核酸是遗传物质的证据 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com
经典实验 1、肺炎双球菌转化实验 2、噬菌体侵染细菌的实验 3、烟草花叶病毒感染烟草的实验
(菌落粗糙、 无荚膜、无毒性) (菌落光滑、有荚膜、有毒性) 实验材料——肺炎双球菌 多糖类荚膜 R型菌(rough) (菌落粗糙、 无荚膜、无毒性) S型菌(smooth) (菌落光滑、有荚膜、有毒性) 肺炎双球菌
R型活菌 1 小鼠正常 肺炎双球菌的转化实验过程 2 S型活菌 小鼠死亡 3 S型加热 小鼠正常 4 S型加热 R型活菌 混合 小鼠死亡
结果分析 ①在4组实验中,从死亡小鼠体内分离出的S型活细菌从何而来? 转化 R型活菌 + S型死菌 S型活菌 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com 转化 R型活菌 + S型死菌 S型活菌
转化因子是什么物质呢?你认为应该怎样设计实验,确定转化因子? ②为什么无毒的R型活菌可以转化成有毒的S型活菌呢? R型活细菌 S型活细菌 杀死的S型细菌中的“转化因子” ③转化而来的S型活菌的后代也是有毒性的S型细菌又说明了什么? 转化因子是什么物质呢?你认为应该怎样设计实验,确定转化因子? 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com 转化而来的性状可以遗传
在杀死的S型细菌中含有哪些物质? 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA 加热杀死的S型细菌 但究竟哪一个才是转化因子呢? 离体细菌转化实验
肺炎双球菌体外转化实验 S型菌 S型菌的DNA R型细菌 R型细菌 S型菌的 蛋白质或荚膜多糖 只长R型菌 R型细菌 S型菌的 只长R型菌 DNA+DNA酶 只长R型菌 R型细菌
小结 肺炎双球菌体外转化实验 1、实验材料:肺炎双球菌 2、实验目的:为了弄清楚转化因子到底是什么? 小结 肺炎双球菌体外转化实验 1、实验材料:肺炎双球菌 2、实验目的:为了弄清楚转化因子到底是什么? 3、实验操作:将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂质和RNA、DNA等提取出来,分别与R型细菌进行 混合培养。 4、实验结果:只有加DNA,R型菌才能转化为S型菌。为进一步确定DNA的作用,用DNA酶处理DNA 样品,DNA被降解后就不能使R型菌转化为S型菌。 5、实验结论:DNA是转化因子,也就是说DNA是 遗传物质。
T2噬菌体 噬菌体侵染细菌的实验 T2噬菌体属于细菌病毒,营专性寄生生活,它的专一宿主为大肠杆菌。 T2噬菌体的成分中,只有DNA和蛋白质两种物质。 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com T2噬菌体
同位素示踪法 实验过程 蛋白质: C、H、O、N、S DNA: C、H、O、N、P 35S 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com
实验过程: 说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内 ①用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质 +细菌 (未标记) 离心 蛋白质含35S的噬菌体 上清液(T2噬菌体颗粒) --含放射性物质35S 沉淀被感染的细菌和新形成的噬菌体 --未检测到35S 说明蛋白质外壳并没有进入到细菌内
说明DNA进入到细菌内去了 ②用放射性同位素32P标记内部DNA DNA含32P 上清液(T2噬菌体颗粒) +细菌 离心 的噬菌体 (未标记) 离心 沉淀被感染的细菌和 新形成的噬菌体中 --检测到32P 说明DNA进入到细菌内去了
但是,有些病毒不含有DNA,只含有RNA和蛋白质,它们的遗传物质又是什么呢? HIV病毒 SARS病毒 烟草花叶病毒 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com 这些病毒只含有RNA和蛋白质
左:正常烟叶 右:病叶 烟草花叶病毒 TMV RNA 蛋白质 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com
烟草花叶病毒感染和重建实验 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com 实验结论 RNA是遗传物质,蛋白质不是。
