DNA是主要的遗传物质复习.ppt

第一节DNA是主要的遗传物质 一 遗传物质必须具备的特点 1 储存巨大的遗传信息2 能精确的自我复制3 能指导蛋白质的合成从而控制生物的性状和新陈代谢4 分子结构相对稳定 实验材料 肺炎双球菌 R型菌 无荚膜 无毒性 粗糙 S型菌 有荚膜 有毒 可致死 光滑 二 格里菲思的肺炎双球菌转化实验 小鼠死亡 小鼠正常 小鼠正常 小鼠死亡 肺炎双球菌的转化实验过程 1 2 3 4 使小鼠患败血症而死亡 R型细菌 因为 为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内 导致小鼠死亡 思考 细菌发生转化 性状的转化可以遗传 S型活菌 S型加热 R型活菌 混合 转化 已经被加热杀死的S型细菌中 必然含有某种促成这一转化的活性物质 转化因子 格里菲思实验的结论是什么 实验结论 在杀死的S型细菌中含有哪些物质 但究竟哪一个才是转化因子呢 R型细菌 艾弗里确定转化因子的实验 R型细菌 只长R型菌 只长R型菌 R型细菌 DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 DNA是转化因子 DNA是遗传物质 实验结论 1 噬菌体的结构模式图 T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA 三 噬菌体侵染细菌的实验 T2噬菌体中60 是蛋白质 40 是DNA 蛋白质外壳 DNA 1952年赫尔希和沙斯设计了一个巧妙实验 用放射性同位素标记 在T2噬菌体的化学分析中 对蛋白质和DNA的进一步分析表明 硫仅存在于蛋白质分子中 99 的磷都存在于DNA分子中 2 实验过程 蛋白质含35S的噬菌体 细菌 未标记 上清液 含T2噬菌体颗粒 沉淀 被感染的细菌 说明 蛋白质外壳并没有进入到细菌内 用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质 含放射性物质35S 未检测到35S 用放射性同位素32P标记内部DNA DNA含32P的噬菌体 细菌 未标记 被感染的细菌 说明 DNA进入到细菌中 未检测到32P 检测到32P 噬菌体侵染细菌的动态过程 动画 侵入别的细菌 注入 合成 吸附 组装 释放 在噬菌体中 亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA 而不是蛋白质 也就是说 子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的 噬菌体侵染细菌的实验表明 DNA才是真正的遗传物质 目前 已有充分的科学研究资料证明 绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的 DNA是唯一的遗传物质吗 RNA 核糖核酸 有些病毒 如烟草花叶病毒 它们不含有DNA 只含有RNA 在这种情况下 RNA就起着遗传物质的作用 核酸是一切生物的遗传物质 核酸包括脱氧核糖核酸 DNA 和核糖核酸 RNA 绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的 DNA是主要的遗传物质 总结 根据DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线图 思考在什么浓度下 DNA的溶解度最小 DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何变化的 DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线图 在NaCl溶液浓度低于0 14mol L时 DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低 在0 14mol L时 DNA溶解度最小 当NaCl溶液浓度继续增加时 DNA的溶解度又逐渐增大 如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出 当氯化钠的物质的量浓度为2mol L时 DNA的溶解度最大 浓度为0 14mol L时 DNA的溶解度最低 利用这一原理 可以使DNA在盐溶液中溶解或析出 DNA粗提取和鉴定1 DNA粗提取的原理 提取DNA的原理包括DNA的溶解性和耐受性两个方面 DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同 在0 14mol L时溶解度最小 较高浓度可使DNA溶解 0 14mol L可使DNA析出 思考2 在溶解细胞中的DNA时 人们通常选用2mol LNaCl溶液 将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水 以稀释NaCl溶液 酒精是一种常用有机溶剂 但DNA却不能溶于酒精 特别是95 冷却酒精 但细胞中蛋白质可溶于酒精 问 采用DNA不溶于酒精的原理 可以达到什么目的 将DNA和蛋白质进一步分离 思考3 