遗传物质知识点.ppt

第一课时 1 一 DNA是遗传物质 1 作为遗传物质的必备条件 1 稳定性 2 多样性 3 连续性 4 能够产生可遗传的变异 第6章遗传信息的传递和表达第一节遗传信息 2 2 DNA是遗传物质的证据 噬菌体侵染细菌实验 噬菌体为病毒 结构是蛋白质外壳 内含DNA 原理 运用同位素示踪法 DNA含P不含S蛋白质少含P多含S 侵染过程 吸附 注入 复制与合成 组装 释放 3 4 3 生物的遗传物质 核酸 1 原核生物 真核生物 只含DNA的病毒 如噬菌体 以DNA作为遗传物质 2 极少数只含RNA的病毒 如烟草花叶病毒等 以RNA作为遗传物质 3 绝大部分生物以DNA为遗传物质 DNA是主要的遗传物质 5 二 DNA分子的双螺旋结构 1 DNA基本单位 4种脱氧核苷酸2 脱氧核苷酸组成 一个磷酸 一个脱氧核糖 一个含氮碱基 A T G C 6 3 结构特点 1 脱氧核苷酸聚合成多核苷酸链每两个脱氧核苷酸之间通过磷酸与脱氧核糖相连接 2 DNA分子由两条互相平行的多核苷酸链组成 之间通过碱基配对相连接 氢键 而且是互补的的碱基配对原则 A与T G与C 已知其中一条链的碱基顺序 可以推导出互补链 双链DNA分子中嘌呤总数等于嘧啶总数 A G T C 1 3 两条多核苷酸链形成右旋的双螺旋结构 每个螺旋 360 包括10个碱基对升高3 4nm 7 A G T C A C T G A1 T1 A2 T2 G1 C1 G2 C2 1 1 1 1 DNA分子中嘌呤之和与嘧啶之和的比值相等 一条链中互补碱基的和等于另一条链中互补碱基的和 碱基配对原则应用 8 A1 G1 T1 C1 a 则 A2 G2 T2 C2 A G A T G C A T A T G C a 则 A1 T1 A1 T1 G1 C1 1 a 1 2 a 一条链中不互补碱基的和之比等于另一条链中这种比值的倒数 两链中不互补的碱基和与两链碱基总数之比等于50 1 2 两条链中互补碱基和与两条链碱基总数之比 与任意一条链的这种比值相等 9 1 某双链DNA分子中 G占23 求A占多少 解析 因为DNA分子中 A G T C A 50 23 27 有关DNA中的碱基计算 2 一个DNA分子的碱基中 腺嘌呤占20 那么在含有100个碱基对的DNA分子中 胞嘧啶应是 60个 3 DNA分子的一条单链中 A 20 T 22 求整个DNA分子中G 29 所以 10 5 某双链DNA分子中 A与T之和占整个DNA碱基总数的54 其中一条链上G占该链碱基总数的22 求另一条链上G占其所在链碱基总数的百分含量 24 4 在DNA的一个单链中 A G T C 0 4 上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少 2 5 1 0 4 0 4 若DNA的一个单链中 A T G C 0 4 上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少 11 4 遗传特性体现 1 稳定性 脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架碱基配对方式不变 碱基对之间的氢键两条多核苷酸链的空间螺旋 12 第二课时 13 三 蕴藏在DNA分中的遗传信息 DNA多样性的原因 脱氧核苷酸种类 数目 排列顺序的不同 排列方式 4n n为碱基对数 2 多样性 DNA分子的脱氧核苷酸 主要是碱基对 的种类 数目 排列顺序千变万化 14 关于基因的四句话 基因是携带遗传信息并具有遗传效应的DNA片段 定义 每个DNA分子含有很多个基因 与DNA的关系 每个基因由成百上千对脱氧核苷酸组成 遗传信息 基因具有控制蛋白质的合成的功能 功能 遗传信息 基因的脱氧核苷酸的序列 染色体 DNA 蛋白质 DNA 基因 脱氧核苷酸 15 第二节DNA复制和蛋白质合成 一 DNA复制1 概念 以DNA分子为模板 合成相同DNA分子的过程2 过程 边解旋边复制 需在酶的作用下 3 方式 半保留复制 全部DNA分子中保留原有母链信息 1 2 n 1 其中n为复制的次数 4 意义 保持生物遗传特性相对稳定5 特性体现 3 连续性 半保留复制 4 能够产生可遗传的变异 复制时发生差错 16 实验6 1DNA分子模型的搭建 17 第三课时 18 二 RNA核糖核酸 1 基本单位 4种核糖核苷酸2 核糖核苷酸组成 一个磷酸 一个核糖 一个含氮碱基 A U G C 3 结构特点 通常呈单链结构 19 4 类型 1 mRNA 信使RNA mRNA分子内的碱基序列称为 遗传密码 其中可决定一种氨基酸顺序的每三个相邻碱基称为 密码子 密码子共64个 其中61个分别表示20种氨基酸 另有3个为终止密码子 1个密码子 3个相邻碱基 对应1个氨基酸 1个氨基酸可有1个以上密码子 2 tRNA 转移RNA 每个tRNA带有能识别mRNA上相应密码子并与其配对的三个相邻碱基 称为反密码子 注意 不同氨基酸的tRNA不同 1个tRNA对应1个氨基酸 1个氨基酸可有1个以上的tRNA 