DNA是主要遗传物质示范.pptx

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 六 章 遗传和变异,第一节 遗传的物质基础,一 DNA是重要的遗传物质,亲,代,雄体,减数,分裂,精子,雌体,减数,分裂,卵细胞,受精,作用,受精卵,有丝,分裂,子,代,(2N),(N),(2N),(2N),(2N),(N),染色体在生物遗传中起着重要作用,真核生物染色体,的重要成分,染色体,核酸,蛋白质,DNA,RNA,多糖类荚膜,1928年，英国的格里菲思用一种细菌肺炎双球菌感染小鼠实验。,R型菌（无毒，无荚膜）,S型菌（有毒，有荚膜）,DNA是遗传物质的证据,(一)格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验,S,型细菌,R,型细菌,光滑,Smooth,粗糙,rough,有多糖类的荚膜,无多糖类的荚膜,有毒性，可致死,无毒性,菌落,菌体,毒性,肺炎双球菌转化实验,结论：第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌内，应当含有某种“转化因子”，使R型细菌转化成S型细菌。这些转化成的S型细菌的后裔也是有毒性S型细菌，可见，这种性状的转化是能够遗传的。,请你设计实验，以证明S型细菌中的什么物质是转化因子。,转化因子是蛋白质或DNA或糖类或脂类或,预测成果：,假设,：,实验：,从活的S型,菌中分别提取,蛋白质,D N A,糖 类,脂,类,加入,培养R型细菌,的培养基中,只有加入DNA，R型细菌才干转化为S型细菌。,问题,：,这种“转化因子”是什么？,实验过程：,多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物,分别与R型活细菌混合培养,R R R R R S R,S型活细菌,R S,多 数,少数,DNA的纯度越高，转化就越有效。,（二）艾弗里拟定转化因子的实验,艾弗里及其同事的,结论,DNA是生物的遗传物质,而蛋白质不是,遗传物质,思考：艾弗里的转化实验有哪些局限性之处？,思考:,你认为在证明DNA是遗传物质还是蛋白质是遗传物质的实验中最核心的设计思路是什么？,必须将蛋白质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才干拟定终究谁是遗传物质。,(三)噬菌体侵染细菌的实验,1 噬菌体的构造模式图,（99%的P在DNA中）,（S只出现在蛋白质中）,2 T,2,噬菌体侵染细菌过程,噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，,进入细菌内部的是噬菌体的DNA,。,问题:在科学史上，是如何懂得进入的是,“DNA”留在外面的是“蛋白质外壳”的？,分析：可设法将噬菌体中的两种成分作上,能分辨的标记，再观察它们在噬菌,体繁殖过程中的作用。,3 研究办法：,同位素标记法,蛋白质的构成元素：,DNA的构成元素：,C、H、O、N、S,C、H、O、N、P,（标记,32,P）,（标记,35,S）,标记噬菌体办法：,在分别含有放射性同位素,32,P 和,35,S,的培养基中培养细菌,分别用上述细菌培养,T,2,噬菌体,，制备含,32,P的噬菌体,和,含,35,S的噬菌体,用放射性同位素,35,S标记噬菌体外壳蛋白质,细菌内无放射性,3 实验过程：,子代噬菌体,亲代噬菌体,35,S标记蛋白质,寄主细胞内,无,35,S标记蛋白质,子代噬菌体,外壳蛋白质没有,35,S,用放射性同位素,32,P,标记内部,DNA,细菌内有放射性,子代噬菌体,亲代噬菌体,寄主细胞内,子代噬菌体,32,P标记DNA,无,32,P标记DNA,DNA有,32,P标记,结论:DNA能复制、能控制蛋白质合成、,含有持续性，是遗传物质。,实验过程及成果：,第一组 实验,第二组实验,亲代,噬菌体,35,S,标记,蛋白质,32,P,标记,DNA,寄主,细胞内,无,35,S,标记蛋白质,有,32,P,标记,DNA,子代,噬菌体,外壳蛋白质无,35,S,DNA,有,32,P,标记,实验,结论,DNA分子含有连性，是遗传物质,DNA,是唯一的遗传物质 吗？,(四)RNA是遗传物质,（少数病毒）,烟草花叶病毒,烟草花叶病毒,RNA,蛋白质,侵染烟草,侵染烟草,得花叶病,不得花叶病,结论：,RNA是,烟草花叶病毒的,遗传物质,因此：DNA是重要的遗传物质,现在，已有充足的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。,而少数生物，有些病毒（如烟草花 叶病毒），它们不含有DNA,只含有RNA。在这种状况下，RNA就起着遗传物质的作用。,总之：核酸是一切生物的遗传物质，核酸涉及脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是重要的遗传物质。