遺傳物質(zhì)知識(shí)點(diǎn).ppt

第一課時(shí) 1 一 DNA是遺傳物質(zhì) 1 作為遺傳物質(zhì)的必備條件 1 穩(wěn)定性 2 多樣性 3 連續(xù)性 4 能夠產(chǎn)生可遺傳的變異 第6章遺傳信息的傳遞和表達(dá)第一節(jié)遺傳信息 2 2 DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 噬菌體為病毒 結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)外殼 內(nèi)含DNA 原理 運(yùn)用同位素示蹤法 DNA含P不含S蛋白質(zhì)少含P多含S 侵染過(guò)程 吸附 注入 復(fù)制與合成 組裝 釋放 3 4 3 生物的遺傳物質(zhì) 核酸 1 原核生物 真核生物 只含DNA的病毒 如噬菌體 以DNA作為遺傳物質(zhì) 2 極少數(shù)只含RNA的病毒 如煙草花葉病毒等 以RNA作為遺傳物質(zhì) 3 絕大部分生物以DNA為遺傳物質(zhì) DNA是主要的遺傳物質(zhì) 5 二 DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu) 1 DNA基本單位 4種脫氧核苷酸2 脫氧核苷酸組成 一個(gè)磷酸 一個(gè)脫氧核糖 一個(gè)含氮堿基 A T G C 6 3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1 脫氧核苷酸聚合成多核苷酸鏈每?jī)蓚€(gè)脫氧核苷酸之間通過(guò)磷酸與脫氧核糖相連接 2 DNA分子由兩條互相平行的多核苷酸鏈組成 之間通過(guò)堿基配對(duì)相連接 氫鍵 而且是互補(bǔ)的的堿基配對(duì)原則 A與T G與C 已知其中一條鏈的堿基順序 可以推導(dǎo)出互補(bǔ)鏈 雙鏈DNA分子中嘌呤總數(shù)等于嘧啶總數(shù) A G T C 1 3 兩條多核苷酸鏈形成右旋的雙螺旋結(jié)構(gòu) 每個(gè)螺旋 360 包括10個(gè)堿基對(duì)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分子中嘌呤之和與嘧啶之和的比值相等 一條鏈中互補(bǔ)堿基的和等于另一條鏈中互補(bǔ)堿基的和 堿基配對(duì)原則應(yīng)用 8 A1 G1 T1 C1 a 則 A2 G2 T2 C2 A G A T G C A T A T G C a 則 A1 T1 A1 T1 G1 C1 1 a 1 2 a 一條鏈中不互補(bǔ)堿基的和之比等于另一條鏈中這種比值的倒數(shù) 兩鏈中不互補(bǔ)的堿基和與兩鏈堿基總數(shù)之比等于50 1 2 兩條鏈中互補(bǔ)堿基和與兩條鏈堿基總數(shù)之比 與任意一條鏈的這種比值相等 9 1 某雙鏈DNA分子中 G占23 求A占多少 解析 因?yàn)镈NA分子中 A G T C A 50 23 27 有關(guān)DNA中的堿基計(jì)算 2 一個(gè)DNA分子的堿基中 腺嘌呤占20 那么在含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子中 胞嘧啶應(yīng)是 60個(gè) 3 DNA分子的一條單鏈中 A 20 T 22 求整個(gè)DNA分子中G 29 所以 10 5 某雙鏈DNA分子中 A與T之和占整個(gè)DNA堿基總數(shù)的54 其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22 求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量 24 4 在DNA的一個(gè)單鏈中 A G T C 0 4 上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中分別是多少 2 5 1 0 4 0 4 若DNA的一個(gè)單鏈中 A T G C 0 4 上述比例在其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中分別是多少 11 4 遺傳特性體現(xiàn) 1 穩(wěn)定性 脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成的基本骨架堿基配對(duì)方式不變 堿基對(duì)之間的氫鍵兩條多核苷酸鏈的空間螺旋 12 第二課時(shí) 13 三 蘊(yùn)藏在DNA分中的遺傳信息 DNA多樣性的原因 脫氧核苷酸種類(lèi) 數(shù)目 排列順序的不同 排列方式 4n n為堿基對(duì)數(shù) 2 多樣性 DNA分子的脫氧核苷酸 主要是堿基對(duì) 的種類(lèi) 數(shù)目 排列順序千變?nèi)f化 14 關(guān)于基因的四句話(huà) 基因是攜帶遺傳信息并具有遺傳效應(yīng)的DNA片段 定義 每個(gè)DNA分子含有很多個(gè)基因 與DNA的關(guān)系 每個(gè)基因由成百上千對(duì)脫氧核苷酸組成 遺傳信息 基因具有控制蛋白質(zhì)的合成的功能 功能 遺傳信息 基因的脫氧核苷酸的序列 染色體 DNA 蛋白質(zhì) DNA 基因 脫氧核苷酸 15 第二節(jié)DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成 