遗传分子基础ppt

遗传分子基础ppt第1页，课件共75页，创作于2023年2月第三章遗传的分子基础

第一节探索遗传物质的过程第2页，课件共75页，创作于2023年2月

生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理功能上常常相似，这就是遗传现象。生物的遗传特性，使生物界的物种能够保持相对稳定。根据现代细胞学和遗传学的研究得知，控制生物性状的主要遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA）。

生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的物质基础是什么呢？单击画面继续第3页，课件共75页，创作于2023年2月单击画面继续一.遗传物质的主要载体——染色体

通过对细胞有丝分裂、减数分裂和受精过程的研究，人们了解到染色体在生物的传宗接代过程中，能够保持一定的稳定性和连续性。因此，人们认为染色体在遗传上起着主要作用。第4页，课件共75页，创作于2023年2月染色体由DNA和蛋白质构成第5页，课件共75页，创作于2023年2月一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。

？脱氧核苷酸的化学组成包括（）但由于DNA结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。

生命之所以能够代代延续，主要是由于遗传物质绵绵不断地向后代传递，从而使后代具有与前代同样的性状。第6页，课件共75页，创作于2023年2月实验材料：两种肺炎双球菌多糖类荚膜R型菌菌落粗糙，无荚膜，无毒S型菌菌落光滑，有荚膜，有毒，可使老鼠患败血症致死

一.格里菲思的肺炎双球菌转化实验第7页，课件共75页，创作于2023年2月败血症：

是指细菌进入血循环，并在其中生长繁殖、产生毒素而引起的全身性严重感染。临床表现为发热、严重毒血症状、皮疹瘀点、肝脾肿大和白细胞数增高等。

第8页，课件共75页，创作于2023年2月小鼠死亡小鼠正常小鼠正常小鼠死亡S型加热R型活菌混合S型加热R型活菌S型活菌1234肺炎双球菌的转化实验过程第9页，课件共75页，创作于2023年2月细菌发生转化，性状的转化可以遗传。S型活菌S型加热R型活菌混合S型活菌后代转化第10页，课件共75页，创作于2023年2月

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推论：第11页，课件共75页，创作于2023年2月1.肺炎双球菌转化实验实验现象

S型活细菌老鼠患败血症死亡R型活细菌老鼠存活S型死细菌老鼠存活加热后的S型死细菌+R型活细菌老鼠患败血症死亡，并分离出S型活细菌问题结论：S型死细菌中含有一种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌，使小鼠致死（但没有证明转化因子就是DNA）。那么，“转化因子”是什么？假设(1)如果“转化因子”是DNA，那么S型细菌的DNA+R型细菌→注射到小鼠体内，小鼠死亡。(2)如果“转化因子”是蛋白质，那么S型细菌的蛋白质+R型细菌→注射到小鼠体内，小鼠死亡。(3)如果“转化因子”是多糖，那么S型细菌的多糖+R型细菌→注射到小鼠体内，小鼠死亡。活体细菌转化实验注射注射混合注射注射第12页，课件共75页，创作于2023年2月实验材料S型细菌、R型细菌、小鼠实验原理加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复了活性。S型细菌可使小鼠患败血症死亡。实验过程1.S型细菌分离出蛋白质、DNA、多糖2.A组：S型细菌的蛋白质+R型细菌→注射到小鼠体内B组：S型细菌的DNA+R型细菌→注射到小鼠体内C组：S型细菌的多糖+R型细菌→注射到小鼠体内D组：S型细菌的DNA+DNA酶→水解产物+R型细菌→注射到小鼠体内3.观测小鼠的生活状况实验结果A组:存活,B组:死亡,C组:存活,D组:存活实验分析只有B组小鼠死亡,说明B组有S型细菌,说明S型细菌的DNA使R型细菌发生转化变成了S型细菌;S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化第13页，课件共75页，创作于2023年2月R型细菌

