遺傳分子基礎(chǔ)ppt

遺傳分子基礎(chǔ)ppt第1頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日第三章遺傳的分子基礎(chǔ)

第一節(jié)探索遺傳物質(zhì)的過程第2頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

生物親代與子代之間，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上常常相似，這就是遺傳現(xiàn)象。生物的遺傳特性，使生物界的物種能夠保持相對穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)代細胞學和遺傳學的研究得知，控制生物性狀的主要遺傳物質(zhì)是脫氧核糖核酸（DNA）。

生物的各項生命活動都有它的物質(zhì)基礎(chǔ)。生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么呢？單擊畫面繼續(xù)第3頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日單擊畫面繼續(xù)一.遺傳物質(zhì)的主要載體——染色體

通過對細胞有絲分裂、減數(shù)分裂和受精過程的研究，人們了解到染色體在生物的傳宗接代過程中，能夠保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性。因此，人們認為染色體在遺傳上起著主要作用。第4頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成第5頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日一、對遺傳物質(zhì)的早期推測20世紀20年代，大多數(shù)科學家認為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。20世紀30年代，人們認識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。

？脫氧核苷酸的化學組成包括（）但由于DNA結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解，認為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導地位。

生命之所以能夠代代延續(xù)，主要是由于遺傳物質(zhì)綿綿不斷地向后代傳遞，從而使后代具有與前代同樣的性狀。第6頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日實驗材料：兩種肺炎雙球菌多糖類莢膜R型菌菌落粗糙，無莢膜，無毒S型菌菌落光滑，有莢膜，有毒，可使老鼠患敗血癥致死

一.格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗第7頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日敗血癥：

是指細菌進入血循環(huán)，并在其中生長繁殖、產(chǎn)生毒素而引起的全身性嚴重感染。臨床表現(xiàn)為發(fā)熱、嚴重毒血癥狀、皮疹瘀點、肝脾腫大和白細胞數(shù)增高等。

第8頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠死亡S型加熱R型活菌混合S型加熱R型活菌S型活菌1234肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗過程第9頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，性狀的轉(zhuǎn)化可以遺傳。S型活菌S型加熱R型活菌混合S型活菌后代轉(zhuǎn)化第10頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)

——轉(zhuǎn)化因子格里菲思實驗的推論：第11頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗實驗現(xiàn)象

S型活細菌老鼠患敗血癥死亡R型活細菌老鼠存活S型死細菌老鼠存活加熱后的S型死細菌+R型活細菌老鼠患敗血癥死亡，并分離出S型活細菌問題結(jié)論：S型死細菌中含有一種“轉(zhuǎn)化因子”，能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，使小鼠致死（但沒有證明轉(zhuǎn)化因子就是DNA）。那么，“轉(zhuǎn)化因子”是什么？假設(shè)(1)如果“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，那么S型細菌的DNA+R型細菌→注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡。(2)如果“轉(zhuǎn)化因子”是蛋白質(zhì)，那么S型細菌的蛋白質(zhì)+R型細菌→注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡。(3)如果“轉(zhuǎn)化因子”是多糖，那么S型細菌的多糖+R型細菌→注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡?；铙w細菌轉(zhuǎn)化實驗注射注射混合注射注射第12頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日實驗材料S型細菌、R型細菌、小鼠實驗原理加熱殺死S型細菌的過程中,其蛋白質(zhì)變性失活,但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復了活性。S型細菌可使小鼠患敗血癥死亡。實驗過程1.S型細菌分離出蛋白質(zhì)、DNA、多糖2.A組：S型細菌的蛋白質(zhì)+R型細菌→注射到小鼠體內(nèi)B組：S型細菌的DNA+R型細菌→注射到小鼠體內(nèi)C組：S型細菌的多糖+R型細菌→注射到小鼠體內(nèi)D組：S型細菌的DNA+DNA酶→水解產(chǎn)物+R型細菌→注射到小鼠體內(nèi)3.觀測小鼠的生活狀況實驗結(jié)果A組:存活,B組:死亡,C組:存活,D組:存活實驗分析只有B組小鼠死亡,說明B組有S型細菌,說明S型細菌的DNA使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化變成了S型細菌;S型細菌的其他物質(zhì)不能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化第13頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日R型細菌