提取DNA还可以利用DNA对酶 高温和洗涤剂的耐受性原理 利用该原理时 应选用怎样的酶和怎样的温度值 蛋白酶 因为酶具有专一性 蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响 温度值为60 80 因为该温度值蛋白质变性沉淀 而DNA不会变性 补充 DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋 其温度在80 以上 如在PCR技术中DNA变性温度在95 DNA的鉴定原理当鉴定提取出的物质是否是DNA时 需要使用什么指示剂进行鉴定 在沸水浴条件下 DNA遇二苯胺呈现蓝色 原理总结 通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA 可以从细胞中提取和提纯DNA 再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来 达到提纯的目的 最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA 1实验材料不同生物的组织中DNA含量不同 在选取材料时 应本着DNA含量高 材料易得 便于提取的原则 你认为教材提供的材料中哪些不适合提取DNA 从核DNA数目来看 猪38条 鸡78条 哺乳动物血0条 猕猴桃58条 洋葱16条 豌豆14条 菠菜12条 大肠杆菌1条 请选择动植物材料各一种 哺乳动物的血液和液体培养基中的大肠杆菌 鸡血 猕猴桃 2破碎细胞 获取含DNA的滤液若选用鸡血和洋葱作实验材料 则怎样获取含DNA的滤液 在以上实验中 加入蒸馏水 洗涤剂和食盐的作用分别是什么 过滤时应当选用 滤纸 尼龙布 在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌 过滤后收集滤液 切碎洋葱 加入一定量洗涤剂和食盐 搅拌研磨 过滤后收集滤液 血细胞在蒸馏水中大量吸水而破裂 洗涤剂瓦解细胞膜 食盐溶解DNA物质 选用尼龙布进行过滤 在处理植物组织时需要进行研磨 其目的是什么 研磨不充分产生什么结果 具体做法 10mL鸡血 20mL蒸馏水 同方向搅拌 3层尼龙布过滤 滤液 破碎细胞壁 使核物质容易溶解在NaCl溶液中 研磨不充分会使DNA的提取量减少 3去除滤液中的杂质最初获得的DNA滤液含有蛋白质 脂质等杂质 需要进一步提纯DNA 阅读教材提供的三种方法 分析其中的原理 方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同 方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质 不分解DNA 方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同 具体做法 方案一 30mL滤液 35gNaCl 同方向搅拌 DNA溶解 加入蒸馏水 DNA析出 过滤得到过滤物 放到2mol LNaCl溶液中溶解 DNA NaCl溶解液方案二 30mL滤液 嫩肉粉 木瓜蛋白酶 静置10 15分钟 DNA滤液方案三 30滤液 60 67 处理 过滤获得DNA滤液 4DNA析出与鉴定在滤液中仍然含有一些杂质 怎样除去这些杂质呢 得到的DNA呈何颜色 滤液与等体积的冷却酒精混合均匀 静置2 3分钟 析出的白色丝状物就是DNA DNA呈白色 怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢 阅读教材 阅读 简述DNA的鉴定过程 具体做法 试管2支 编号甲乙 各加等量5mLNaCl溶液 甲中放入少量白色丝状物 使之溶解 各加4mL二苯胺 混合均匀 沸水浴5min 观察颜色变化 1 制鸡血细胞液 活鸡鲜血经分离或沉淀获得 500mL烧杯中 玻棒搅拌 离心 分离或静置沉淀 2 提取DNA 取血细胞5 10mL 20mL蒸馏水 用玻棒沿一个方向快速搅拌 纱布过滤 滤液中含DNA和其他核物质 如蛋白质 提取血细胞核物质 溶解核内的DNA 滤液 2mol L的NaCl溶液40mL 玻棒沿一个方向轻缓搅拌 三 实验步骤 析出含DNA的粘稠物 滤取含DNA的粘稠物 DNA粘稠物的再溶解 在上述溶液中缓缓加入蒸馏水 并沿一个方向轻轻搅拌 出现丝状物 当丝状物不在增加时 停止加水 此时NaCl溶液的浓度相当于0 14mol L 用多层纱布过滤 含DNA的粘稠物留在纱布上 在20mL烧杯中轻缓搅拌3min 使尽可能多的DNA溶解在NaCl溶液 过滤含有DNA的NaCl溶液 用放有两层纱布的漏斗过滤步骤 所得的溶液 滤液中含有DNA 提取含有杂质较少的DNA 步骤 所得的滤液 体积分数为95 的冷却酒精50mL 用玻棒沿一个方向轻缓搅拌 溶液中 析出 出现乳白色丝状物 用玻棒将丝状物卷起 并用滤纸吸取上面的水分 3 DNA的鉴定 加入二苯胺试剂4mL 用玻棒搅拌使DNA溶解 沸水浴5min 观察溶液是否出现浅蓝色 1 共有 三次过滤 两次析出 七次搅拌 2 加入 两次蒸馏水 三次NaCl溶液 一次酒精 实验小结 第二节DNA分子的结构 