第一課時 1 一 DNA是遺傳物質(zhì) 1 作為遺傳物質(zhì)的必備條件 1 穩(wěn)定性 2 多樣性 3 連續(xù)性 4 能夠產(chǎn)生可遺傳的變異 第6章遺傳信息的傳遞和表達(dá)第一節(jié)遺傳信息 2 2 DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 噬菌體侵染細(xì)菌實驗 噬菌體為病毒 結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)外殼 內(nèi)含DNA 原理 運用同位素示蹤法 DNA含P不含S蛋白質(zhì)少含P多含S 侵染過程 吸附 注入 復(fù)制與合成 組裝 釋放 3 4 3 生物的遺傳物質(zhì) 核酸 1 原核生物 真核生物 只含DNA的病毒 如噬菌體 以DNA作為遺傳物質(zhì) 2 極少數(shù)只含RNA的病毒 如煙草花葉病毒等 以RNA作為遺傳物質(zhì) 3 絕大部分生物以DNA為遺傳物質(zhì) DNA是主要的遺傳物質(zhì) 5 二 DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu) 1 DNA基本單位 4種脫氧核苷酸2 脫氧核苷酸組成 一個磷酸 一個脫氧核糖 一個含氮堿基 A T G C 6 3 結(jié)構(gòu)特點 1 脫氧核苷酸聚合成多核苷酸鏈每兩個脫氧核苷酸之間通過磷酸與脫氧核糖相連接 2 DNA分子由兩條互相平行的多核苷酸鏈組成 之間通過堿基配對相連接 氫鍵 而且是互補的的堿基配對原則 A與T G與C 已知其中一條鏈的堿基順序 可以推導(dǎo)出互補鏈 雙鏈DNA分子中嘌呤總數(shù)等于嘧啶總數(shù) A G T C 1 3 兩條多核苷酸鏈形成右旋的雙螺旋結(jié)構(gòu) 每個螺旋 360 包括10個堿基對升高3 4nm 7 A G T C A C T G A1 T1 A2 T2 G1 C1 G2 C2 1 1 1 1 DNA分子中嘌呤之和與嘧啶之和的比值相等 一條鏈中互補堿基的和等于另一條鏈中互補堿基的和 堿基配對原則應(yīng)用 8 A1 G1 T1 C1 a 則 A2 G2 T2 C2 A G A T G C A T A T G C a 則 A1 T1 A1 T1 G1 C1 1 a 1 2 a 一條鏈中不互補堿基的和之比等于另一條鏈中這種比值的倒數(shù) 兩鏈中不互補的堿基和與兩鏈堿基總數(shù)之比等于50 1 2 兩條鏈中互補堿基和與兩條鏈堿基總數(shù)之比 與任意一條鏈的這種比值相等 9 1 某雙鏈DNA分子中 G占23 求A占多少 解析 因為DNA分子中 A G T C A 50 23 27 有關(guān)DNA中的堿基計算 2 一個DNA分子的堿基中 腺嘌呤占20 那么在含有100個堿基對的DNA分子中 胞嘧啶應(yīng)是 60個 3 DNA分子的一條單鏈中 A 20 T 22 求整個DNA分子中G 29 所以 10 5 某雙鏈DNA分子中 A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54 其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22 求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量 24 4 在DNA的一個單鏈中 A G T C 0 4 上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是多少 2 5 1 0 4 0 4 若DNA的一個單鏈中 A T G C 0 4 上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中分別是多少 11 4 遺傳特性體現(xiàn) 1 穩(wěn)定性 脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成的基本骨架堿基配對方式不變 堿基對之間的氫鍵兩條多核苷酸鏈的空間螺旋 12 第二課時 13 三 蘊藏在DNA分中的遺傳信息 DNA多樣性的原因 脫氧核苷酸種類 數(shù)目 排列順序的不同 排列方式 4n