二、艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗R型細菌R型細菌S型菌的DNAS型菌的蛋白質(zhì)或莢膜多糖S型菌的DNA+DNA酶S型菌R型細菌只長R型菌只長R型菌第14頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日實驗結(jié)論S型細菌體內(nèi)只有DNA才是“轉(zhuǎn)化因子”,即DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)思考:你認為在證明DNA是遺傳物質(zhì)還是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實驗中最關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么？必須將蛋白質(zhì)與DNA分開，單獨、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質(zhì)。第15頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

三、噬菌體侵染細菌的實驗T2噬菌體中60%是蛋白質(zhì),40%是DNA..（1）噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖蛋白質(zhì)外殼DNA第16頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

1952年赫爾希和蔡斯設(shè)計了一個巧妙實驗：用放射性同位素標記。

第17頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日思考：放射性同位素標記什么物質(zhì)？用什么元素？第18頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日同位素標記法蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、O、N、SDNA的組成元素：C、H、O、N、P

（標記32P）（標記

35S）第19頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日離心離心第20頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

在噬菌體侵染細菌時,只有DNA進入細菌細胞，蛋白質(zhì)外殼沒有進入。噬菌體侵染細菌的實驗表明:第21頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日噬菌體侵染細菌的動態(tài)過程：侵入別的細菌侵入合成吸附組裝釋放吸附侵入合成組裝釋放第22頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日思考：怎么樣對噬菌體進行標記？第23頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日標記噬菌體方法：在分別含有放射性同位素32P和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細菌分別用上述細菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和含35S的噬菌體第24頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日實驗過程1.標記噬菌體：細菌+含

35S的培養(yǎng)基含35S的細菌含35S標記的子代噬菌體細菌+含32P的培養(yǎng)基含32P的細菌含32P標記的子代噬菌體2.噬菌體侵染細菌A:含35S的噬菌體+無放射性的細菌B:含32P的噬菌體+無放射性的細菌3.離心分離4.檢測放射性實驗結(jié)果A組：宿主細胞外有35S,宿主細胞內(nèi)沒有35S,在子代噬菌體中不能檢測到B組：宿主細胞外幾乎沒有32P,宿主細胞內(nèi)有32P,在子代噬菌體中能檢測到實驗分析噬菌體的蛋白質(zhì)外殼并未進入細菌內(nèi)部，噬菌體的DNA進入了細菌內(nèi)部培養(yǎng)數(shù)代培養(yǎng)數(shù)代+噬菌體+噬菌體第25頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？第26頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日第27頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日提出問題：實驗方案:預期結(jié)果:分析結(jié)論RNA和蛋白質(zhì)哪一個是遺傳物質(zhì)第28頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日“煙草花葉病毒感染實驗”(TMV）蛋白質(zhì)RNA第29頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日4、分析“煙草花葉病毒重建實驗”煙草花葉病毒重建實驗TMV新型病毒HRV+(TMV)(HRV)結(jié)論—RNA是遺傳物質(zhì)第30頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)1.噬菌體侵染細菌實驗（同位素示蹤法）DNA是遺傳物質(zhì)2.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗活體細菌轉(zhuǎn)化實驗存在轉(zhuǎn)化因子離體細菌轉(zhuǎn)化實驗DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)3.煙草花葉病毒的感染和重建實驗總括第31頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

核酸是生物的遺傳物質(zhì)，核酸包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的。因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

第32頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日3.煙草花葉病毒的感染和重建實驗問題煙草花葉病毒（TMV）的遺傳物質(zhì)是什么？假設(shè)(1)如果煙草花葉病毒（TMV）的遺傳物質(zhì)是RNA，那么只有RNA會感染煙草。(2)如果煙草花葉病毒（TMV）的遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)，那么只有蛋白質(zhì)會感染煙草。實驗材料煙草花葉病毒、煙草實驗原理煙草花葉病毒會感染煙草，出現(xiàn)特有癥狀。實驗過程1.煙草花葉病毒分離出蛋白質(zhì)、RNA。2.A組：煙草花葉病毒蛋白質(zhì)+煙草B組：煙草花葉病毒RNA+煙草C組：A型煙草花葉病毒蛋白質(zhì)+B型煙草花葉病毒RNA重組病毒+煙草D組：A型煙草花葉病毒RNA+B型煙草花葉病毒蛋白質(zhì)重組病毒+煙草3.觀測煙草的感染狀況實驗結(jié)果A組:沒有感染,B組:感染,C組:感染B型,D組:感染A型實驗結(jié)論在RNA病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)第33頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

思考:

