云南省紅河州彌勒縣慶來(lái)學(xué)校高一生物《23基因的本質(zhì)》課件 人教版.ppt

第3章基因的本質(zhì) 3 1dna是主要的遺傳物質(zhì) 對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè) 蛋白質(zhì) 氨基酸排列順序20世紀(jì)20年代 核酸 核苷酸的排列順序20世紀(jì)30年代 意識(shí)到dna的重要性 但由于dna分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰了解 認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位 1944年艾弗里的挑戰(zhàn) dna才是遺傳物質(zhì) 一 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 一 1928年格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) s型細(xì)菌能使人患肺炎 使小鼠患敗血癥而死亡 原理 r型細(xì)菌和s型細(xì)菌比較 粗糙 光滑 無(wú) 有 無(wú) 有 菌落 單個(gè)微生物在適宜固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長(zhǎng)繁殖到一定程度 形成肉眼可見(jiàn) 有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群落 使小鼠患敗血癥而死亡 r型細(xì)菌 因?yàn)?細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化 性狀的轉(zhuǎn)化可以遺傳 r型活菌 s型死菌 小鼠 小鼠死 已經(jīng)被加熱殺死的s型細(xì)菌中 必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì) 格里菲思實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 轉(zhuǎn)化因子 在殺死的s型細(xì)菌中含有哪些物質(zhì) 究竟哪一個(gè)才是轉(zhuǎn)化因子呢 二 1944年艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) r型細(xì)菌 r型細(xì)菌 只長(zhǎng)r型菌 只長(zhǎng)r型菌 r型細(xì)菌 dna是使r型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) dna是轉(zhuǎn)化因子 并且dna的純度越高 轉(zhuǎn)化越有效 結(jié)論 dna是遺傳物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 艾弗里的實(shí)驗(yàn)得到大家的認(rèn)可了嗎 艾弗里提取的dna 純度最高時(shí)也還有0 02 的蛋白質(zhì) 如何把dna和蛋白質(zhì)等完全的分開(kāi) 來(lái)證明實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性呢 1 實(shí)驗(yàn)材料 噬菌體 t2噬菌體的遺傳物質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是dna 二 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 在噬菌體中 由親代和向子代傳遞的物質(zhì)是dna 也就是說(shuō) 子代噬菌體的各種性狀是通過(guò)親代的dna遺傳給后代的 因此dna才是真正的遺傳物質(zhì) 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)表明 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程 吸附 注入dna dna復(fù)制 蛋白質(zhì)合成 組裝 釋放 2 1952年 赫爾希和蔡斯 同位素標(biāo)記法 35s 蛋白質(zhì) 35p dna 噬菌體蛋白質(zhì)外殼 細(xì)菌 子代噬菌體 b t2噬菌體 寄生 大腸桿菌 細(xì)菌病毒 侵染細(xì)菌后 將頭部的dna注入大腸桿菌體內(nèi) 蛋白質(zhì)外殼留在外面 dna病毒 注入進(jìn)去的dna作為模板 利用大腸桿菌體內(nèi)的脫氧核苷酸來(lái)合成自身的dna 同時(shí)利用大腸桿菌體內(nèi)的氨基酸合成噬菌體的蛋白質(zhì)外殼 dna 蛋白質(zhì) 同位素標(biāo)記法 同位素用于追蹤物質(zhì)運(yùn)行和變化過(guò)程時(shí) 叫做示蹤元素 用示蹤元素標(biāo)記的化合物 化學(xué)性質(zhì)不變 人們根據(jù)這種化合物的性質(zhì) 