少数RNA病毒只含RNA而不含DNA,在这种情况下,RNA是遗传物质。 [课堂小结] 核酸是一切生物的遗传物质 DNA 绝大多数生物的遗传物质是DNA。 RNA 少数RNA病毒只含RNA而不含DNA,在这种情况下,RNA是遗传物质。 病毒的遗传物质是________ 人的遗传物质是__________ 本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com DNA或RNA DNA 遗传的基本功能单位—基因,就是一段有功能的核酸
DNA与RNA的区别
DNA的基本单位—脱氧核苷酸 磷酸 腺嘌呤(A) 脱氧 核糖 鸟嘌呤(G) 含氮碱基 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) 核 苷 脱氧核苷酸
脱氧核苷酸的种类(命名:碱基+脱氧核苷酸) A T C G 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
C 彻底水解 例:DNA初步水解后得到的化学物质是( ) A.氨基酸、葡萄糖、含氮碱基 B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖 C.脱氧核苷酸
由多个脱氧核苷酸分子聚合形成2条脱氧核苷酸长链 P 脱氧核糖 含氮碱基 5 1 2 3 4 P 脱氧核糖 含氮碱基 5 1 2 3 4 多核苷酸单链
A G C T A 氢键 T G C 平面结构 立体结构
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对,形成碱基对,且A只和T配对、C只和G配对,这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。 磷酸 C G A T 脱氧核糖 A T 含氮碱基 C G 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对,形成碱基对,且A只和T配对、C只和G配对,这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。 G C A T G C
DNA的结构与特性 (1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。 T C G A T (2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基在内侧,有氢键连接。 A T C G (3)两条链上的碱基通过氢键连结起来,形成碱基对,且遵循碱基互补配对原则。 G C A T G C
两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。 A T C G 两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。 A T A T C G G C 长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。 A T G C
5种元素→3类物质→4种基本单位→2条链→1种结构
DNA双螺旋结构特点总结 1. 稳定性: 双螺旋结构,氢键连结 2. 方向性: 反向平行 3. 专一性:碱基互补配对 4. 多样性: 碱基对排列序列无穷 5. 特异性:特定DNA分子有特定 的碱基对数目和排列组合顺序
基础巩固 1.下面是DNA的分子的结构模式图,说出图中1-10的名称。 1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5 6 7 8 10 9 G T C A 1. 胞嘧啶 2. 腺嘌呤 3. 鸟嘌呤 4. 胸腺嘧啶 5. 脱氧核糖 6. 磷酸 7. 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8. 碱基对 9. 氢键 10. 一条脱氧核苷酸链的片段
染色体、DNA、基因三者的关系: 1、染色体主要分布在细胞核中。 染色体 细胞核 2、染色体由DNA和蛋白质构成 蛋白质 基因B DNA 4、一条染色体的DNA上有许多的基因。基因在染色体(DNA)上呈线性排列。 基因a 基因B