本小节复习知识点 DNA分子结构的主要特点 碱基互补配对原则 制作DNA分子双螺旋结构模型 讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程 1953年 美国科学家沃森 J D Watson 1928 和英国科学家克里克 F Crick 1916 2004 共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型 回眸历史 在生命的旋梯上沃森和克里克 回眸历史 早凋的 科学玫瑰 富兰克林 R E Franklin 她和同事威尔金斯在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到D 晶体照片 为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论 提供了决定性的实验依据 但 科学玫瑰 没等到分享荣耀 在研究成果被承认之前就已凋谢 英 R E Franklin 1920 1958 X衍射技术是用X光透过物质的结晶体 使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术 这个方法可以用来推测晶体的分子排列 DNA的X射线衍射图 回眸历史 富兰克林拍摄的DNA的X射线衍射图 组成脱氧核苷酸的碱基 胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 因此 脱氧核苷酸也有4种 两个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接 DNA平面结构 基本单位 脱氧核苷酸 双螺旋结构特点 碱基互补配对原则 A与T配对 G与C配对 A T之间形成2个氢键 C G之间形成3个氢键 DNA碱基互补配对情况图解 在双链DNA分子中 注意 在单链DNA中 A不一定等于T G也不一定等于C 同理 一条链中碱基G的数量等于另一条链中碱基C的数量 G C 一条链中碱基A的数量等于另一条链中碱基T的数量 A T DNA分子中各种碱基的数量关系 双链DNA分子中 也即是 A G T C A T G C 即A G 或A C T G 1 一条链中的A T T A 另一条链 双链DNA分子中 T C 所以 A G 占整条DNA链碱基总数的 同理 T C 也占整条DNA链碱基总数的 50 同理 一条链中的G C C G 另一条链 50 如果一条链中的 A1 T1 G1 C1 若一条链中的 A1 G1 T1 C1 则 则另一条链中 A2 T2 G2 C2 也等于 a a b 1 b 另一条链中的 A2 G2 T2 C2 双链DNA分子中 在双链DNA分子的一条链中 A T的和占该链的碱基比率等于另一条链中A T的和占该链的碱基比率 还等于双链DNA分子中A T的和占整个DNA分子的碱基比率 即 A1 T1 A2 T2 总 A T 同理 G1 C1 G2 C2 总 G C 典型例题 08四川 一般来说 细胞周期中的分裂间期和分裂期相比 持续时间短的时期是 动物细胞培养时 如果缺少氨基酸的供应 细胞一般会停留在细胞周期的 假定体细胞的染色体数是10 将体细胞放入含有3H 胸腺嘧啶的培养液中培养 请推测其中一个细胞进行一次DNA复制后 该细胞分裂后期将有 条染色体被标记 08海南 下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是A 核苷酸的组成种类B 核苷酸的连接方式C 核苷酸的排列顺序D 核苷酸的数量多少 答案 分裂期分裂间期20 答案 B 08上海生物 某个DNA片段由500对碱基组成 A T占碱基总数的34 若该DNA片段复制2次 共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为A 330B 660C 990D 1320 答案 C 08江苏生物 亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基 碱基脱氨基后的变化如下 C转变为U U与A配对 A转变为I I为次黄嘌呤 与C配对 现有一DNA片段为 经亚硝酸作用后 若链 中的A C发生脱氨基作用 经过两轮复制后其子孙代DNA片断之一为 答案 C 练习题 1 某生物细胞DNA分子的碱基中 腺嘌呤的分子数占18 则鸟嘌呤的分子数占 32 或者 A G T C 50 因为A T 18 所以G C 答 又因为G C A 18 所以G 50 18 32 所以A T 36 100 36 64 因此G C 32 2 构成双链DNA分子的四种碱基之间的关系 下列哪项因物种而异 A A C T G B A G T C C A T G C D A T或G C C 3 DNA的一条链中A G T C 2 另一条链中相应的比是 整个DNA分子中相应的比是 DNA的一条链中A T C G 2 另一条链中相应的比是 整个DNA分子中相应的比是 0 5 1 2 2 4 某DNA分子的一条单链中 A占20 T占30 则该DNA分子中的C占全部碱基的