對(duì)有關(guān)的一系列化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行追蹤 這種科學(xué)研究方法叫做同位素標(biāo)記法 用哪些同位素標(biāo)記dna和蛋白質(zhì) 用35s標(biāo)記部分噬菌體的蛋白質(zhì) 用32p標(biāo)記部分噬菌體的dna 怎樣用同位素分別標(biāo)記噬菌體的dna和蛋白質(zhì) s僅存在于t2噬菌體的蛋白質(zhì)組分中 p則主要存在于dna的組分中 1 用分別放有35s 和32p 的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌 2 用噬菌體分別侵染上述大腸桿菌 3 獲得只含35s 或只含32p 的噬菌體 目前 已有充分的科學(xué)研究資料證明 絕大多數(shù)生物都是以dna作為遺傳物質(zhì)的 dna 主要的遺傳物質(zhì) dna是唯一的遺傳物質(zhì)嗎 rna 核糖核酸 有些病毒 如煙草花葉病毒 它們不含有dna 只含有rna 在這種情況下 rna就起著遺傳物質(zhì)的作用 因此dna是主要的遺傳物質(zhì) 總結(jié) 真核生物 原核生物 只有dna dna為遺傳物質(zhì)只有rna rna為遺傳物質(zhì) 1 病毒的遺傳物質(zhì)是 人的遺傳物質(zhì)是 a dnab rnac dna和rnad dna或rna d a 2 注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是 a r型肺炎雙球菌b 加熱殺死后的r型肺炎雙球菌c 加熱殺死后的s型肺炎雙球菌d 加熱殺死后的s型肺炎雙球菌與r型細(xì)菌混合 d 2 最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是 設(shè)法把dna與蛋白質(zhì)分開(kāi) 單獨(dú)地 直接地去觀察dna的作用 思考與討論 1 1 個(gè)體很小 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化 細(xì)菌是單細(xì)胞生物 病毒無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu) 只有核酸和蛋白質(zhì)外殼 2 繁殖快 細(xì)菌20 30min就可繁殖一代 病毒短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖 3 艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù) 物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等 赫爾希采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù) 同位素標(biāo)記技術(shù) 以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等 3 2dna分子的結(jié)構(gòu) 沃森和克里克 沃森 克里克和英國(guó)物理學(xué)家威爾金斯因發(fā)現(xiàn)生命的雙螺旋而榮獲1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng) 左一 威爾金斯左三 克里克左五 沃森 1 請(qǐng)你根據(jù)資料回答有關(guān)dna結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題 p49 1 dna是由幾條鏈構(gòu)成的 它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu) 答 2條 具有雙螺旋結(jié)構(gòu) 2 dna的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的 它們分別位于dna的什么部位 答 磷酸 脫氧核糖 位于dna鏈上交替連接 構(gòu)成基本支架 3 dna中的堿基是如何配對(duì)的 它們位于dna的什么部位 答 a與t c與g配對(duì) 位于dna鏈的內(nèi)側(cè) 連接2條單鏈 脫氧核糖 含氮堿基 磷酸 1 構(gòu)成的化學(xué)元素有幾種 組成dna的基本單位是 脫氧核苷酸 c h o n p 脫氧核苷酸 二 dna的分子結(jié)構(gòu) a g c t 腺嘌呤脫氧核苷酸 鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸 胞嘧啶脫氧核苷酸 胸腺嘧啶脫氧核苷酸 2 脫氧核苷酸的種類 3 脫氧核苷酸連接形成脫氧核苷酸鏈方式 脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈 連接 脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈連接方式正確的是 習(xí)練堂課 氫鍵 4 