二、艾弗里确定转化因子的实验R型细菌R型细菌S型菌的DNAS型菌的蛋白质或荚膜多糖S型菌的DNA+DNA酶S型菌R型细菌只长R型菌只长R型菌第14页，课件共75页，创作于2023年2月实验结论S型细菌体内只有DNA才是“转化因子”,即DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质思考:你认为在证明DNA是遗传物质还是蛋白质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？必须将蛋白质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。第15页，课件共75页，创作于2023年2月

三、噬菌体侵染细菌的实验T2噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA..（1）噬菌体的结构模式图蛋白质外壳DNA第16页，课件共75页，创作于2023年2月

1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验：用放射性同位素标记。

第17页，课件共75页，创作于2023年2月思考：放射性同位素标记什么物质？用什么元素？第18页，课件共75页，创作于2023年2月同位素标记法蛋白质的组成元素：C、H、O、N、SDNA的组成元素：C、H、O、N、P

（标记32P）（标记

35S）第19页，课件共75页，创作于2023年2月离心离心第20页，课件共75页，创作于2023年2月

在噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌细胞，蛋白质外壳没有进入。噬菌体侵染细菌的实验表明:第21页，课件共75页，创作于2023年2月噬菌体侵染细菌的动态过程：侵入别的细菌侵入合成吸附组装释放吸附侵入合成组装释放第22页，课件共75页，创作于2023年2月思考：怎么样对噬菌体进行标记？第23页，课件共75页，创作于2023年2月标记噬菌体方法：在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养细菌分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体第24页，课件共75页，创作于2023年2月实验过程1.标记噬菌体：细菌+含

35S的培养基含35S的细菌含35S标记的子代噬菌体细菌+含32P的培养基含32P的细菌含32P标记的子代噬菌体2.噬菌体侵染细菌A:含35S的噬菌体+无放射性的细菌B:含32P的噬菌体+无放射性的细菌3.离心分离4.检测放射性实验结果A组：宿主细胞外有35S,宿主细胞内没有35S,在子代噬菌体中不能检测到B组：宿主细胞外几乎没有32P,宿主细胞内有32P,在子代噬菌体中能检测到实验分析噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，噬菌体的DNA进入了细菌内部培养数代培养数代+噬菌体+噬菌体第25页，课件共75页，创作于2023年2月

DNA是唯一的遗传物质吗？第26页，课件共75页，创作于2023年2月第27页，课件共75页，创作于2023年2月提出问题：实验方案:预期结果:分析结论RNA和蛋白质哪一个是遗传物质第28页，课件共75页，创作于2023年2月“烟草花叶病毒感染实验”(TMV）蛋白质RNA第29页，课件共75页，创作于2023年2月4、分析“烟草花叶病毒重建实验”烟草花叶病毒重建实验TMV新型病毒HRV+(TMV)(HRV)结论—RNA是遗传物质第30页，课件共75页，创作于2023年2月核酸是遗传物质的证据1.噬菌体侵染细菌实验（同位素示踪法）DNA是遗传物质2.肺炎双球菌的转化实验活体细菌转化实验存在转化因子离体细菌转化实验DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质3.烟草花叶病毒的感染和重建实验总括第31页，课件共75页，创作于2023年2月

核酸是生物的遗传物质，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。因此DNA是主要的遗传物质。

第32页，课件共75页，创作于2023年2月3.烟草花叶病毒的感染和重建实验问题烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是什么？假设(1)如果烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是RNA，那么只有RNA会感染烟草。(2)如果烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质是蛋白质，那么只有蛋白质会感染烟草。实验材料烟草花叶病毒、烟草实验原理烟草花叶病毒会感染烟草，出现特有症状。实验过程1.烟草花叶病毒分离出蛋白质、RNA。2.A组：烟草花叶病毒蛋白质+烟草B组：烟草花叶病毒RNA+烟草C组：A型烟草花叶病毒蛋白质+B型烟草花叶病毒RNA重组病毒+烟草D组：A型烟草花叶病毒RNA+B型烟草花叶病毒蛋白质重组病毒+烟草3.观测烟草的感染状况实验结果A组:没有感染,B组:感染,C组:感染B型,D组:感染A型实验结论在RNA病毒中，RNA是遗传物质第33页，课件共75页，创作于2023年2月