3 rRNA 核糖体RNA 20 三 遗传信息的转录 定义 是以DNA分子中的一条多核苷酸链为模板合成信使RNA mRNA 的过程 2 地点 细胞核内 3 过程 1 DNA片段双链解旋 2 以其中的一条链为模板 按碱基配对原则 在酶的作用下 游离的核糖核苷酸与DNA模版上的脱氧核苷酸互补配对 形成mRNA 碱基配对原则 RNA分子中没有碱基T有U 转录时A U T A G C C G结果 通过转录 DNA所蕴涵的遗传信息便正确地传递到mRNA分子中 21 四 遗传信息的翻译 定义 指以mRNA为模板 以tRNA为运载工具 使氨基酸在核糖体内按照一定合成具有一定顺序排列起来 合成蛋白质的过程 地点 细胞质中的核糖体上3 过程 1 mRNA在细胞核中形成后就进入细胞质中 与核糖体结合 2 按照mRNA上的碱基序列 各个tRNA依次带着特定的氨基酸进入核糖体 根据碱基互补原则 把运载来的氨基酸安放在相应的位置上 3 随着核糖体在mRNA上的移动 一个tRNA刚离开核糖体 另一个tRNA又携带进入 4 当读到mRNA上的终止密码子时 翻译过程结束 4 结果 以mRNA为模板 把氨基酸一个个连接起来合成为具有一定氨基酸序列的蛋白质 22 23 为什么说生物的性状是受基因控制的 当亲代的遗传信息传递给子代后 即以各个基因DNA区段为模板合成mRNA 再以mRNA为模板 合成与亲代一样的蛋白质 从而显现出与亲代同样的性状 24 四 中心法则及其发展 1 中心法则 遗传信息从DNA传递给RNA 再从RNA决定蛋白质合成 以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程 25 2 内涵 正确表明了在细胞生命活动中 核酸和蛋白质这两类生物大分子的联系与分工 1 DNA和RNA的功能是储存和传递遗传信息 指导和控制蛋白质的合成 2 蛋白质的主要功能是作为细胞结构的基本成分 并参与调节新陈代谢活动 26 3 中心法则的补充 很多RNA病毒能自我复制 如流感病毒 烟草花叶病毒 有的RNA病毒以RNA为模板在逆转录酶的作用下合成DNA 某些致癌病毒 艾滋病病毒 SARS冠状病毒等 这两个过程在病毒在寄生到宿主细胞中时才发生 单独存在时是不能进行的 27 第四课时 28 第三节基因工程与转基因生物 三种必要工具 1 化学剪刀 限制性核酸内切酶 简称限制酶 即切割DNA工具特点 专一性极强 能识别特定脱氧核苷酸序列并切割特定位点 2 化学浆糊 DNA连接酶 即连接目的基因和运载体 作用 将两个DNA片段 粘连 起来拼接成新的DNA分子 3 分子运输车 质粒 即将重组DNA导入细胞中运载体 也可用各种病毒 质粒 细菌中独立于拟核DNA之外能自主复制的双链闭环的DNA分子 携带外源基因进入细胞后能进行自主复制 或者接合到染色体DNA上 随染色体DNA同步复制 29 基因工程 依据预先设计的蓝图 用人工方法将某种生物的基因 接合到另一种生物的基因组DNA中并使其表达 使后者获得新的遗传性状 产生出人类需要的产物 或创造出新的生物类型的现代生物技术 30 二 基因工程的基本步骤 1 获取目的基因 1 目的基因 人们为了得到其表达产物而把它转入到新的生物体中去的基因 2 获得目的基因的方法 从生物体细胞中分离或者通过化学方法人工合成 3 基因定位 从生物体细胞中分离时 首先确定目的基因在细胞DNA分子上的位置 然后运用限制酶从DNA分子长链中切取目的基因 31 2 目的基因与运载体重组用与切取目的基因相同的限制酶将质粒切开 在DNA连接酶作用下 使将目的基因与质粒组成环状的重组DNA分子 即重组质粒 32 3 重组DNA分子导入受体细胞重组质粒只有导入活细胞 借助活细胞的代谢功能 才能是目的基因所蕴含的遗传信息得到表达 受体细胞 接纳重组质粒的活细胞 可以是微生物 植物细胞和动物细胞 33 4 筛选含目的基因的受体细胞重组质粒成功导入的概率是10 7 因此必须从大量的细胞群中筛选出已获得目的基因的细胞 如果将携带人生长激素基因的重组质粒成功导入 人生长激素基因就在细菌内转录和翻译 合成人生长激素通常选择质粒时使用自身带有抗生素抗性基因或者人工重组使其带上抗性基因的质粒 可以根据受体细胞能否在含抗生素的培养基中生长来进行筛选 34 三 转基因技术的应用 1 微生物基因工程原理 微生物繁殖迅速 结构简单 遗传操作较为容易优点 技术比较成熟 研制周期较短 可通过发酵大量生产应用 用于药用蛋白质的规模化生产 35 植物基因工程 培育成转基因植物分离抗虫 抗病 抗除草剂 抗旱 抗盐碱 抗冻 改变花色以及提高作物产量或品质的基因 转入农作物或园艺植物 培育植物疫苗将乙肝 龋齿等疫苗基因转入植物 36 动物基因工程原理 以动物的受精卵为受体细胞 用显微注射的方法将目的基因导入受体细胞 再使受精卵发育成个体而获得转基因动物应用 获得具有优良性状的动物新品种 培育能产生人源性蛋白质药物的动物 从其乳汁中获得药物 乳腺生物反应器 37 四 转基因生物产品的安全性 转基因生物本身是否对生态环境造成不利担忧 转基