《遗传分子基础》PPT课件.ppt

基因型,AaBb,AaBb,遗传定律,配子,公式,区别,分离定律,分离定律 自由组合 定律,2种（AB 、ab）,4种(AB、 ab、 aB、 Ab),2n,（N是等位 基因的对数）,每对等位基因独立遗传， 符合自由组合定律,自交 测交 配子 鉴定法,第三章 遗传的分子基础 第一节 探索遗传物质的过程,生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理功能上常常相似，这就是遗传现象。 生物的遗传特性，使生物界的物种能够保持相对稳定。,根据现代细胞学和遗传学的研究得知，控制生物性状的主要遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA）。,生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的物质基础是什么呢？,单击画面继续,单击画面继续,一. 遗传物质的主要载体 染色体,通过对细胞有丝分裂、减数分裂和受精过程的研究，人们了解到染色体在生物的传宗接代过程中，能够保持一定的稳定性和连续性。因此，人们认为染色体在遗传上起着主要作用。,染色体由DNA和蛋白质构成,一、对遗传物质的早期推测,20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。 20世纪30年代，人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。 ？脱氧核苷酸的化学组成包括（ ） 但由于DNA结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。,生命之所以能够代代延续，主要是由于遗传物质绵绵不断地向后代传递，从而使后代具有与前代同样的性状。,R型菌 菌落粗糙， 无荚膜， 无毒,S型菌 菌落光滑，有荚膜， 有毒，可使老鼠患败血症致死,一.格里菲思的肺炎双球菌转化实验,败血症： 是指细菌进入血循环，并在 其中生长繁殖、产生毒素而引起的 全身性严重感染。临床表现为发热、 严重毒血症状、皮疹瘀点、肝脾肿 大和白细胞数增高等。,小鼠死亡,小鼠正常,小鼠正常,小鼠死亡,1,2,3,4,肺炎双球菌的转化实验过程,细菌发生转化，性状的转化可以遗传。,S型加热,R型活菌,混合,已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质 转化因子,格里菲思实验的推论：,1.肺炎双球菌转化实验,活体细菌 转化实验,R型细菌,二、 艾弗里确定转化因子的实验,R型细菌,R型细菌,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关键的设计思路是什么？,必须将蛋白质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。,三、 噬菌体侵染细菌的实验,T2噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA,1952年赫尔希和蔡斯设 计了一个巧妙实验：用放射 性同位素标记。,思考：放射性同位素标记 什么物质？用什么元素？,同位素标记法,蛋白质的组成元素： C、H、O、N、S DNA的组成元素： C、H、O、N 、P,（标记32P）,（标记 35S）,在噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌细胞，蛋白质外壳没有进入。,噬菌体侵染细菌的实验表明:,噬菌体侵染细菌的动态过程：,侵入别的细菌,侵入,合成,吸附,组装,释放,思考：怎么样对噬菌体 进行标记？,标记噬菌体方法：,在分别含有放射性同位素32P 和35S 的培养基中培养细菌,分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体,DNA是唯一的遗传物质吗？,提出问题：,实验方案:,预期结果:,分析结论,RNA和蛋白质哪一个是遗传物质,“烟草花叶病毒感染实验”,4、分析“烟草花叶病毒重建实验”,烟草花叶病毒重建实验,TMV,HRV,核酸是遗传物质的证据,1.噬菌体侵染细菌实验（同位素示踪法） DNA是遗传物质,2.肺炎双球菌的转化实验,活体细菌转化实验 存在转化因子,离体细菌转化实验 DNA是遗传物质,蛋白质 不是遗传物质,3.烟草花叶病毒的感染和重建实验,总括,核酸是生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（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是主要的遗传物质。,3.烟草花叶病毒的感染和重建实验,思考:,DNA或RNA,DNA,DNA,2、烟草的遗传物质是什么？,DNA,1、动物和人体的遗传物质是什么？,3、细菌的遗传物质是什么？,4、一切生物的遗传物质是什么？,5、病毒的遗传物质是什么？,核 酸,生物体遗传物质总结归纳：,1、有细胞结构的生物（原核生物、真核生物）,DNA,2、无细胞结构的生物（即病毒）,DNA或RNA,思考:,通过这节课的学习,我们能总结出作为遗传物质应具备什么条件?,分子结构具有相对的稳定性 能够自我复制，保持前后代的连续性 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,【例1】噬菌体侵染细菌后，合成新噬菌体的蛋白质外壳需要 （ ） A.细菌的DNA和氨基酸 B.噬菌体的DNA及氨基酸 C.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸 D.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸,D,【例2】用噬菌体去感染体内含32P的细菌，在细菌解体后，含32P的应是 （ ） A.子代噬菌体的DNA B.子代噬菌体的蛋白质外壳 C.子代噬菌体的蛋白质和DNA D.部分子代噬菌体的DNA,A,第二节（1） DNA分子的结构,DNA主要存在于细胞的什么结构？,染色体是DNA的主要载体（线粒体、叶绿体）,DNA的的化学组成？元素、基本单位是？由几部分构成？,脱氧核苷酸,1、DNA的化学组成,P,脱氧核糖,含氮碱基,元素组成：,C H O N P,组成脱氧核苷酸的碱基：,胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）,腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）,因此，脱氧核苷酸也有4种,1953年，美国科学家沃森（JD.Watson，1928）和英国科学家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。