种类是相同的
BC
例3、关于DNA复制过程中两条子链是如何延伸的，有科学家提出半不连续复制模型，其中延伸方向与解链方向相反的短片段子链将由DNA连接酶连接。以下不是该模型确立所依据的证据是A.阻断DNA连接酶的活性，正在增殖
的大肠杆菌中会出现短片段子链的积累B.将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较短时间即可出现具有放射性的短片段子链C.将正在增殖的大肠杆菌与放射性同位素3H标记的胸苷混合，较长时间后测定，长片段子链的比例会增加D.将15N培养的大肠杆菌移到14N培养基中，提取DNA进行密度梯度离心，子一代DNA出现在中带位置
D
3、DNA分子的多样性和特异性
提取DNA
切割DNA
电泳分离
变性
DNA分子杂交
放射显影得到DNA片段条状图谱
例4.（不定项） 苯丙酮尿症是由pH基因编码的苯丙氨酸羟化酶异常引起的一种遗传病。已知人群中染色体上pH基因两侧限制性内切酶MspⅠ酶切位点的分布存在两种形式（图1）。一对夫妻婚后生育了一个患有苯丙酮尿症的孩子，②号个体再次怀孕（图2）。为确定胎儿是否正常，需要进行产前诊断，提取该家庭所有成员的DNA经Msp I酶切后进行电泳分离，并利用荧光标记的pH基因片段与酶切片段杂交，得到DNA条带分布情况如图3。下列叙述正确的是
A. ①号个体23Kb的DNA条
带中一定含有正常pH基因B. ②号个体23Kb的DNA条
带中一定含有正常pH基因C. 推测④号个体一定不是苯
丙酮尿症患者D. ④号个体为pH基因杂合体的概率为2/3
AC
三 遗传信息的传递、表达及基因对性状的控制
1.基因表达过程中的重要图解
（1）图1表示真核生物核基因的表达过程。转录在细胞核中进行，翻译在核糖体上进行，两者不是同时进行的。
图1
（2）下图表示原核生物基因的表达过程。转录和翻译同时进行。
（3）图3表示转录过程。转录的方向是从左向右，催化的酶是RNA聚合酶，产物是mRNA、 和 。
图3
（4）图4表示真核细胞的翻译过程。图中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，翻译的方向（核糖体移动方向）是从右向左。
图4
（5）图5表示原核细胞的转录和翻译过程。图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，每条mRNA上可结合多个核糖体，在核糖体上同时进行翻译过程。
图5
问题1.原核生物的拟核基因表达速率往往比真核生物的核基因表达速率要快很多，原因是______________________________________________________________________
_________________。
原核生物基因表达时转录和翻译可以同步进行，真核生物核基因表达时先完成转录，再完成翻译
问题2. 下图为遗传信息的表达示意图，下列说法不正确的是（ ）
A. 通常状况下，核糖体甲和乙合成的蛋白质相同B. 相对于①，图中核糖体的移动方向是“从左向右”C. 分析②所携带的氨基酸种类，应查阅的密码子是UUAD. 不同种类的②所携带的氨基酸种类可能相同
C
例1、发现RNA病毒后，科学家完善了克里克提出的“中心法则”，揭示了遗传信息传递的一般规律。真核细胞内“聚合酶θ（Polθ）”的发现又丰富了传统认知。Polθ主要承担检测和修复
DNA双链断裂的工作。当
DNA双链断裂时，断裂处的
5`端被某些酶切后，出现局
部单链DNA（ssDNA悬臂），其上有些区域的碱基可互补配对，称为微同源区。
微同源区结合后，Polθ可延
伸微同源区的3'端，促进双
链断裂处DNA的连接（图1），但该过程极易出现突变等错误。Polθ在大多数组织细胞中不表达，但在许多癌细胞中高表达，促进癌细胞生长，同时使其产生耐药性。
为验证Polθ具有图1所示功能，开发了一种绿色荧光蛋白（GFP）报告基因检测法，原理如图2实验组1所示。为进一步探究Po1θ是否还有其他功能，在此基础上，将实验组1中甲片段分别替换为掺入部分RNA的乙、丙片段，导入受体细胞，记为实验组2、3。观察到三组细胞均发出绿色荧光。
