DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯

1、DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯Pou_NgouJeoi 探索遺傳物質(zhì)的過程探索遺傳物質(zhì)的過程n一、一、1928年格里菲思的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)年格里菲思的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)：n二、二、1944年艾弗里的實(shí)驗(yàn)：年艾弗里的實(shí)驗(yàn)：n三、三、1952年郝爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的年郝爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一、一、格里菲思的格里菲思的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 肺炎雙球菌肺炎雙球菌S型:有夾膜,有毒:使人患肺炎或使小鼠 患敗血癥R型:無夾膜,無毒性 1R 型活細(xì)菌 小鼠不死亡2S型活細(xì)菌 小鼠死亡,分離出S活菌3S型死細(xì)菌 小鼠不死亡4R型活細(xì)菌 +加熱殺死的S型細(xì)菌 小鼠

2、死亡,分離出S活菌格里菲思推論格里菲思推論: 已經(jīng)被加熱殺死的已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中型細(xì)菌中,必然含有某必然含有某種活性物質(zhì)種活性物質(zhì)“轉(zhuǎn)化因子轉(zhuǎn)化因子” 能將無毒性的能將無毒性的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化成為有毒性的型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化成為有毒性的S型活細(xì)菌型活細(xì)菌“加熱殺死加熱殺死” 加熱溫度不超過加熱溫度不超過60,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)被蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)被破壞破壞,DNA結(jié)構(gòu)加熱冷卻后恢復(fù)原來的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)加熱冷卻后恢復(fù)原來的結(jié)構(gòu).二二. .艾弗里證明艾弗里證明DNADNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn) 結(jié)論：結(jié)論：現(xiàn)象現(xiàn)象:只有加入只有加入DNA,R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌型細(xì)菌三三.噬菌體

3、浸染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體浸染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)赫爾希和蔡斯赫爾希和蔡斯 T2噬菌體模式圖FLASH1.T2噬菌體的結(jié)構(gòu)噬菌體的結(jié)構(gòu):外殼外殼蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)頭部頭部DNA2.T22.T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)第一組:標(biāo)記35S新形成的噬菌體中無新形成的噬菌體中無35S第二組:標(biāo)記32P新形成的噬菌體中有新形成的噬菌體中有32P蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA結(jié)論:噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)的外殼仍留在外面。中，而蛋白質(zhì)的外殼仍留在外面。3. T2噬菌體侵染細(xì)菌的過程噬菌體侵染細(xì)菌的過程:吸附吸附釋放釋放組裝組裝合成合成注入注入 以以噬菌體噬菌體D

4、NADNA為模板，用為模板，用細(xì)菌的氨基酸細(xì)菌的氨基酸和核苷酸和核苷酸為原料，合成子代噬菌體。為原料，合成子代噬菌體。氨基酸氨基酸合成蛋白質(zhì)外殼合成蛋白質(zhì)外殼核苷酸核苷酸合成噬菌體合成噬菌體D結(jié)論：是遺傳物質(zhì)結(jié)論：是遺傳物質(zhì)n四、四、1956年煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)證明：年煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)證明：n在只有RNA的病毒中， 是遺傳物質(zhì)。RNA細(xì)胞生物（真核、原核）非細(xì)胞生物（病毒）核酸DNA和RNADNARNA遺傳物質(zhì) 因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是是DNA，所以，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。是主要的遺傳物質(zhì)。 DNA的結(jié)構(gòu)和的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制的復(fù)制n1、DNA

5、的組成元素：的組成元素：C、H、O、N、Pn2、DNA的基本單位：的基本單位：脫氧核糖脫氧核糖核苷酸（4種）一、一、DNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)n3、DNA的結(jié)構(gòu)：的結(jié)構(gòu)：n由 條反向平行反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。n外側(cè)： 和 交替連接構(gòu)成基本骨架基本骨架。 內(nèi)側(cè)：由 相連的堿基對堿基對組成。n堿基 原則： A T；G C。2脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸氫鍵氫鍵互補(bǔ)配對互補(bǔ)配對n4、DNA的特性：的特性：n多樣性：堿基對的排列順序是千變?nèi)f化千變?nèi)f化的。（排列種數(shù)：4n(n為堿基對對數(shù))n特異性：每個(gè)特定DNA分子的堿基排列順序是特定特定的。n5、DNA的功能：的功能：攜帶遺傳信息遺傳信息（DN

6、A分子中堿基對的排列順序排列順序代表遺傳信息）。n6、與、與DNA有關(guān)的計(jì)算：有關(guān)的計(jì)算：n在雙鏈在雙鏈DNA分子中：分子中： A=T、G=C 任意兩個(gè)非互補(bǔ)的堿基之和相等；且等于全部堿基和的一半 例：A+G = A+C = T+G = T+C = 1/2全部堿基（A1+T1）/（G1+C1）=（A1+G1）/（T1+C1）= （A2+T2）/（G2+C2）（A2+G2）/（T2+C2）= =(A+T)/(G+C)=ab1/b（A+G）/（T+C）=1 DNA的復(fù)制過程的復(fù)制過程1.解旋解旋（ATP，解旋酶），解旋酶）解旋酶作用于氫鍵，把氫鍵打開2. 堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對（以母鏈為模板，（