基因——有遗传效应的DNA片段 ①基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。 ②基因在染色体(DNA)上呈线性排列。 基因通过控制蛋白质的合成从而决定生物的性状 生物的性状是由蛋白质体现的 基因是决定生物性状的单位 基因——有遗传效应的DNA片段 ①基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。 ②基因在染色体(DNA)上呈线性排列。 ③基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。 (一个DNA分子上有多个基因)
遗传信息的传递: 基因(遗传信息)的表达: 转录 翻译 复制 DNA 两大功能 遗传信息的传递: 基因(遗传信息)的表达: 转录 翻译
一、DNA复制 ★1定义: 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 ★2时间: 有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期 ★3场所: 真核生物:细胞核(主要)、叶绿体、线粒体 原核生物:细胞质
4、条件 模板: 亲代DNA分子的两条链 原料: 游离的脱氧核苷酸(A、G、C、T) 能量: ATP 酶: DNA解旋酶、DNA聚合酶等
5、DNA复制的过程 ①解旋: ②合成子链: ③形成子代DNA: 利用 提供的能量(ATP),在 _________的作用下,把两条双链之间的氢键解开,形成两条模板链(母链)。 细胞呼吸 ①解旋: 解旋酶 ②合成子链: 以母链为 ,以四种游离的脱氧核苷酸为原料,遵循________________原则,在有关 酶的作用下,合成与母链互补的子链(新链) 模板 碱基互补配对 每条子链与其对应的 盘旋成双螺旋结构,结果一个DNA分子形成两个子代DNA 母链 ③形成子代DNA:
6、DNA复制的特点、原则 ★原则: 边解旋边复制 ①是一个___________________的过程 ②由于新合成的DNA分子中,都保留了原DNA的一条链,因此叫___________ 半保留复制 ★原则: 碱基互补配对原则
7、准确复制的原因、意义 意义: 原因: ①DNA分子独特的 提供精确的模板 ②通过 保证了复制准确无误。 双螺旋结构 原因: ②通过 保证了复制准确无误。 碱基互补配对 将遗传信息从亲代传给子代,保持了遗传信息的稳定性、连续性 意义:
复制过程:
反 馈 练 习 1、一个DNA分子连续复制4次,可得到几个子代DNA?其中有几个DNA分子含有原来的DNA链? 16个 2个
C 每个DNA分子中含C= 。 3 复制2次增加了 个DNA分子 3*30=90 共增加C碱基数为 。 2、一个DNA分子中有碱基A20个,占全部碱基的20%,若DNA连续复制2次,需要碱基C: C A、20个 B、30个 C、90个 D、120个 每个DNA分子中含C= 。 (20/20%-20*2)/2=30 3 复制2次增加了 个DNA分子 3*30=90 共增加C碱基数为 。
3、一个由15N标记的DNA分子,放在没有标记的环境中培养,复制5次后,标记的DNA分子占DNA分子总数的: / 2个 25个 A、1/10 B、1/5 C、1/16 D、1/25 答案:C
A 4.某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制,从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处于细胞周期的( ) A 间期 B 前期 C 中期 D 不能确定 A
基因是如何控制蛋白质的合成的? 转录 翻译 DNA(基因) RNA 蛋白质 这种RNA称为信使RNA——(mRNA )
RNA的种类 信使RNA —— mRNA 转运RNA —— tRNA 核糖体RNA —— rRNA
三种RNA: ①mRNA:携带基因的遗传信息,是翻译的直接模板 ①二个起始密码:AUG、GUG 关于密码子: ②三个终止密码:UAA、UAG、UGA ③大部分氨基酸有多个密码 注意:遗传密码在mRNA上!!! ②tRNA(转运RNA):携带专一的氨基酸,还可识别mRNA上的密码子,即把相应的氨基酸搬运到相应的位置上。 ③rRNA(核糖体rRNA):与蛋白质一起构成核糖体
RNA的合成——转录 以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则,以四种核糖核苷酸为原料,合成核糖核酸(单链)的过程。 转录的时间: 有丝分裂间期,减数第一次分裂间期。 转录的场所: 主要在细胞核内 (其次在线粒体、叶绿体内也可转录) ①模板: DNA的一条链(信息链) 四种核糖核苷酸 ②原料: 转录的条件: DNA解旋酶、RNA聚合酶…… ③酶: ④能量: ATP
转录
转录 DNA复制