dna平面結(jié)構(gòu) 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 注意 一個(gè)dna分子的雙鏈中 a總是與t數(shù)目相等 c總是與g數(shù)目相等 a a a t t t g g g g c c c a t c 你注意到了嗎 穩(wěn)定不變的 千變?nèi)f化的 三 dna的空間結(jié)構(gòu) dna雙螺旋空間結(jié)構(gòu) 四 dna分子的結(jié)構(gòu)特性 1 多樣性 在生物體內(nèi) 一個(gè)最短dna分子也大約有4000個(gè)堿基對(duì) 請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算dna分子有多少種 堿基對(duì)的特定排列順序 又構(gòu)成了每一個(gè)dna分子的特異性 堿基對(duì)的排列順序就代表了遺傳信息 3 穩(wěn)定性 外側(cè)脫氧核糖和磷酸交替連接排列穩(wěn)定不變 內(nèi)側(cè)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則不變 2 特異性 一條dna中含8000個(gè)堿基 該dna分子有多少種 注意 算dna種數(shù)時(shí) 堿基對(duì)的對(duì)數(shù)為n對(duì) 則dna種類為 n為堿基對(duì)數(shù) 五 dna和rna的化學(xué)成分比較 磷酸 脫氧核糖 含氮堿基 脫氧核糖核苷酸 a g c t u a g c 核糖核苷酸 比較dna與rna的區(qū)別 1 五碳糖不同 2 堿基種類有不同 3 dna一般為雙鏈 rna一般為單鏈 如何區(qū)別dna雙鏈與單鏈 dna雙鏈遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 1 dna分子是由 向平行的 鏈盤(pán)旋而成 2 dna分子中的 和 交替連結(jié) 排列在外側(cè) 其順序是 的 而排列在內(nèi)側(cè)的 的排列順序是 3 兩條鏈上的堿基通過(guò) 連結(jié)起來(lái) 配對(duì)規(guī)律是 a與 g與 雙螺旋 兩條反 脫氧核糖 磷酸 脫氧核苷酸 氫鍵 千變?nèi)f化 堿基對(duì) 不變 t c 小結(jié) 一 dna分子具有特殊的空間結(jié)構(gòu) 也就是具有規(guī)則的 結(jié)構(gòu) 這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是 小結(jié) 二 dna分子 雙鏈 中a與t連接 c與g連接方式固定 叫做堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 三 dna的特性 多樣性 特異性 穩(wěn)定性 1 a t的數(shù)目 c g的數(shù)目 2 a與t間有2個(gè)氫鍵 c與g間有3個(gè)氫鍵 1 某生物細(xì)胞dna分子的堿基中 腺嘌呤的分子數(shù)占18 則鳥(niǎo)嘌呤的分子數(shù)占 32 2 dna的一條鏈中a g t c 2 另一條鏈中相應(yīng)的比是 整個(gè)dna分子中相應(yīng)的比是 3 dna的一條鏈中a t c g 2 另一條鏈中相應(yīng)的比是 整個(gè)dna分子中相應(yīng)的比是 0 5 1 2 2 4 某dna分子的一條單鏈中 a占20 t占30 則該dna分子中的c占全部堿基的 25 小試牛刀 5 8 dna和rna dna 4 4 dna dna 4 4 rna rna 規(guī)律一 dna雙鏈中互補(bǔ)鏈的堿基數(shù)相等 任意兩不互補(bǔ)的堿基之和恒等 占dna中堿基數(shù)的50 即 a g t c a c g t 1 a g t c a c t g 50 堿基總數(shù) 規(guī)律二 dna雙鏈中的一條單鏈上 a1 g1 t1 c1 的值與另一條互補(bǔ)鏈上的值互為倒數(shù)關(guān)系 a2 g2 t2 c2 規(guī)律三 dna雙鏈中 一條單鏈上 a1 t1 g1 c1 的值與另一條互補(bǔ)鏈上的值相等 與dna雙鏈中的值相等 a2 t2 g2 c2 a t g c 規(guī)律四 一條鏈中任意兩互補(bǔ)堿基之和占該單鏈的比例等于dna雙鏈中該兩種堿基之和占?jí)A基總數(shù)的比例 a1 t1 a1 t1 g1 c1 a2 t2 a2 t2 g2 c2 a t a t g c 第三節(jié)dna的復(fù)制 1 dn 復(fù)制時(shí)間 2 dna復(fù)制的場(chǎng)所 3 什么叫復(fù)制 dna又怎么復(fù)制呢 指以親代dna為模板合成子代dna的過(guò)程 1dna 2dna 有絲分裂間期減數(shù)第一次分裂前的間期 主要是細(xì)胞核 回憶 二 dna復(fù)制方式的假說(shuō) 1 提出假說(shuō)者 2 假說(shuō)內(nèi)容 3 dna是以半保留方式復(fù)制實(shí)驗(yàn)證據(jù) 