,回眸历史,在生命的旋梯上,沃森和克里克,回眸历史,DNA分子双螺旋结构模型的发现，是生物学史上的一座里程碑，它为DNA复制提供了构型上的解释，使人们对DNA作为基因的物质基础不再怀疑，并且奠定了分子遗传学的基础。DNA双螺旋模型在科学上的影响是深远的。,2003年是DNA双螺旋模型发现50周年，科学界举行了隆重的纪念活动。,回眸历史,早凋的“科学玫瑰” 富兰克林（ R.E.Franklin）,她在1953年率先采用X射线衍射技术拍摄到 晶体照片，推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。,但“科学玫瑰”没等到分享荣耀，在研究成果被承认之前就已凋谢。,(英，R.E.Franklin, 19201958）,X衍射技术是用X光透过物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。,DNA的X射线衍射图,回眸历史,富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图,很多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸（DNA)链,脱氧核苷酸,DNA平面结构,DNA立体结构,2、DNA的立体结构特点,磷酸、脱氧核糖 交替连接 构成基本骨架；,碱基；2条链上的碱基通过氢键形成碱基对,3.内侧:,2.外侧：,1.由2条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构；,AT之间形成2个氢键,CG之间形成3个氢键,DNA 碱 基 互 补 配 对 原 则 图 解,在双链DNA分子中，,注意:两条链之间的脱氧核苷酸数目相等,即两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等,注意：在单链DNA中，A不一定等于T；G也不一定等于C,同理,一条链中碱基G的数量等于另一条链中碱基C的数量（G=C）,一条链中碱基A的数量等于另一条链中碱基T的数量（A=T）；,DNA通过碱基（对）的排列顺序 即为脱氧核苷酸的排列顺序 储存大量的遗传信息,思考题：DNA是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么DNA是通过什么储存大量的遗传信息？,组成DNA分子的碱基有4种： A、T、G、C 组成DNA分子的碱基对有4种： AT、TA、GC、CG n个碱基对的组合方式有 碱基对的排列顺序千变万化,4n种,DNA分子特性,每个DNA分子的脱氧核苷酸的数目不 同，碱基对的排列顺序千变万化,特异性：,具有规则的双螺旋结构,多样性：,每个DNA分子具有特定的碱基排列 顺序,遗传的稳定性：,DNA分子中各种碱基的数量关系,1.双链DNA分子中：,也即是：（A+G）/（T+C）,A=T，G=C；,即A+G=,或A+C=T+G，,=1,一条链中的A+T=T+A（另一条链）；,2.双链DNA分子中：,T+C,所以：,（A+G）占整条DNA链碱基总数的,同理:（T+C）,也等于50%,同理：一条链中的G+C=C+G（另一条链）,50%,如果一条链中的（A+T）/（G+C）=,若一条链中的（A+G）/（T+C）= ，,则另一条链中（A+T）/（G+C）也等于:,a，,a;,b,1/b,则另一条链中的（A+G）/（T+C）=,3.双链DNA分子中：,在整个DNA分子中（A+T）/（G+C）等于:？,在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=？,思 考 题,某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的 分子数占18%，则鸟嘌呤的分子数占,32%,或者：A+G=T+C=50%,因为A=T=18%，,所以G+C=,答：,又因为G=C，,A=18%，所以G=50%-18%=32%,所以A+T=36%；,100%-36%=64%,因此G=C=32%,DNA的一条链中（A+G）/（T+C）0.4，上述比在其互补链和整个DNA分子中分别是（ ）、（ ）。,某DNA分子的一条单链中，A占20，T占30，则该DNA分子中的C占全部碱基的（ ）。,双链DNA分子中，G占碱基总数的38，其中一条链中的T占碱基总数的5，那么另一条链中的T占碱基总数的（ ）。,一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46，该DNA分子的一条单链中，A和C分别占该单链的28和22，则该DNA分子的另一条单链中，A和C分别占这一单链的百分比是多少？,DNA的复制,DNA分子的复制,DNA复制发生在什么时期？ 有丝分裂间期 减数第一次分裂间期 无丝分裂,复制过程,解旋的目的是什么？ 复制一次形成几条子链？ 每一个子代DNA分子的两条链的来源？,DNA复制的基本条件？ 模板DNA的一条母链 原料4种脱氧核苷酸 能量：ATP 酶DNA解旋酶、DNA合成酶,DNA分子的复制,DNA复制的特点？,DNA复制的意义？,边解旋边复制 半保留复制,保持了遗传信息的连续性,DNA分子的复制,DNA复制的准确性如何保障？ 独特的双螺旋结构为复制提供模板 碱基互补配对原则使复制准确无误,练习,3以DNA的一条链“ATC”为模板，经复制后的子链是（ ） A“TAG” B“UAG” C“TAC” D“TUG”,A,6如果用重氢标记一个细菌的DNA分子，然后把这个细菌放在不含重氢的培养基中培养，当细菌繁殖到第10代时，含重氢标记的细菌数量将为（ ） A1个 C 2/210个 B2个 D 102/2 1个,B,7 用含15N的DNA放入含14N的培养基中培养，复制两代后含15N的DNA所占的比例？复制n代后呢？,1/2,1/2n,5.一切生物的遗传物质是:( ) A.核酸 B.DNA C.RNA D.蛋白质,4.噬菌体在细菌体中合成自己的蛋白质 需要:( ) A.噬菌体的DNA和氨基酸 B.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 C.细菌的DNA和氨基酸 D.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸,B,A,小资料:,T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,T2噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,从而进行大量的繁殖.,思考：你身上有“条形码”吗？,商品条形