上述研究证明Polθ也能够将RNA序列“写入”DNA，是遗传信息在分子间传递的重大发现，这一发现再次丰富了中心法则的内涵。（1）根据所学知识，用箭头和文字写出中心法则的内容。（2）分析Polθ修复DNA过程中产生突变的原因可能有___________。A. 微同源区的形成造成断裂部位碱基对缺失B. Polθ在催化蛋白质合成过程中不遵循碱基互补配对原则C. 延伸微同源区的3'端时，碱基对错配引起基因突变D. 将不同来源的DNA片段连接在一起，引起DNA序列改变
ACD
（3）图2所示实验中，已知导入受体细胞的核酸片段并未与载体相连，则含有GFP基因上、下游的片段还应该有_____________。实验组2的结果说明Polθ还具有___________功能。阐释实验组3的细胞发绿色荧光的机制______________。（4）说出Polθ酶的发现在医学领域的应用前景。
启动子和终止子
逆转录
Polθ以RNA片段的正确序列为模板，使合成的转录模板链中原引入的编码终止密码子序列被正确序列替换，表达出GFP蛋白，发出绿色荧光。
（6）图6表示中心法则。图中①表示DNA复制，②表示转录，③表示翻译，④表示RNA复制，⑤表示逆转录。①②③表示大多数生物遗传信息的流动过程，④⑤是少数RNA病毒遗传信息的流动过程。
图6
2.基因表达与性状的关系
（1）生物体多种性状的形成，都以细胞分化为基础。细胞分化的本质是基因的选择性表达。
（2）经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响
（3）生物体能有序地生长、发育和繁殖，是基因表达受到调控的结果。一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果，在大多数情况下，性状和基因不是一一对应的关系。
例1. A基因能控制合成类胰岛素生长因子，影响小鼠生长和体型的大小。正常小鼠含有A基因，矮小型突变小鼠则无A基因。研究发现，A和a发生甲基化后（分别写作A*、a*），失去控制合成相应蛋白质的能力，去甲基化后基因的功能可恢复。A和a的甲基化和去甲基化只发生在精子或卵细胞中，实验结果如下图。下列说法正确的是（ ）
A. A和A*的碱基序列相同
B. A、a的甲基化只发生在
卵细胞中C. 该性状的遗传表现为母
系遗传
D. 实验二中F2中正常鼠:
矮小型鼠=1:1
ABD
例2. 研究发现，在高脂饮食诱导的父代肥胖小鼠模型中，其成熟精子中存在一类高度富集的小RNA（tsRNA），可通过一定的修饰维持其稳定性，其可作为表观遗传信息的载体，将高脂诱导的父代代谢紊乱表型传递给子代，使子代体脂含量明显升高而引起体重增加。下列说法错误的是（ ）A. 该研究说明环境诱导引发的性状改变可经配子传递给后代B. 该过程中，DNA序列不发生变化，但基因表达发生了可遗传的改变C. 该类tsRNA遵循孟德尔遗传定律D. 该类tsRNA的修饰过程发生在父代基因的复制过程中
CD
例3. 哺乳动物细胞中的每对同源染色体上都有来源标记，标明该染色体源自父母中的哪一方。DNA甲基化是标记的主要方式，这些标记区域称为印记控制区。亲代印记在原始生殖细胞形成的过程中被擦除，新的印记在配子发育过程中重建。在Igf2基因和H19基因之间有一印记控制区（ICR），ICR区域甲基化后不能结合增强子阻遏蛋白CTCF，进而影响基因的表达。该印记控制区对Igf2基因和H19基因的控制如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）A. 被甲基化的印记控制
区ICR不能向后代遗传B. 父方和母方的ICR区域
的碱基排列顺序不同C. Igf2基因只能在雄性中
表达，H19基因只能在雌性中表达D. 相同的基因，来自父方或母方产生的遗传效应可能不同
ABC

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