,思考:,通过这节课的学习,你们能总结出作为遗传物质应含有什么样的特点?,分子构造含有相对的稳定性,能够自我复制，保持前后裔的持续性,能通过指导蛋白质合成，控制生物性状,能产生可遗传的变异,课堂练习,1,、,蛋白质不是遗传物质的原因之一是,()：,A.它的含量很少 B.它不能自我复制,C.它与新陈代谢无关 D.它的种类很多,一、选择题：,B,2注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）,AR型肺炎双球菌,B加热杀死后的R型肺炎双球菌,C加热杀死后的S型肺炎双球菌,D加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合,D,3.肺炎双球菌转化实验中,发现无毒R型和被加热杀死的有毒S型细菌混合后,在小鼠体内找到了下列类型的 细菌（）,A、无毒R型，有毒S型,B、有毒R型，无毒S型,C、有毒R型，有毒S型,D、无毒R型，无毒S型,A,1.将有荚膜的S型肺炎链球菌注入到小白鼠体内会造成小白鼠因_ 而死亡，而无荚膜的R型细菌_，但如果将R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合再注入到小白鼠体内则_，此实验阐明S型细菌体内存在着能使R型细菌转化成S型细菌的_，经实验证明这种物质是_。,患败血症,小鼠正常,小鼠死亡,转化因子,DNA,二.填空题:,二 DNA分子的构造和复制,年美国科学家沃森（atson)和英国科学家克里克（rick)提出分子的双螺旋结构模型。,1 DNA的元素构成,C H O N P,腺嘌呤 A,鸟嘌呤 G,胞嘧啶 C,胸腺嘧啶 T,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,（一）DNA分子的构造,2 DNA的基本构成物质,3 DNA分子的基本构造单位,P,脱氧核糖,含氮碱基,A,G,C,T,腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶,A,G,C,T,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,这样，就有了4种脱氧核苷酸,P,脱氧核糖,含氮碱基,P,脱氧核糖,含氮碱基,多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链,二条脱氧核苷酸链构成一种分子,A,A,G,C,C,A,T,T,G,G,T,C,DNA的构造模式图,从图中可见DNA含有规则的双螺旋空间构造,放大,4 DNA的空间构造,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,碱基对,另一碱基对,嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成,碱基对,，且,A,只和,T,配对、,C,只和,G,配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做,碱基互补配对原则,。,A,T,G,C,氢键,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链回旋成双螺旋构造。,（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成,基本骨架,；碱基在内侧。,DNA分子的构造特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链回旋成双螺旋构造。,DNA分子的构造特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链回旋成双螺旋构造。,（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成,基本骨架,；碱基在内侧。,（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵照碱基互补配对原则。,DNA分子的构造特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,你注意到了吗？,两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的次序是稳定不变的。,长链中的碱基对的排列次序是千变万化的。,DNA分子的多样性和特异性：,多样性：DNA分子碱基对的排列次序千变万化。,一种最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。,特异性：特定的DNA分子含有特定的碱基排列次序。,不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列次序必定不同。,遗传信息：DNA分子中的碱基对排列次序就代表了,遗传信息。,你注意到了吗？,两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的次序是稳定不变的。