一 DNA復(fù)制1 概念 以DNA分子為模板 合成相同DNA分子的過(guò)程2 過(guò)程 邊解旋邊復(fù)制 需在酶的作用下 3 方式 半保留復(fù)制 全部DNA分子中保留原有母鏈信息 1 2 n 1 其中n為復(fù)制的次數(shù) 4 意義 保持生物遺傳特性相對(duì)穩(wěn)定5 特性體現(xiàn) 3 連續(xù)性 半保留復(fù)制 4 能夠產(chǎn)生可遺傳的變異 復(fù)制時(shí)發(fā)生差錯(cuò) 16 實(shí)驗(yàn)6 1DNA分子模型的搭建 17 第三課時(shí) 18 二 RNA核糖核酸 1 基本單位 4種核糖核苷酸2 核糖核苷酸組成 一個(gè)磷酸 一個(gè)核糖 一個(gè)含氮堿基 A U G C 3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 通常呈單鏈結(jié)構(gòu) 19 4 類(lèi)型 1 mRNA 信使RNA mRNA分子內(nèi)的堿基序列稱(chēng)為 遺傳密碼 其中可決定一種氨基酸順序的每三個(gè)相鄰堿基稱(chēng)為 密碼子 密碼子共64個(gè) 其中61個(gè)分別表示20種氨基酸 另有3個(gè)為終止密碼子 1個(gè)密碼子 3個(gè)相鄰堿基 對(duì)應(yīng)1個(gè)氨基酸 1個(gè)氨基酸可有1個(gè)以上密碼子 2 tRNA 轉(zhuǎn)移RNA 每個(gè)tRNA帶有能識(shí)別mRNA上相應(yīng)密碼子并與其配對(duì)的三個(gè)相鄰堿基 稱(chēng)為反密碼子 注意 不同氨基酸的tRNA不同 1個(gè)tRNA對(duì)應(yīng)1個(gè)氨基酸 1個(gè)氨基酸可有1個(gè)以上的tRNA 3 rRNA 核糖體RNA 20 三 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 定義 是以DNA分子中的一條多核苷酸鏈為模板合成信使RNA mRNA 的過(guò)程 2 地點(diǎn) 細(xì)胞核內(nèi) 3 過(guò)程 1 DNA片段雙鏈解旋 2 以其中的一條鏈為模板 按堿基配對(duì)原則 在酶的作用下 游離的核糖核苷酸與DNA模版上的脫氧核苷酸互補(bǔ)配對(duì) 形成mRNA 堿基配對(duì)原則 RNA分子中沒(méi)有堿基T有U 轉(zhuǎn)錄時(shí)A U T A G C C G結(jié)果 通過(guò)轉(zhuǎn)錄 DNA所蘊(yùn)涵的遺傳信息便正確地傳遞到mRNA分子中 21 四 遺傳信息的翻譯 定義 指以mRNA為模板 以tRNA為運(yùn)載工具 使氨基酸在核糖體內(nèi)按照一定合成具有一定順序排列起來(lái) 合成蛋白質(zhì)的過(guò)程 地點(diǎn) 細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上3 過(guò)程 1 mRNA在細(xì)胞核中形成后就進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中 與核糖體結(jié)合 2 按照mRNA上的堿基序列 各個(gè)tRNA依次帶著特定的氨基酸進(jìn)入核糖體 根據(jù)堿基互補(bǔ)原則 把運(yùn)載來(lái)的氨基酸安放在相應(yīng)的位置上 3 隨著核糖體在mRNA上的移動(dòng) 一個(gè)tRNA剛離開(kāi)核糖體 另一個(gè)tRNA又?jǐn)y帶進(jìn)入 4 當(dāng)讀到mRNA上的終止密碼子時(shí) 翻譯過(guò)程結(jié)束 4 結(jié)果 以mRNA為模板 把氨基酸一個(gè)個(gè)連接起來(lái)合成為具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì) 22 23 為什么說(shuō)生物的性狀是受基因控制的 當(dāng)親代的遺傳信息傳遞給子代后 即以各個(gè)基因DNA區(qū)段為模板合成mRNA 再以mRNA為模板 合成與親代一樣的蛋白質(zhì) 從而顯現(xiàn)出與親代同樣的性狀 24 四 中心法則及其發(fā)展 1 中心法則 遺傳信息從DNA傳遞給RNA 再?gòu)腞NA決定蛋白質(zhì)合成 以及遺傳信息從DNA傳遞給DNA的復(fù)制過(guò)程 25 2 內(nèi)涵 正確表明了在細(xì)胞生命活動(dòng)中 核酸和蛋白質(zhì)這兩類(lèi)生物大分子的聯(lián)系與分工 1 DNA和RNA的功能是儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息 指導(dǎo)和控制蛋白質(zhì)的合成 2 蛋白質(zhì)的主要功能是作為細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本成分 并參與調(diào)節(jié)新陳代謝活動(dòng) 26 3 中心法則的補(bǔ)充 很多RNA病毒能自我復(fù)制 如流感病毒 煙草花葉病毒 有的RNA病毒以RNA為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA 某些致癌病毒 艾滋病病毒 SARS冠狀病毒等 這兩個(gè)過(guò)程在病毒在寄生到宿主細(xì)胞中時(shí)才發(fā)生 