核酸的遗传信息是什么(核酸的遗传物质是什么)

核酸――遗传的控制者

黑龙江省安达市育才高中　翟贵君

一、知识体系

二、知识解析

（一）核酸：

1．功能：是生物的遗传物质，对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。

2．核酸的种类：

（1）DNA：详见（二）内容

（2）RNA：详见（三）内容

3．核酸的结构

核酸的基本组成元素有C、H、O、N、P，其基本组成单位是核苷酸，一分子的核苷酸又是由一分子的五碳糖、一分子的磷酸和一分子的含氮碱基组成的。有关DNA和RNA的结构可通过以下问题来进行复习：

①DNA和RNA在化学组成和结构上有哪些相同点的不同点？

②组成核酸的核苷酸共有几种？分别叫什么？

③组成DNA和RNA的碱基共有几种？其中相同的有几种？不同的有几种？分别是什么？

④组成DNA的三种成分是如何连接形成DNA的基本组成单位的？

⑤DNA的基本组成单位又是如何连接起来的，其形成的链叫什么？

⑥一般来说，一个DNA分子是由两条链构成的，那么链与链之间又是如何连接的？遵循什么规律？哪种连接比较稳定？

（二）DNA：是主要的遗传物质。

1．原因：

（1）有细胞结构的生物（包括原核生物和真核生物）：既含有DNA，又含有RNA，如变形虫、玉米、人、细菌、蓝藻等，其遗传物质是DNA。

（2）无细胞结构的生物，以病毒为例，病毒的体内只含有一种核酸：

①只含有DNA的病毒，如噬菌体，其遗传物质是DNA；

②只含有RNA的病毒，如烟草花叶病毒、HIV等，其遗传物质是RNA。

综上所述，除RNA病毒外，其它生物的遗传物质都是DNA，这些生物占了绝大多数，所以DNA是主要的遗传物质。

思考：以上各种生物的遗传信息如何传递的？

2．载体（或分布）：

染色体（主要）：控制的是核遗传，详见（二）、（四）中的相关内容

线粒体和叶绿体：控制的是质遗传，详见（二）中的相关内容

注：原核生物的DNA分子主要分布在拟核中；许多细菌以及酵母菌等生物细胞的染色体外存在能够自主复制的很小的环状DNA分子－－质粒。

3．DNA是遗传物质的证据：

（1）肺炎双球菌的转化实验：时间、实验人、实验过程、现象、结论、推测（假设）

（2）噬菌体侵染细菌的实验：过程、现象、结论（可联系到病毒的繁殖）

4．DNA的提取与鉴定：实验九

5．DNA的结构：

（1）提出及意义：1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出来的，标志着生物学的发展进入到分子生物学阶段。

（2）内容：详见（一）中的相关内容

6．DNA的特性：

（1）多样性：

●原因：碱基对的排列顺序（代表遗传信息）是千变万化的。

●规律：由n对碱基可组合成4n种DNA分子。（推导过程）

（2）特异性：

●原因：碱基对的特定排列顺序就构成了DNA分子的特异性。

7．DNA（或基因）的功能：

（1）遗传信息的传递――复制：

定义，时期，场所，条件（模板、原料、能量、酶），过程，结果，特点，结构基础（原因），意义，相关规律，发生差错――基因突变（实例－镰刀型细胞贫血症、定义、意义、引起因素、种类、特点、应用－人工诱变育种）。

（2）遗传信息的表达――基因控制蛋白质的合成：

基因的定义（本质），与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间的关系，结构特点，结构――原核细胞基因与真核细胞基因，表达――转录和翻译（定义、场所、条件、过程、结果，相关规律。