,长链中的碱基对的排列次序是千变万化的。,DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列次序中。,（二）DNA分子的复制,DNA的双链螺旋构造，不仅能储存大量的遗传信息，还使DNA能够传递遗传信息。,遗传信息的传递是通过DNA的复制来完毕的。,1.DNA分子复制的概念,指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。,即:1DNA2DNA。,DNA分子复制的时间 细胞周期的间期；,DNA分子复制的场合,重要在核内进行,2.DNA复制的过程,解旋：,在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的DNA,合成：,以二条母链为模板，四种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为二条新的子链。,复旋：一条母链和一条子链螺旋成为一种新的DNA分子。,总结:,1个DNA2条DNA单链（母）,2母,2子,（母十,子,）（母十,子,）,2DNA,3.DNA分子复制的条件,DNA含有作模板的能力；,A、T、G、C四种脱氧核苷酸为原料；,ATP作能量；,酶系统参加（解旋酶、合成酶等）；,严格遵照碱基互补配对原则；,4.DNA复制的成果,1个DNA分子经复制形成2个DNA分子；新形成的每个DNA分子中，一条是新合成的子链，一条是来自上代DNA的母链，因此叫半保存复制。,讨论：,二条母链的碱基次序与否相似？,二条子链的碱基次序与否相似？,新合成的二个DNA碱基次序与否,相似？,1个DNA分子经半保存复制，形成2个完全相似的DNA分子；,DNA复制的过程,因DNA复制采用半保存的方式，因此一种DNA分子经几代复制后的全部DNA中，只有两个DNA分子含有原DNA链。,子代DNA与亲代DNA所带的信息（脱氧核苷酸的排列次序）完全相似。,5.DNA分子复制的意义DNA分子的半保存复制，使子代DNA与亲代DNA含有完全相似的脱氧核苷酸排列次序，遗传信息稳定地从亲代传给子代，保持了遗传信息的持续性。,DNA分子的半保存复制，并不意味着复制时毫无差错，否则，自然界便没有了变异，生物界就不会向前发展。,G,0,31,P,31,P,含,32,P,培养基,32,P,31,P,31,P,32,P,G,1,31,P,32,P,31,P,32,P,32,P,32,P,32,P,32,P,G,2,31,P,32,P,32,P,32,P,+,32,P,32,P,+,32,P,32,P,32,P,32,P,+,32,P,32,P,31,P,32,P,32,P,32,P,+,G,n,在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为l4N-DNA(对照);在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再持续繁殖两代(I和II),用某种离心办法分离得到的成果如右图所示。请分析:,(1)由实验成果能够推测第一代(I)细菌DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。,(2)将第一代(I)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将所得到的细菌的DNA用同样的办法分离。请参考上图,将DNA分子可能出现在试管中的位置在B图中标出。,第一代,第二代,第三代,第四代,印度洋暴发的地震和海啸中，对于难以辩认的遇难者的遗体，医务人员采用了什么技术?这一技术的根据是什么?,为什么儿女长的像自己的父母?,是由于子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故,本质：,现象：,性状的相似，子代与亲代之间在蛋白质构造上的相似或相似,思考：,生物体细胞核中染色体和DNA分子数是相对恒定的，而生物的性状却是多个多样的。这如何解释？,三 基因的体现,染色体,DNA,基因,染色体、DNA、基因之间有何关系？,从基因与DNA的关系看：,片段1,片段2,片段3,片段4,片段5,基因A,基因B,基因C,间区,结,论,1、从基因与DNA都是由脱氧核苷酸构成的；,2、基因是决定生物性状基本,单位，,间区,脱氧核苷酸链,G,A,T,C,T,A,G,A,C,G,G,G,A,A,A,T,T,T,C,C,T,C,T,A,G,A,T,C,T,G,C,C,C,T,T,T,A,A,A,G,G,A,DNA,从基因与染色体的关系看：,染色体,DNA,基因,重要由DNA和蛋白质构成,每个染色体含有一种DNA分子,例：人类的每条染色体上大概有1250个基因。