云南省红河州弥勒县庆来学校高一生物《23基因的本质》课件 人教版.ppt

第3章基因的本质 3 1dna是主要的遗传物质 对遗传物质的早期推测 蛋白质 氨基酸排列顺序20世纪20年代 核酸 核苷酸的排列顺序20世纪30年代 意识到dna的重要性 但由于dna分子结构没有清晰了解 认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位 1944年艾弗里的挑战 dna才是遗传物质 一 肺炎双球菌的转化实验 一 1928年格里菲斯的体内转化实验 s型细菌能使人患肺炎 使小鼠患败血症而死亡 原理 r型细菌和s型细菌比较 粗糙 光滑 无 有 无 有 菌落 单个微生物在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度 形成肉眼可见 有一定形态结构的子细胞群落 使小鼠患败血症而死亡 r型细菌 因为 细菌发生转化 性状的转化可以遗传 r型活菌 s型死菌 小鼠 小鼠死 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 格里菲思实验的结论是什么 实验结论 转化因子 在杀死的s型细菌中含有哪些物质 究竟哪一个才是转化因子呢 二 1944年艾弗里的体外转化实验 r型细菌 r型细菌 只长r型菌 只长r型菌 r型细菌 dna是使r型细菌产生稳定遗传变化的物质 dna是转化因子 并且dna的纯度越高 转化越有效 结论 dna是遗传物质 实验结论 艾弗里的实验得到大家的认可了吗 艾弗里提取的dna 纯度最高时也还有0 02 的蛋白质 如何把dna和蛋白质等完全的分开 来证明实验的准确性呢 1 实验材料 噬菌体 t2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是dna 二 噬菌体侵染细菌的实验 在噬菌体中 由亲代和向子代传递的物质是dna 也就是说 子代噬菌体的各种性状是通过亲代的dna遗传给后代的 因此dna才是真正的遗传物质 噬菌体侵染细菌的实验表明 噬菌体侵染细菌的实验过程 吸附 注入dna dna复制 蛋白质合成 组装 释放 2 1952年 赫尔希和蔡斯 同位素标记法 35s 蛋白质 35p dna 噬菌体蛋白质外壳 细菌 子代噬菌体 b t2噬菌体 寄生 大肠杆菌 细菌病毒 侵染细菌后 将头部的dna注入大肠杆菌体内 蛋白质外壳留在外面 dna病毒 注入进去的dna作为模板 利用大肠杆菌体内的脱氧核苷酸来合成自身的dna 同时利用大肠杆菌体内的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳 dna 蛋白质 同位素标记法 同位素用于追踪物质运行和变化过程时 叫做示踪元素 用示踪元素标记的化合物 化学性质不变 人们根据这种化合物的性质 对有关的一系列化学反应进行追踪 这种科学研究方法叫做同位素标记法 用哪些同位素标记dna和蛋白质 用35s标记部分噬菌体的蛋白质 用32p标记部分噬菌体的dna 怎样用同位素分别标记噬菌体的dna和蛋白质 s仅存在于t2噬菌体的蛋白质组分中 p则主要存在于dna的组分中 1 用分别放有35s 和32p 的培养基培养大肠杆菌 2 用噬菌体分别侵染上述大肠杆菌 3 获得只含35s 或只含32p 的噬菌体 目前 已有充分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 dna 主要的遗传物质 dna是唯一的遗传物质吗 rna 核糖核酸 有些病毒 如烟草花叶病毒 它们不含有dna 只含有rna 在这种情况下 rna就起着遗传物质的作用 因此dna是主要的遗传物质 总结 真核生物 原核生物 只有dna dna为遗传物质只有rna rna为遗传物质 1 病毒的遗传物质是 人的遗传物质是 a dnab rnac dna和rnad dna或rna d a 2 注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是 a r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 2 最关键的设计思路是 设法把dna与蛋白质分开 单独地 直接地去观察dna的作用 思考与讨论 1 1 个体很小 结构简单 容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化 