選擇材料 實(shí)驗(yàn)要點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)方法 半保留復(fù)制 沃森和克里克 大腸桿菌 區(qū)分親代和子代 同位素標(biāo)記法 2 推理 如果親代dna是15n作標(biāo)記的 放在14n的環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng) 則親代 子一代 子二代dna分別含有哪種n元素 其密度如何 1 如何在實(shí)驗(yàn)中直觀地區(qū)別 標(biāo)識(shí) 母鏈或子鏈 可以利用同位素 具放射性 標(biāo)記的方法 親代dna分子 15n 14n dna 15n 14n dna 1 2 14n 14n dna 1 2 15n 15n dna 可以通過(guò)離心使其發(fā)生分層 15n質(zhì)量大于14n 全重 全中 14n 14n 15n 14n 15n 15n 世代0123 輕 中 重 證明dna是以半保留方式復(fù)制 演釋推理出n代時(shí)情況 2 2n中 1 2 2n輕 輕 中 3 4輕1 4中 離心 重力分層 例1實(shí)驗(yàn)室里 讓一個(gè)dna分子 稱第一代 連續(xù)復(fù)制三代 問(wèn) 在第四代dna分子中 含第一代dna分子鏈的dna占總dna的比例 d 第一代脫氧核苷酸鏈占所有鏈的比例 a a12 5 b75 c50 d25 三 dna復(fù)制的過(guò)程 1 解旋 利用細(xì)胞提供的能量邊解旋 邊復(fù)制2 配對(duì) 分別以每條單鏈為模板 以四種游離的脫氧核苷酸為原料 在dna聚合酶作用下 利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成兩條新的子鏈3 兩條子鏈分別與對(duì)應(yīng)的模板鏈繞成螺旋型 構(gòu)成兩個(gè)新的dna分子 不是沃森和克里克觀點(diǎn) 是現(xiàn)代dna復(fù)制觀點(diǎn) 酶 能量 模板 原料 dna解旋酶dna聚合酶等 dna分子的兩條鏈 四種游離的脫氧核苷酸 atp 四 dna復(fù)制的條件 小結(jié) 有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂前的間期 主要在細(xì)胞核 模板 酶 原料 能量等基本條件 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 半保留復(fù)制 子鏈與母鏈結(jié)合 構(gòu)成兩個(gè)新的dna分子 保持了遺傳信息的連續(xù)性 邊解旋邊復(fù)制 多起點(diǎn)復(fù)制 3 4基因是有遺傳效應(yīng)的dna片段 基因是dna的片段 根據(jù)資料1 你能得出什么結(jié)論 基因有遺傳效應(yīng) 它可以獨(dú)立起作用 資料2 說(shuō)明了什么 并不是隨便一段dna就稱為基因 基因是一段dna 一段dna不一定是基因 資料3說(shuō)明了什么 資料4說(shuō)明了什么 基因能控制生物的性狀 具有遺傳效應(yīng) 一 基因的概念 基因是有遺傳效應(yīng)的dna片段 是生物體遺傳的結(jié)構(gòu)和功能單位 化學(xué)本質(zhì) dna片段 由脫氧核苷酸組成 功能 有遺傳效應(yīng) 二 染色體 dna 基因 脫氧核苷酸之間的關(guān)系 染色體 dna 基因 脫氧核苷酸 染色體是dna的主要載體 基因是有遺傳效應(yīng)的dna片斷 基因中的脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳信息 dna是主要的遺傳物質(zhì) 三 基因的種類 n為基因中堿基對(duì)的對(duì)數(shù) 通過(guò)脫氧核苷酸排列順序體現(xiàn) 為什么一種生物的dna能轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi) 且能表達(dá) 1 基因是有遺傳效應(yīng)的dna片段 具有一定的獨(dú)立性2 無(wú)論植物 動(dòng)物還是微生物 他們的遺傳物質(zhì)dna都是由四種脫氧核苷酸組成的雙螺旋結(jié)構(gòu) 3 在限制性核酸內(nèi)切酶和dna連接酶的作用下 可以把一種生物的基因連接到另一種生物的dna上去 4 無(wú)論植物 動(dòng)物還是微生物都共用一套遺傳密碼 所以能實(shí)現(xiàn)表達(dá) 1 基因存在于植物細(xì)胞的 c 染色體 核糖體 葉綠體 高爾基體 線粒體a b c d 2 人類遺傳信息的攜帶者是 c a dna和rnab dna或rnac dnad rna 課堂練習(xí) 3 dna分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因是 d a 堿基配對(duì)方式的多樣性b 磷酸和脫氧核糖排列順序的多樣性c 螺旋方向的多樣性d 堿基對(duì)排列次序的多樣性 4