,结,论,1、每个DNA上有,许多,个基因；,2、基因在染色体上呈,线性,(珠链),排列，染色体为基因的载体；,从基因与性状的关系看：,基因,脱氧核苷酸序列,遗传性状,遗传信息,包含,决定,从基因与脱氧核苷酸的关系看：,基因A,基因B,间区,脱氧核苷酸,G,A,T,C,T,A,G,A,C,G,G,G,A,A,A,T,T,T,C,C,T,C,T,A,G,A,T,C,T,G,C,C,C,T,T,T,A,A,A,G,G,A,DNA,每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸,染色体、,DNA,、基因、脱氧核苷酸的关系：,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,基因是决定生物性状的基本单 位，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次序，它代表着遗传信息,基因的本质,亲代信息,子代性状,子代信息,复制,体现,有性生殖,个体发育,在认识到基因的本质后，能不能运用这一认识，分析现实中某些具体的问题呢？例如：在现实生活中，我们能不能像电影侏罗纪公园中描述的那样，运用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？,如果能运用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为重要解决什么问题呢？,蛋白质是生命活动的体现者，而蛋白质,的合成是由基因控制的，那是不是有基,因就能合成蛋白质呢？,真的能复制恐龙吗？,基因是如何指导蛋白质的合成的呢？,基因控制蛋白质的合成,转录,定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程称为转录。,场合：细胞核,T,C,A,T,G,A,T,T,A,A,G,T,A,C,A,A,A,T,DNA的平面构造图,A,G,C,U,G,A,C,G,G,U,U,U,游离的核糖核苷酸,A,G,T,A,C,A,A,A,T,DNA,以DNA的一条链为模板合成RNA,A,G,C,U,G,A,C,G,G,U,U,U,DNA,与RNA的碱基互补配对：,AU；TA：CG；GC,A,G,T,A,C,A,A,A,T,RNA 聚合酶,DNA,A,G,C,G,A,C,G,G,U,U,构成 RNA 的核糖核苷酸一种个连接起来,A,G,T,A,C,A,A,A,T,U,U,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,A,G,C,G,A,C,G,G,U,U,U,U,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,G,C,G,A,C,G,G,U,U,U,U,A,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,G,C,G,A,C,G,U,U,G,U,U,A,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,G,C,G,A,C,G,U,G,U,U,A,U,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,G,C,G,A,C,G,G,U,U,A,U,U,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,G,C,G,A,C,G,G,U,U,A,U,U,A,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,G,C,G,C,G,G,U,U,A,U,U,A,U,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,G,G,C,G,G,U,U,A,U,U,A,U,C,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,G,G,C,G,G,U,U,A,U,U,A,U,C,形成的,mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,RNA,DNA,细胞质,细胞核,核 孔,mRNA在细胞核中合成,A,G,T,A,C,A,A,A,T,G,U,U,A,U,U,A,U,C,mRNA,DNA,A,G,T,A,C,A,A,A,T,U,C,A,U,G,A,U,U,A,mRNA,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,U,C,A,U,G,A,U,U,A,mRNA,1、转录的场合：,2、转录的模板：,3、转录的原料：,4、转录的条件：,5、转录的产物：,细胞核,DNA分子的一条链,四种核糖核苷酸,能量（ATP）、酶,mRNA,翻译,概念：以信使RNA为模板，合成含有一定氨基酸次序的蛋白质的过程。