细菌是单细胞生物 病毒无细胞结构 只有核酸和蛋白质外壳 2 繁殖快 细菌20 30min就可繁殖一代 病毒短时间内可大量繁殖 3 艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术 物质的提纯和鉴定技术等 赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术 同位素标记技术 以及物质的提取和分离技术等 3 2dna分子的结构 沃森和克里克 沃森 克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖 左一 威尔金斯左三 克里克左五 沃森 1 请你根据资料回答有关dna结构方面的问题 p49 1 dna是由几条链构成的 它具有怎样的立体结构 答 2条 具有双螺旋结构 2 dna的基本骨架是由哪些物质组成的 它们分别位于dna的什么部位 答 磷酸 脱氧核糖 位于dna链上交替连接 构成基本支架 3 dna中的碱基是如何配对的 它们位于dna的什么部位 答 a与t c与g配对 位于dna链的内侧 连接2条单链 脱氧核糖 含氮碱基 磷酸 1 构成的化学元素有几种 组成dna的基本单位是 脱氧核苷酸 c h o n p 脱氧核苷酸 二 dna的分子结构 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 2 脱氧核苷酸的种类 3 脱氧核苷酸连接形成脱氧核苷酸链方式 脱氧核苷酸长链 连接 脱氧核苷酸长链连接方式正确的是 习练堂课 氢键 4 dna平面结构 碱基互补配对原则 注意 一个dna分子的双链中 a总是与t数目相等 c总是与g数目相等 a a a t t t g g g g c c c a t c 你注意到了吗 稳定不变的 千变万化的 三 dna的空间结构 dna双螺旋空间结构 四 dna分子的结构特性 1 多样性 在生物体内 一个最短dna分子也大约有4000个碱基对 请同学们计算dna分子有多少种 碱基对的特定排列顺序 又构成了每一个dna分子的特异性 碱基对的排列顺序就代表了遗传信息 3 稳定性 外侧脱氧核糖和磷酸交替连接排列稳定不变 内侧碱基互补配对原则不变 2 特异性 一条dna中含8000个碱基 该dna分子有多少种 注意 算dna种数时 碱基对的对数为n对 则dna种类为 n为碱基对数 五 dna和rna的化学成分比较 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基 脱氧核糖核苷酸 a g c t u a g c 核糖核苷酸 比较dna与rna的区别 1 五碳糖不同 2 碱基种类有不同 3 dna一般为双链 rna一般为单链 如何区别dna双链与单链 dna双链遵循碱基互补配对原则 1 dna分子是由 向平行的 链盘旋而成 2 dna分子中的 和 交替连结 排列在外侧 其顺序是 的 而排列在内侧的 的排列顺序是 3 两条链上的碱基通过 连结起来 配对规律是 a与 g与 双螺旋 两条反 脱氧核糖 磷酸 脱氧核苷酸 氢键 千变万化 碱基对 不变 t c 小结 一 dna分子具有特殊的空间结构 也就是具有规则的 结构 这一结构的特点是 小结 二 dna分子 双链 中a与t连接 c与g连接方式固定 叫做碱基互补配对原则 三 dna的特性 多样性 特异性 稳定性 1 a t的数目 c g的数目 2 a与t间有2个氢键 c与g间有3个氢键 1 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 2 dna的一条链中a g t c 2 另一条链中相应的比是 整个dna分子中相应的比是 3 dna的一条链中a t c g 2 另一条链中相应的比是 整个dna分子中相应的比是 0 5 1 2 2 4 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 25 小试牛刀 5 8 dna和rna dna 4 4 dna dna 4 4 rna rna 规律一 dna双链中互补链的碱基数相等 任意两不互补的碱基之和恒等 占dna中碱基数的50 即 a g t c a c g t 1 a g t c a c t g 50 碱基总数 规律二 dna双链中的一条单链上 a1 g1 t1 