單獨(dú)存在時(shí)是不能進(jìn)行的 27 第四課時(shí) 28 第三節(jié)基因工程與轉(zhuǎn)基因生物 三種必要工具 1 化學(xué)剪刀 限制性核酸內(nèi)切酶 簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶 即切割DNA工具特點(diǎn) 專(zhuān)一性極強(qiáng) 能識(shí)別特定脫氧核苷酸序列并切割特定位點(diǎn) 2 化學(xué)漿糊 DNA連接酶 即連接目的基因和運(yùn)載體 作用 將兩個(gè)DNA片段 粘連 起來(lái)拼接成新的DNA分子 3 分子運(yùn)輸車(chē) 質(zhì)粒 即將重組DNA導(dǎo)入細(xì)胞中運(yùn)載體 也可用各種病毒 質(zhì)粒 細(xì)菌中獨(dú)立于擬核DNA之外能自主復(fù)制的雙鏈閉環(huán)的DNA分子 攜帶外源基因進(jìn)入細(xì)胞后能進(jìn)行自主復(fù)制 或者接合到染色體DNA上 隨染色體DNA同步復(fù)制 29 基因工程 依據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖 用人工方法將某種生物的基因 接合到另一種生物的基因組DNA中并使其表達(dá) 使后者獲得新的遺傳性狀 產(chǎn)生出人類(lèi)需要的產(chǎn)物 或創(chuàng)造出新的生物類(lèi)型的現(xiàn)代生物技術(shù) 30 二 基因工程的基本步驟 1 獲取目的基因 1 目的基因 人們?yōu)榱说玫狡浔磉_(dá)產(chǎn)物而把它轉(zhuǎn)入到新的生物體中去的基因 2 獲得目的基因的方法 從生物體細(xì)胞中分離或者通過(guò)化學(xué)方法人工合成 3 基因定位 從生物體細(xì)胞中分離時(shí) 首先確定目的基因在細(xì)胞DNA分子上的位置 然后運(yùn)用限制酶從DNA分子長(zhǎng)鏈中切取目的基因 31 2 目的基因與運(yùn)載體重組用與切取目的基因相同的限制酶將質(zhì)粒切開(kāi) 在DNA連接酶作用下 使將目的基因與質(zhì)粒組成環(huán)狀的重組DNA分子 即重組質(zhì)粒 32 3 重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞重組質(zhì)粒只有導(dǎo)入活細(xì)胞 借助活細(xì)胞的代謝功能 才能是目的基因所蘊(yùn)含的遺傳信息得到表達(dá) 受體細(xì)胞 接納重組質(zhì)粒的活細(xì)胞 可以是微生物 植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞 33 4 篩選含目的基因的受體細(xì)胞重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入的概率是10 7 因此必須從大量的細(xì)胞群中篩選出已獲得目的基因的細(xì)胞 如果將攜帶人生長(zhǎng)激素基因的重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入 人生長(zhǎng)激素基因就在細(xì)菌內(nèi)轉(zhuǎn)錄和翻譯 合成人生長(zhǎng)激素通常選擇質(zhì)粒時(shí)使用自身帶有抗生素抗性基因或者人工重組使其帶上抗性基因的質(zhì)粒 可以根據(jù)受體細(xì)胞能否在含抗生素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行篩選 34 三 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用 1 微生物基因工程原理 微生物繁殖迅速 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 遺傳操作較為容易優(yōu)點(diǎn) 技術(shù)比較成熟 研制周期較短 可通過(guò)發(fā)酵大量生產(chǎn)應(yīng)用 用于藥用蛋白質(zhì)的規(guī)?；a(chǎn) 35 植物基因工程 培育成轉(zhuǎn)基因植物分離抗蟲(chóng) 抗病 抗除草劑 抗旱 抗鹽堿 抗凍 改變花色以及提高作物產(chǎn)量或品質(zhì)的基因 轉(zhuǎn)入農(nóng)作物或園藝植物 培育植物疫苗將乙肝 齲齒等疫苗基因轉(zhuǎn)入植物 36 動(dòng)物基因工程原理 以動(dòng)物的受精卵為受體細(xì)胞 用顯微注射的方法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 再使受精卵發(fā)育成個(gè)體而獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物應(yīng)用 獲得具有優(yōu)良性狀的動(dòng)物新品種 培育能產(chǎn)生人源性蛋白質(zhì)藥物的動(dòng)物 從其乳汁中獲得藥物 乳腺生物反應(yīng)器 37 四 轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性 轉(zhuǎn)基因生物本身是否對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利擔(dān)憂(yōu) 轉(zhuǎn)基