,场合：细胞质,tRNA(转运RNA）,A,A,U,亮氨酸,A,C,U,天冬 氨酸,A,U,G,异亮氨酸,反密码子,每个tRNA的一端是携带氨基酸的部位，,另一端是有3个碱基，,每个tRNA上的这3个碱基,，都只能专一地与mRNA上的特定的3个碱基配对，,称为反密码子,U,C,A,U,G,A,U,U,A,mRNA,密码子,密码子,密码子,遗传密码子,遗传密码子：mRNA上决定一种氨基酸的3个相邻的碱基,A,C,G,U,G,A,U,U,A,mRNA,细胞质,mRNA在细胞质中,A,C,G,U,G,A,U,U,A,U,A,C,蛋氨酸,A,C,U,天冬,氨酸,核糖体,mRNA 与核糖体结合,.,1、起始,第一,位置,第二,位置,A,C,G,U,G,A,U,U,A,U,A,C,蛋氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,tRNA 上的,反密码子,与,mRNA上的,密码子,互补配对,.,A,C,G,U,G,A,U,U,A,U,A,C,蛋氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,A,U,G,异亮氨酸,tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 对应位置.,2、延伸,A,C,G,U,G,A,U,U,A,U,A,C,蛋氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,A,U,G,异亮氨酸,两个氨基酸分子缩合,缩合,A,C,G,U,G,A,U,U,A,U,A,C,蛋氨酸,A,C,U,天冬氨酸,A,U,G,异亮氨酸,核糖体随着 mRNA滑动.另一种 tRNA 上的碱基与mRNA上的 密码子配对.,A,C,G,U,G,A,U,U,A,U,A,C,蛋氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,A,U,G,异亮氨酸,一种个氨基酸分子缩合成链状构造,A,C,G,U,G,A,U,U,A,U,A,C,蛋氨酸,A,C,U,天门冬酰氨,A,U,G,异亮氨酸,t,RNA离开，再去转运新的氨基酸,A,C,G,U,G,A,U,U,A,A,C,U,A,U,G,蛋氨酸,天门冬酰氨,异亮氨酸,以mRNA为模板形成了有一定氨基酸次序的多肽链 .,3、终止,多肽链合成之后，从核糖体中脱离，再通过盘波折叠形成一定空间构造，最后形成含有一定功效的蛋白质分子。,中心法则,DNA,复制,RNA,蛋白质,复制,转录,翻译,逆转录,（性状）,RNA的复制和逆转录是对中心法则的补充，这两种遗传信息的传递状况只出现在某些RNA病毒体内。遗传信息还可能由蛋白质传递到蛋白质，但是这个过程还没有得到证明。,基因对性状的控制,正常红细胞,患者红细胞,病例一：镰刀型细胞贫血症,血红蛋白结构异常,（直接原因）,基因,异常,编码,（根本原因）,红细胞,功能异常,红细胞,结构异常,（性状）,资料1,病例二：白化病,控制酪氨酸酶基因异常,黑色素,合成,酪氨酸,缺乏酪氨酸酶,结论2,资料2,影响,白化病,请构建基因、蛋白质、性状三者关系的概念图,细胞代谢,基因,酶的合成,蛋白质构造,性状,控制,控制,控制,课堂练习,转录,翻译,场所,模板,原料,条件,产物,细胞质,细胞核,DNA分子的一条链,mRNA,核糖核苷酸,氨基酸,模板、核糖核苷酸、酶、ATP,mRNA tRNA 氨基酸 酶 ATP核糖体,mRNA tRNA rRNA,蛋白质,DNA,mRNA,tRNA,氨基酸,转录,翻译,G G T A T G,C,C C A T A C,C A U A C,G G U A U G,课堂练习,脯氨酸,酪氨酸,练习：选择题：,1、对一种基因的对的描述是：（）,A、是有遗传效应的染色体片段,B、其化学成分是碱基、核糖和磷酸,C、每个基因含有一种DNA分子,D、是决定生物性状的基本单位,2、“遗传信息”是指：（）,A、基因的脱氧核苷酸排列次序,B、DNA的碱基对排列次序,C、信使RNA的核苷酸排列次序,D、蛋白质的氨基酸排列次序,3、“密码子”是指：（）,A、核酸上特定排列次序的碱基,B、DNA特定排列次序的碱基,C、信使RNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基,D、转运RNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基,D,A,C,4、信使RNA的来源是：（）,A、由DNA转录而来 B、由DNA翻译而来,C、由DNA转变而来 D、由DNA复制而来,5、一种运转RNA的一端碱基为CGA，此运转RNA运载的氨基酸,是：(),A、精氨酸(CGA)B、丝氨酸(AGU),C、谷氨酸(GAG)D、丙 氨酸(GCU),6、DNA的重要功效是遗传信息的：（）,A、储存与分派 B、转录与翻译,C、储存与释放 D、传递与体现,7、基因控制性状体现的重要途径是：（）,A、RNA 蛋白质（性状）,B、DNA 蛋白质（性状）,C、RNA DNA 蛋白质（性状）,D、DNA RNA 蛋白质（性状）,A,D,D,D,结论3,同一株水毛茛的叶子基因构成相似吗?,你认为造成这种现象的因素是什么?,