8．应用――基因工程

9．基因的传递规律：

（1）核遗传的基本规律

●基因分离定律和自由组合定律：遗传试验、解释、验证、实质、应用

●性别决定和伴性遗传：

（2）质遗传的基本规律：

●母系遗传：原因是受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞。

●杂交后代无一定的分离比：原因是细胞质中的遗传物质是随机的、不均等分配到子细胞中。

（三）RNA：

1．分布：主要存在于细胞质中的核糖体上；细胞核以及细胞质基质、线粒体和叶绿体中也含有RNA。

2．作用：

●对于只含有RNA的生物（RNA病毒）来说，RNA是遗传物质。

●对于含有DNA和RNA的生物来说，RNA主要起传递遗传信息的作用。

●有些RNA起生物催化作用。

3．RNA是遗传物质的证据――烟草花叶病毒侵染烟草的实验：过程、现象、结论

4．RNA的结构：详见（一）中的相关内容

5．RNA的合成：转录，详见（二）中的相关内容

（四）染色体：

1．染色体的主要成分：DNA和蛋白质。

2．染色体与染色质的关系：

结论：是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。

3．染色体的结构：无染色单体的染色体和有染色单体的染色体。

4．种类：按功能可分为常染色体和性染色体

5．有丝分裂过程中染色体行为变化：染色体的形态、位置、结构、数目等变化

6．减数分裂过程中染色体行为变化：同源染色体的行为变化以及染色体的形态、位置、结构、数目等变化

7．染色体的改变――染色体变异：

（1）结构变异：含义（基因发生了什么变化）、种类、举例―猫叫综合症（病因）、结果

（2）数目变异：

①含义

②类型：

●个别染色体增加或减少：课本中涉及到哪些病例？这种病的产生与细胞分裂有什么关系？

●染色体组成倍增减：染色体组的概念及判别、生物类型――二倍体、多倍体（定义、举例、成因、特点、应用――多倍体育种）、单倍体（定义、举例、成因、特点、应用――单倍体育种）

（五）相关规律：

1．核酸种类的判断

2．核酸的初步水解与完全水解

3．相关酶及其作用部位

4．碱基互补配对原则的应用：

（1）互补的碱基相等，即A＝T，G＝C。

（2）不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和相等，且等于50%，即A＋C（G）＝T＋G（C）＝50%。

（3）和之比：在双链DNA分子中，①能够互补的两种碱基之和与另两种碱基之和的比同两条互补链中的该比值相等，即：(A+T)/(G+C)= (A1+T1)/ (G1+C1)= (A2+T2)/(G2+C2)；②不互补的两种碱基之和与另两种碱基之和的比等于1，且在其两条互补链中该比值互为倒数，即：(A+G)/(T+C)=1；(A1+G1)/ (T1+C1)= (T2+C2)/(A2+G2)

（4）双链DNA分子中某种碱基的含量等于两条互补链中该碱基含量和的一半，即A＝（A1＋A2）/2，（其它碱基同理）。

（5）与RNA相关的碱基含量计算：运用碱基互补配对原则，把所求的mRNA中某种碱基的含量归结到相应DNA模板链中互补碱基上来，然后再运用DNA的相关规律（一般用的规律是X＝（X1＋X2）/2　X代表A、T、C、G四种碱基）进行求解。

5．复制问题：

（1）一个双链DNA分子连续复制n次可形成2n个子代DNA分子，且含有归初母链的DNA分子有2个（注意与母链的区别），占全部子代DNA分子总数的1/2n-1。

（2）若一个双链DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，该DNA分子连续复制n次，可消耗游离的该种脱氧核苷酸m（2n-1）个。

6．性状表达中的比值问题：

（1）设mRNA上有n个密码子，除3个终止密码子外，mRNA上的其它密码子都控制一个氨基酸的连接，需要一个tRNA，所以，密码子的数量：tRNA的数量：氨基酸的数量＝（n＋1）：n：n。

（2）在基因控制蛋白质合成过程中，原核细胞基因编码区中的脱氧核苷酸（或碱基）、核糖核苷酸（或碱基）、氨基酸的数量比例关系为6(n+1):3(n+1):n；真核细胞基因编码区中外显子中的脱氧核苷酸（或碱基）、核糖核苷酸（或碱基）、氨基酸的数量比例关系为6(n+1):3(n+1):n。若n的数值很大的话，可把三者的比值近似看成6:3:1。