思考:

DNA或RNADNADNA

2、烟草的遗传物质是什么？DNA

1、动物和人体的遗传物质是什么？

3、细菌的遗传物质是什么？

4、一切生物的遗传物质是什么？

5、病毒的遗传物质是什么？核酸第34页，课件共75页，创作于2023年2月

生物体遗传物质总结归纳：1、有细胞结构的生物（原核生物、真核生物）DNA2、无细胞结构的生物（即病毒）DNA或RNA第35页，课件共75页，创作于2023年2月思考:通过这节课的学习,我们能总结出作为遗传物质应具备什么条件?①分子结构具有相对的稳定性②能够自我复制，保持前后代的连续性③能通过指导蛋白质合成，控制生物性状④能产生可遗传的变异第36页，课件共75页，创作于2023年2月【例1】噬菌体侵染细菌后，合成新噬菌体的蛋白质外壳需要 （）A.细菌的DNA和氨基酸B.噬菌体的DNA及氨基酸C.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸D.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸D第37页，课件共75页，创作于2023年2月【例2】用噬菌体去感染体内含32P的细菌，在细菌解体后，含32P的应是 （）A.子代噬菌体的DNAB.子代噬菌体的蛋白质外壳C.子代噬菌体的蛋白质和DNAD.部分子代噬菌体的DNAA第38页，课件共75页，创作于2023年2月第二节（1）DNA分子的结构第39页，课件共75页，创作于2023年2月DNA主要存在于细胞的什么结构？染色体是DNA的主要载体（线粒体、叶绿体）DNA的的化学组成？元素、基本单位是？由几部分构成？第40页，课件共75页，创作于2023年2月脱氧核苷酸1、DNA的化学组成P脱氧核糖含氮碱基基本单位：磷酸脱氧核糖含氮碱基脱氧核苷酸元素组成：CHONP第41页，课件共75页，创作于2023年2月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种腺膘呤脱氧核苷酸A胞嘧啶脱氧核苷酸C鸟瞟呤脱氧核苷酸GT胸腺嘧啶脱氧核苷酸第42页，课件共75页，创作于2023年2月

这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革命性的发现”，两位科学家获得了1962年度诺贝尔生理学或医学奖。

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。回眸历史第43页，课件共75页，创作于2023年2月在生命的旋梯上沃森和克里克回眸历史第44页，课件共75页，创作于2023年2月

DNA分子双螺旋结构模型的发现，是生物学史上的一座里程碑，它为DNA复制提供了构型上的解释，使人们对DNA作为基因的物质基础不再怀疑，并且奠定了分子遗传学的基础。DNA双螺旋模型在科学上的影响是深远的。2003年是DNA双螺旋模型发现50周年，科学界举行了隆重的纪念活动。回眸历史第45页，课件共75页，创作于2023年2月早凋的“科学玫瑰”－－富兰克林（