7、以母鏈為模板， DNA聚合酶）聚合酶）DNA聚合酶作用于磷酸二酯鍵3. 子鏈不斷延伸，并與相對應(yīng)的母鏈盤繞成子鏈不斷延伸，并與相對應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)子子鏈鏈母鏈母鏈二、二、DNA的復(fù)制的復(fù)制 n1、概念：、概念：以親代DNA分子 條鏈為模板，合成子代 DNA的過程n2、時(shí)間：、時(shí)間：有絲分裂間期和減有絲分裂間期和減前的間期前的間期 n3、場所：、場所：主要在 n4、過程：、過程：解旋 合成子鏈 子、母鏈盤繞形成子代DNA分子n5、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 復(fù)制復(fù)制 n6、原則：、原則： 原則n7、條件、條件:n模板：親代DNA分子的 條鏈 n原料：4種游離的種游離的 核苷酸核苷酸n能量：

8、ATP n 酶：解旋酶、解旋酶、 聚合酶聚合酶等兩兩半保留半保留堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對細(xì)胞核細(xì)胞核兩兩脫氧脫氧DNAn8、DNA能精確復(fù)制的原因：能精確復(fù)制的原因：n獨(dú)特的雙螺旋雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板； 堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對原則保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確進(jìn)行。n9、意義：、意義：DNA分子復(fù)制，使遺傳信息從親代親代傳遞給子代子代，從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。10、與、與DNA復(fù)制有關(guān)的計(jì)算：復(fù)制有關(guān)的計(jì)算：n復(fù)制出的總DNA數(shù)= （n為復(fù)制次數(shù)）其中，含親代鏈（即母鏈）的DNA數(shù) = n總的DNA鏈數(shù)= 2n22n+1DNA復(fù)制前后某種堿基數(shù)量的計(jì)算復(fù)制前后某種堿基數(shù)量的計(jì)算 已知已知D

9、NA分子含某堿基分子含某堿基X個(gè)，則該個(gè)，則該DNA分子復(fù)制分子復(fù)制n次，需要該堿基的脫氧核苷酸分子數(shù)次，需要該堿基的脫氧核苷酸分子數(shù) =（2n1）X個(gè)個(gè) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、一、RNA的結(jié)構(gòu)：的結(jié)構(gòu)：1、組成元素：、組成元素：C、H、O、N、P 2、基本單位：、基本單位：核糖核糖核苷酸（4種） 3、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：一般為單單鏈n種類： 信使（mRN A），將基因中的遺傳 信息傳遞到蛋白質(zhì)，鏈狀；上有密碼子 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA），三葉草結(jié)構(gòu)，識(shí)別密 碼子和運(yùn)載特定的氨基酸；上有反密碼子 核糖體RNA（rRNA），核糖體中的RNA 二、基因：二、基因：是 DNA片段片段。

10、主要在染色體染色體上有遺傳效應(yīng)有遺傳效應(yīng)三、三、 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成DNA(DNA(基因基因) )蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNARNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯1、轉(zhuǎn)錄：、轉(zhuǎn)錄： （1）概念：在細(xì)胞核細(xì)胞核中，以DNA的 條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對原則，合成 的過程。（注：葉綠體、線粒體也有轉(zhuǎn)錄）（2）條件： 模板：DNA的 條鏈（模板鏈） 原料：4種種 核苷酸核苷酸 能量：ATP 酶：解旋酶、解旋酶、 聚合酶聚合酶 （3）原則：堿基互補(bǔ)配對原則堿基互補(bǔ)配對原則（AU、TA、GC、CG） （4）產(chǎn)物： 一一mRNA一一核糖核糖RNAmRNA2、翻譯：、翻譯：（1）概念：游離在細(xì)胞

11、質(zhì)中的各種氨基酸，以 為模板，合成具有一定氨基酸順序具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。（注：葉綠體、線粒體也有翻譯）（2）條件： 模板： 原料： （20種）種） 能量：ATP 酶 搬運(yùn)工具：tRNA 裝配機(jī)器：核糖體核糖體（3）原則：堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對原則 （4）直接產(chǎn)物：多肽鏈 (5) 實(shí)質(zhì)：將mRNA中的堿基序列翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNAmRNA氨基酸氨基酸3、與基因表達(dá)有關(guān)的計(jì)算、與基因表達(dá)有關(guān)的計(jì)算n基因中堿基數(shù)：mRNA分子中堿基數(shù)：氨基酸數(shù) = 6：3：1四、基因?qū)π誀畹目刂扑?、基因?qū)π誀畹目刂苙1、中心法則、中心法則2、基因控制性狀的方式：、基因控制性狀的方式：n（1）通過控制 的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物的性狀；n（2）通過控制 直接控制生物的性狀。酶酶蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄、翻譯與轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNADNA復(fù)制的比較復(fù)制的比較場所場所模板模板原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物遺傳信息遺傳信息傳遞方向傳遞方向DNADNA復(fù)制：復(fù)制：DNA DNADNA DNA轉(zhuǎn)錄：轉(zhuǎn)錄：DNA RNADNA RNA翻譯：翻譯：RNA RNA 蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)游離的脫游離的脫氧核苷酸氧核苷酸游離的核游離的核糖核苷酸糖核苷