7．自交与测交的应用

8．显隐性性状的判断

9．♀♂配子的种类及比例：

（1）一般来说，雄配子的数量远远大于雌子的数量，如对于哺乳动物来说，雄性一次可产生许多精子，而雌性个体产生的卵细胞却不多；对于被子植物来说，一般一朵花可产生多个花粉粒，而产生的卵细胞却远远少于花粉粒的数目。

（2）配子的种类数＝2n种（n为等位基因的对数）。

10．两对相对性状的遗传，F2代9种基因型的写法

11．本部分内容与植物发育知识的联系，解答这类问题要注意：

（1）明确各结构发育来源，如胚是由受精卵发育来的，胚乳是由受精极核发育来的，种皮是由珠被（母本体细胞）发育来的，果皮是由子房壁（母本体细胞）发育来的；

（2）胚（包括胚芽、胚轴、胚根、子叶）和胚乳的性状可在当代所结种子中表现出来，而其它性状必须在当代种子种植后在下一代植株中才能体现。

12．做有关伴性遗传的遗传图解时容易出下以下问题：

（1）不能正确书写伴性遗传的基因型。主要表现在：①把控制相关性状的基因写在相应染色体的右下角，如把男性色盲的基因型写成XbY，女性色盲的基因型写成XbXb。特别是当两种伴性遗传放在一起的时候，最容易出现此类错误，如把女性色盲血友病患者的基因型XbhXbh错写成XX。②写男性的基因型时，把Y写在的前边，X写在了后边，如把XbY写成YXb。伴性遗传基因型的写法是：首先写出相关个体的性染色体组成，然后把控制相关性状的基因写在相应染色体的右上角上。如男性色盲的基因型写做XbY，女性色盲的基因型写做XbXb。

（2）常染色体遗传与伴性遗传的基因型混淆，不知道在书写基因型时什么时候写上性染色体，什么时候不写性染色体。解决的办法是：首先确定遗传类型，若为常染色体遗传，常染色体省略不写，直接写出相关性状的基因组成即可；若为伴性遗传，必须按照上面方法进行书写，以示区分。

（3）写表现型时，没有把与个体表现型有关的性别表述出来，如XbY的表现型应为男性色盲而表述成色盲。

（4）伴性遗传图解书写不规范。如在书写子代的基因型和表现型时，没有把相同性别的个体写在一起，给分析后代特征带来不便。

13．色盲男孩与男孩色盲：色盲男孩几率是指后代中患色盲的男孩占所生子女的比例；而男孩色盲几率是指后代中患色盲的男孩占子代中全部男孩的比例。

14．遗传系谱的识别：

（1）一般思路：

细胞质遗传→Y染色体遗传→确定显、隐性→X→常

①首先，确定是否为Y染色体遗传或细胞质遗传，若不是：

②确定性状的显、隐性；

③确定是否为伴性（X）遗传，若不是，则为常染色体遗传。

（2）规律：

①性状显隐性规律：

●若父母都正常，子代中有患者出现，则该病为隐性遗传病。（即无中生有）

注：若子代患者为女性，则为常染色体隐性遗传。

●若父母都有病，子代中有正常的出现，则该病为显性遗传病。（即有中生无）

注：若子代中正常个体为女性，则为常染色体显性遗传。

②伴性遗传的特点：

●X染色体显性遗传：父病女必病，母常子必常，女常父必常，子病母必病。（即男病其母、女病，女常其父、子常）

●X染色体隐性遗传：母病子必病，父常女必常，子常母必常，女病父必病。（即女病其父、子病，男常其母、女常）

●Y染色体遗传：家族中只有男性患病，且父病子必病，父常子必常，反之成立。

③细胞质遗传的特点：母病后代必病，母常后代必常。

15．蜜蜂的性状遗传：雄蜂的基因型与母本的卵细胞相同。

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