DNA复制与转录的比较 DNA的复制 转录 以DNA的两条母链为模板 以DNA的一条链为模板 游离的脱氧核苷酸 游离的核糖核苷酸 原料 酶 产物 以DNA的两条母链为模板 以DNA的一条链为模板 游离的脱氧核苷酸 游离的核糖核苷酸 DNA解旋酶、 DNA聚合酶 DNA解旋酶、 RNA聚合酶 2个双链DNA分子 1条RNA单链
三、翻 译 以mRNA为模板,以tRNA为运载工具,在核糖体内把氨基酸按mRNA上密码子的排列顺序逐个连接起来,合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。
遗传密码 U C A G mRNA 指mRNA上核苷酸的排列顺序,把mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基叫密码子。 密码子 密码子
tRNA上反密码子可以与mRNA上的密码子互补配对。 转运RNA( tRNA) 氨基酸的搬运工 tRNA上反密码子可以与mRNA上的密码子互补配对。 每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 tRNA
A C U A U G A U 天冬氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 氨基酸与转运RNA结合,这个过程要消化能量. tRNA的一端运载着氨基酸 反密码子
翻译小结 模板: 原料: 条件: 原则: 20种游离的氨基酸 产物: 结果: 酶、ATP 场所: 细胞质中的核糖体 mRNA (在线粒体、叶绿体内也有它们自己的核糖体,也能够进行翻译的过程) mRNA 20种游离的氨基酸 酶、ATP tRNA上的反密码子与mRNA的密码子互补配对。A-U G-C 蛋白质 遗传信息从mRNA 转移到了蛋白质
翻译过程:起始 延伸 终止 起始 延伸 终止
DNA 模板链 转录 mRNA 翻译 甲硫氨酸 丙氨酸 丝氨酸 丙氨酸 甲硫氨酸 精氨酸 多肽链: 无对应氨基酸 另一条多肽链 一条多肽链 T A G C ··· DNA C G T A ··· 模板链 起始密码 转录 终止密码 G C A U ··· mRNA 翻译 甲硫氨酸 丙氨酸 丝氨酸 丙氨酸 甲硫氨酸 精氨酸 多肽链: ··· ··· 无对应氨基酸 另一条多肽链 一条多肽链
复制、转录、翻译的比较 DNA的复制 转录 mRNA 20种氨基酸 DNA解旋酶RNA聚合酶 酶 蛋白质 DNA DNA DNA RNA 模板 原料 酶 产物 原则 遗传信息传递结果 以DNA的两条链为模板 以DNA的一条链为模板 mRNA 4种游离的脱氧核苷酸 20种氨基酸 4种游离的核糖核苷酸 DNA解旋酶、 DNA聚合酶 DNA解旋酶RNA聚合酶 酶 2个子代双链DNA分子 1条mRNA单链 蛋白质 A-T G-C T-A C-G A-U T-A U-A C-G G-C A-U U-A C-G G-C DNA DNA DNA RNA RNA 蛋白质
参照课本密码子表,填写下表: 判断:a链为模板链 a链 C G T A C C A G T C G T DNA双链片段 b链 G C A T G G T C A G C A 信使RNA G C A U G G U C A G C A 转运RNA C G U A C C A G U C G U 密码子 G C A U G G U C A G C A 氨基酸 丙氨酸 色氨酸 丝氨酸 丙氨酸
某些基因通过控制酶的合成从而控制新陈代谢,实现对生物性状的控制。 基因对性状的控制: ①间接控制: 某些基因通过控制酶的合成从而控制新陈代谢,实现对生物性状的控制。 如:某些基因异常→不能合成酪氨酸酶→不能生成黑色素→白化病 ②直接控制: 某些基因通过控制蛋白质分子的结构,从而实现对生物性状的控制。 如:某些基因异常→血红蛋白分子结构异常→血液疾病 间接调节 控制合成 调节 调节基因 酶或激素 细胞代谢 表现出 性状 控制合成 结构基因 结构蛋白 构成 细胞结构 表现出 直接调节
注意:该表达式是综合生物界的所有生物遗传信息的复制和表达后得出的。若针对某一具体生物,该表达式应该有所改动。 中心法则及其发展: 转录 翻译 复制 复制 蛋白质(性状) DNA RNA 逆转录 注意:该表达式是综合生物界的所有生物遗传信息的复制和表达后得出的。若针对某一具体生物,该表达式应该有所改动。 例1:正常人体内遗传信息的传递和表达应该表示为: 转录 翻译 复制 蛋白质(性状) DNA RNA 例2:TMV(烟草花叶病毒)在烟草叶片细胞内遗传信息的传递和表达应该表示为: 复制 翻译 蛋白质(性状) RNA 例3:某些逆转录病毒在宿主细胞内遗传信息的传递和表达应该表示为: DNA RNA 蛋白质(性状) 转录 逆转录 复制 翻译