c1 的值与另一条互补链上的值互为倒数关系 a2 g2 t2 c2 规律三 dna双链中 一条单链上 a1 t1 g1 c1 的值与另一条互补链上的值相等 与dna双链中的值相等 a2 t2 g2 c2 a t g c 规律四 一条链中任意两互补碱基之和占该单链的比例等于dna双链中该两种碱基之和占碱基总数的比例 a1 t1 a1 t1 g1 c1 a2 t2 a2 t2 g2 c2 a t a t g c 第三节dna的复制 1 dn 复制时间 2 dna复制的场所 3 什么叫复制 dna又怎么复制呢 指以亲代dna为模板合成子代dna的过程 1dna 2dna 有丝分裂间期减数第一次分裂前的间期 主要是细胞核 回忆 二 dna复制方式的假说 1 提出假说者 2 假说内容 3 dna是以半保留方式复制实验证据 选择材料 实验要点 实验方法 半保留复制 沃森和克里克 大肠杆菌 区分亲代和子代 同位素标记法 2 推理 如果亲代dna是15n作标记的 放在14n的环境中进行培养 则亲代 子一代 子二代dna分别含有哪种n元素 其密度如何 1 如何在实验中直观地区别 标识 母链或子链 可以利用同位素 具放射性 标记的方法 亲代dna分子 15n 14n dna 15n 14n dna 1 2 14n 14n dna 1 2 15n 15n dna 可以通过离心使其发生分层 15n质量大于14n 全重 全中 14n 14n 15n 14n 15n 15n 世代0123 轻 中 重 证明dna是以半保留方式复制 演释推理出n代时情况 2 2n中 1 2 2n轻 轻 中 3 4轻1 4中 离心 重力分层 例1实验室里 让一个dna分子 称第一代 连续复制三代 问 在第四代dna分子中 含第一代dna分子链的dna占总dna的比例 d 第一代脱氧核苷酸链占所有链的比例 a a12 5 b75 c50 d25 三 dna复制的过程 1 解旋 利用细胞提供的能量边解旋 边复制2 配对 分别以每条单链为模板 以四种游离的脱氧核苷酸为原料 在dna聚合酶作用下 利用碱基互补配对原则合成两条新的子链3 两条子链分别与对应的模板链绕成螺旋型 构成两个新的dna分子 不是沃森和克里克观点 是现代dna复制观点 酶 能量 模板 原料 dna解旋酶dna聚合酶等 dna分子的两条链 四种游离的脱氧核苷酸 atp 四 dna复制的条件 小结 有丝分裂的间期减数第一次分裂前的间期 主要在细胞核 模板 酶 原料 能量等基本条件 碱基互补配对原则 半保留复制 子链与母链结合 构成两个新的dna分子 保持了遗传信息的连续性 边解旋边复制 多起点复制 3 4基因是有遗传效应的dna片段 基因是dna的片段 根据资料1 你能得出什么结论 基因有遗传效应 它可以独立起作用 资料2 说明了什么 并不是随便一段dna就称为基因 基因是一段dna 一段dna不一定是基因 资料3说明了什么 资料4说明了什么 基因能控制生物的性状 具有遗传效应 一 基因的概念 基因是有遗传效应的dna片段 是生物体遗传的结构和功能单位 化学本质 dna片段 由脱氧核苷酸组成 功能 有遗传效应 二 染色体 dna 基因 脱氧核苷酸之间的关系 染色体 dna 基因 脱氧核苷酸 染色体是dna的主要载体 基因是有遗传效应的dna片断 基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息 dna是主要的遗传物质 三 基因的种类 n为基因中碱基对的对数 通过脱氧核苷酸排列顺序体现 为什么一种生物的dna能转移到另一种生物体内 且能表达 1 基因是有遗传效应的dna片段 具有一定的独立性2 无论植物 动物还是微生物 他们的遗传物质dna都是由四种脱氧核苷酸组成的双螺旋结构 3 在限制性核酸内切酶和dna连接酶的作用下 可以把一种生物的基因连接到另一种生物的dna上去 4 无论植物 动物还是微生物都共用一套遗传密码 所以能实现表达 1 基因存在于植物细胞的 c 染色体 核糖体 叶绿体 高尔基体 线粒体a b c d 2 人类遗传信息的携带者是 c a dna和rnab dna或rnac dnad rna 课堂练习 3 dna分子结构多样性的原因是 d a 碱基配对方式的多样性b 磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性c 螺旋方向的多样性d 碱基对排列次序的多样性 4