DNA或RNADNADNA

2、煙草的遺傳物質(zhì)是什么？DNA

1、動物和人體的遺傳物質(zhì)是什么？

3、細菌的遺傳物質(zhì)是什么？

4、一切生物的遺傳物質(zhì)是什么？

5、病毒的遺傳物質(zhì)是什么？核酸第34頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

生物體遺傳物質(zhì)總結(jié)歸納：1、有細胞結(jié)構(gòu)的生物（原核生物、真核生物）DNA2、無細胞結(jié)構(gòu)的生物（即病毒）DNA或RNA第35頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日思考:通過這節(jié)課的學習,我們能總結(jié)出作為遺傳物質(zhì)應具備什么條件?①分子結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性②能夠自我復制，保持前后代的連續(xù)性③能通過指導蛋白質(zhì)合成，控制生物性狀④能產(chǎn)生可遺傳的變異第36頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日【例1】噬菌體侵染細菌后，合成新噬菌體的蛋白質(zhì)外殼需要 （）A.細菌的DNA和氨基酸B.噬菌體的DNA及氨基酸C.細菌的DNA和噬菌體的氨基酸D.噬菌體的DNA和細菌的氨基酸D第37頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日【例2】用噬菌體去感染體內(nèi)含32P的細菌，在細菌解體后，含32P的應是 （）A.子代噬菌體的DNAB.子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼C.子代噬菌體的蛋白質(zhì)和DNAD.部分子代噬菌體的DNAA第38頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日第二節(jié)（1）DNA分子的結(jié)構(gòu)第39頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA主要存在于細胞的什么結(jié)構(gòu)？染色體是DNA的主要載體（線粒體、葉綠體）DNA的的化學組成？元素、基本單位是？由幾部分構(gòu)成？第40頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日脫氧核苷酸1、DNA的化學組成P脫氧核糖含氮堿基基本單位：磷酸脫氧核糖含氮堿基脫氧核苷酸元素組成：CHONP第41頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日組成脫氧核苷酸的堿基：胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）因此，脫氧核苷酸也有4種腺膘呤脫氧核苷酸A胞嘧啶脫氧核苷酸C鳥瞟呤脫氧核苷酸GT胸腺嘧啶脫氧核苷酸第42頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

這是20世紀繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的又一劃時代發(fā)現(xiàn)，它標志著生物學的研究進入分子的層次。因為這項“生物科學中最具有革命性的發(fā)現(xiàn)”，兩位科學家獲得了1962年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

1953年，美國科學家沃森（J．D.Watson，1928—）和英國科學家克里克（F.Crick，1916—2004），共同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型?；仨鴼v史第43頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日在生命的旋梯上沃森和克里克回眸歷史第44頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日

DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)，是生物學史上的一座里程碑，它為DNA復制提供了構(gòu)型上的解釋，使人們對DNA作為基因的物質(zhì)基礎(chǔ)不再懷疑，并且奠定了分子遺傳學的基礎(chǔ)。DNA雙螺旋模型在科學上的影響是深遠的。2003年是DNA雙螺旋模型發(fā)現(xiàn)50周年，科學界舉行了隆重的紀念活動?；仨鴼v史第45頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日早凋的“科學玫瑰”－－富蘭克林（

R.E.Franklin）

她在1953年率先采用X射線衍射技術(shù)拍攝到ＤＮＡ晶體照片，推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實驗依據(jù)。

但“科學玫瑰”沒等到分享榮耀，在研究成果被承認之前就已凋謝。(英，R.E.Franklin,1920－1958）第46頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日X衍射技術(shù)是用X光透過物質(zhì)的結(jié)晶體，使其在照片底片上衍射出晶體圖案的技術(shù)。這個方法可以用來推測晶體的分子排列。DNA的X射線衍射圖回眸歷史富蘭克林拍攝的DNA的X射線衍射圖第47頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日很多個脫氧核苷酸聚合成為脫氧核苷酸（DNA)鏈脫氧核苷酸第48頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA平面結(jié)構(gòu)DNA立體結(jié)構(gòu)第49頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日2、DNA的立體結(jié)構(gòu)特點磷酸、脫氧核糖交替連接——構(gòu)成基本骨架；堿基；2條鏈上的堿基通過氫鍵形成堿基對3.內(nèi)側(cè):2.外側(cè)：1.由2條鏈按反向平行方式盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)；第50頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日－A－A－C－C－G－G－A－T－－T－T－G－C－C－C－T－A－A－T之間形成2個氫鍵C－G之間形成3個氫鍵DNA堿基互補配對原則圖解第51頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日在雙鏈DNA分子中，注意:兩條鏈之間的脫氧核苷酸數(shù)目相等,即兩條鏈之間的堿基、脫氧核糖和磷酸數(shù)目對應相等注意：在單鏈DNA中，A不一定等于T；G也不一定等于C同理,一條鏈中堿基G的數(shù)量等于另一條鏈中堿基C的數(shù)量（G=C）一條鏈中堿基A的數(shù)量等于另一條鏈中堿基T的數(shù)量（A=T）；第52頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA通過堿基（對）的排列順序即為脫氧核苷酸的排列順序儲存大量的遺傳信息思考題：DNA是遺傳物質(zhì)，儲存著大量的遺傳信息，那么DNA是通過什么儲存大量的遺傳信息？第53頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日組成DNA分子的堿基有4種：