R.E.Franklin）

她在1953年率先采用X射线衍射技术拍摄到ＤＮＡ晶体照片，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）第46页，课件共75页，创作于2023年2月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射线衍射图第47页，课件共75页，创作于2023年2月很多个脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸（DNA)链脱氧核苷酸第48页，课件共75页，创作于2023年2月DNA平面结构DNA立体结构第49页，课件共75页，创作于2023年2月2、DNA的立体结构特点磷酸、脱氧核糖交替连接——构成基本骨架；碱基；2条链上的碱基通过氢键形成碱基对3.内侧:2.外侧：1.由2条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构；第50页，课件共75页，创作于2023年2月－A－A－C－C－G－G－A－T－－T－T－G－C－C－C－T－A－A－T之间形成2个氢键C－G之间形成3个氢键DNA碱基互补配对原则图解第51页，课件共75页，创作于2023年2月在双链DNA分子中，注意:两条链之间的脱氧核苷酸数目相等,即两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等注意：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）；第52页，课件共75页，创作于2023年2月DNA通过碱基（对）的排列顺序即为脱氧核苷酸的排列顺序储存大量的遗传信息思考题：DNA是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么DNA是通过什么储存大量的遗传信息？第53页，课件共75页，创作于2023年2月组成DNA分子的碱基有4种：

A、T、G、C组成DNA分子的碱基对有4种：

A—T、T—A、G—C、C—Gn个碱基对的组合方式有碱基对的排列顺序千变万化4n种第54页，课件共75页，创作于2023年2月DNA分子特性每个DNA分子的脱氧核苷酸的数目不同，碱基对的排列顺序千变万化特异性：具有规则的双螺旋结构多样性：每个DNA分子具有特定的碱基排列顺序遗传的稳定性：第55页，课件共75页，创作于2023年2月DNA分子中各种碱基的数量关系1.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）；2.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）也等于50%同理：一条链中的G+C=C+G（另一条链）50%第56页，课件共75页，创作于2023年2月如果一条链中的（A+T）/（G+C）=若一条链中的（A+G）/（T+C）=，

则另一条链中（A+T）/（G+C）也等于:a，a;b1/b则另一条链中的（A+G）/（T+C）=3.双链DNA分子中：

在整个DNA分子中（A+T）/（G+C）等于:？在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）=？第57页，课件共75页，创作于2023年2月思考题某生物细胞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%第58页，课件共75页，创作于2023年2月DNA的一条链中（A+G）/（T+C）＝0.4，上述比在其互补链和整个DNA分子中分别是（）、（）。

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（）。第59页，课件共75页，创作于2023年2月双链DNA分子中，G占碱基总数的38％，其中一条链中的T占碱基总数的5％，那么另一条链中的T占碱基总数的（）。第60页，课件共75页，创作于2023年2月一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46％，该DNA分子的一条单链中，A和C分别占该单链的28％和22％，则该DNA分子的另一条单链中，A和C分别占这一单链的百分比是多少？

第61页，课件共75页，创作于2023年2月DNA的复制第62页，课件共75页，创作于2023年2月DNA分子的复制DNA复制发生在什么时期？——有丝分裂间期——减数第一次分裂间期——无丝分裂第63页，课件共75页，创作于2023年2月复制过程第64页，课件共75页，创作于2023年2月①解旋的目的是什么？②复制一次形成几条子链？③每一个子代DNA分子的两条链的来源？第65页，课件共75页，创作于2023年2月DNA复制的基本条件？模板——DNA的一条母链原料——4种脱氧核苷酸能量：ATP酶——DNA解旋酶、DNA合成酶第66页，课件共75页，创作于2023年2月DNA分子的复制DNA复制的特点？DNA复制的意义？——边解旋边复制——半保留复制——保持了遗传信息的连续性第67页，课件共75页，创作于2023年2月DNA分子的复制DNA复制的准确性如何保障？——独特的双螺旋结构为复制提供模板——碱基互补配对原则使复制准确无误第68页，课件共75页，创作于2023年2月练习3．以DNA的一条链“—A—T—C—”为模板，经复制后的子链是（）

A．“—T—A—G—”B．“—U—A—G—”C．“—T—A—C—”D．“—T—U—G”A第69页，课件共75页，创作于2023年2月6．如果用重氢标记一个细菌的DNA分子，然后把这个细菌放在不含重氢的培养基中培养，当细菌繁殖到第10代时，含重氢标记的细菌数量将为（）A．1个C．2/210个B．2个D．102