A、T、G、C組成DNA分子的堿基對有4種：

A—T、T—A、G—C、C—Gn個堿基對的組合方式有堿基對的排列順序千變?nèi)f化4n種第54頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA分子特性每個DNA分子的脫氧核苷酸的數(shù)目不同，堿基對的排列順序千變?nèi)f化特異性：具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)多樣性：每個DNA分子具有特定的堿基排列順序遺傳的穩(wěn)定性：第55頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA分子中各種堿基的數(shù)量關(guān)系1.雙鏈DNA分子中：也即是：（A+G）/（T+C）A=T，G=C；即A+G=或A+C=T+G，=1一條鏈中的A+T=T+A（另一條鏈）；2.雙鏈DNA分子中：T+C所以：（A+G）占整條DNA鏈堿基總數(shù)的同理:（T+C）也等于50%同理：一條鏈中的G+C=C+G（另一條鏈）50%第56頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日如果一條鏈中的（A+T）/（G+C）=若一條鏈中的（A+G）/（T+C）=，

則另一條鏈中（A+T）/（G+C）也等于:a，a;b1/b則另一條鏈中的（A+G）/（T+C）=3.雙鏈DNA分子中：

在整個DNA分子中（A+T）/（G+C）等于:？在整個DNA分子中（A+G）/（T+C）=？第57頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日思考題某生物細胞DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18%，則鳥嘌呤的分子數(shù)占

32%或者：A+G=T+C=50%

因為A=T=18%，所以G+C=答：又因為G=C，A=18%，所以G=50%-18%=32%所以A+T=36%；100%-36%=64%因此G=C=32%第58頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA的一條鏈中（A+G）/（T+C）＝0.4，上述比在其互補鏈和整個DNA分子中分別是（）、（）。

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（）。第59頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日雙鏈DNA分子中，G占堿基總數(shù)的38％，其中一條鏈中的T占堿基總數(shù)的5％，那么另一條鏈中的T占堿基總數(shù)的（）。第60頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日一個DNA分子中，G和C之和占全部堿基數(shù)的46％，該DNA分子的一條單鏈中，A和C分別占該單鏈的28％和22％，則該DNA分子的另一條單鏈中，A和C分別占這一單鏈的百分比是多少？

第61頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA的復制第62頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA分子的復制DNA復制發(fā)生在什么時期？——有絲分裂間期——減數(shù)第一次分裂間期——無絲分裂第63頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日復制過程第64頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日①解旋的目的是什么？②復制一次形成幾條子鏈？③每一個子代DNA分子的兩條鏈的來源？第65頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA復制的基本條件？模板——DNA的一條母鏈原料——4種脫氧核苷酸能量：ATP酶——DNA解旋酶、DNA合成酶第66頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA分子的復制DNA復制的特點？DNA復制的意義？——邊解旋邊復制——半保留復制——保持了遺傳信息的連續(xù)性第67頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日DNA分子的復制DNA復制的準確性如何保障？——獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復制提供模板——堿基互補配對原則使復制準確無誤第68頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日練習3．以DNA的一條鏈“—A—T—C—”為模板，經(jīng)復制后的子鏈是（）

A．“—T—A—G—”B．“—U—A—G—”C．“—T—A—C—”D．“—T—U—G”A第69頁，共75頁，2023年，2月20日，星期日6．如果用重氫標記一個細菌的DNA分子，然后把這個細菌放在不含重氫的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，當細菌繁殖到第10代時，含重氫標記的細菌數(shù)量將為（）A．1個C．2/210個B．2個D．1