n為堿基對數(shù) 2 多樣性 DNA分子的脫氧核苷酸 主要是堿基對 的種類 數(shù)目 排列順序千變?nèi)f化 14 關(guān)于基因的四句話 基因是攜帶遺傳信息并具有遺傳效應(yīng)的DNA片段 定義 每個DNA分子含有很多個基因 與DNA的關(guān)系 每個基因由成百上千對脫氧核苷酸組成 遺傳信息 基因具有控制蛋白質(zhì)的合成的功能 功能 遺傳信息 基因的脫氧核苷酸的序列 染色體 DNA 蛋白質(zhì) DNA 基因 脫氧核苷酸 15 第二節(jié)DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成 一 DNA復(fù)制1 概念 以DNA分子為模板 合成相同DNA分子的過程2 過程 邊解旋邊復(fù)制 需在酶的作用下 3 方式 半保留復(fù)制 全部DNA分子中保留原有母鏈信息 1 2 n 1 其中n為復(fù)制的次數(shù) 4 意義 保持生物遺傳特性相對穩(wěn)定5 特性體現(xiàn) 3 連續(xù)性 半保留復(fù)制 4 能夠產(chǎn)生可遺傳的變異 復(fù)制時發(fā)生差錯 16 實驗6 1DNA分子模型的搭建 17 第三課時 18 二 RNA核糖核酸 1 基本單位 4種核糖核苷酸2 核糖核苷酸組成 一個磷酸 一個核糖 一個含氮堿基 A U G C 3 結(jié)構(gòu)特點 通常呈單鏈結(jié)構(gòu) 19 4 類型 1 mRNA 信使RNA mRNA分子內(nèi)的堿基序列稱為 遺傳密碼 其中可決定一種氨基酸順序的每三個相鄰堿基稱為 密碼子 密碼子共64個 其中61個分別表示20種氨基酸 另有3個為終止密碼子 1個密碼子 3個相鄰堿基 對應(yīng)1個氨基酸 1個氨基酸可有1個以上密碼子 2 tRNA 轉(zhuǎn)移RNA 每個tRNA帶有能識別mRNA上相應(yīng)密碼子并與其配對的三個相鄰堿基 稱為反密碼子 注意 不同氨基酸的tRNA不同 1個tRNA對應(yīng)1個氨基酸 1個氨基酸可有1個以上的tRNA 3 rRNA 核糖體RNA 20 三 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 定義 是以DNA分子中的一條多核苷酸鏈為模板合成信使RNA mRNA 的過程 2 地點 細(xì)胞核內(nèi) 3 過程 1 DNA片段雙鏈解旋 2 以其中的一條鏈為模板 按堿基配對原則 在酶的作用下 游離的核糖核苷酸與DNA模版上的脫氧核苷酸互補配對 形成mRNA 堿基配對原則 RNA分子中沒有堿基T有U 轉(zhuǎn)錄時A U T A G C C G結(jié)果 通過轉(zhuǎn)錄 DNA所蘊涵的遺傳信息便正確地傳遞到mRNA分子中 21 四 遺傳信息的翻譯 定義 指以mRNA為模板 以tRNA為運載工具 使氨基酸在核糖體內(nèi)按照一定合成具有一定順序排列起來 合成蛋白質(zhì)的過程 地點 細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上3 過程 1 mRNA在細(xì)胞核中形成后就進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中 與核糖體結(jié)合 2 按照mRNA上的堿基序列 各個tRNA依次帶著特定的氨基酸進(jìn)入核糖體 根據(jù)堿基互補原則 把運載來的氨基酸安放在相應(yīng)的位置上 3 隨著核糖體在mRNA上的移動 一個tRNA剛離開核糖體 另一個tRNA又?jǐn)y帶進(jìn)入 4 當(dāng)讀到mRNA上的終止密碼子時 翻譯過程結(jié)束 4 結(jié)果 以mRNA為模板 把氨基酸一個個連接起來合成為具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì) 22 23 為什么說生物的性狀是受基因控制的 當(dāng)親代的遺傳信息傳遞給子代后 即以各個基因DNA區(qū)段為模板合成mRNA 再以mRNA為模板 合成與親代一樣的蛋白質(zhì) 從而顯現(xiàn)出與親代同樣的性狀 24 四 中心法則及其發(fā)展 1 中心法則 遺傳信息從DNA傳遞給RNA 再從RNA決定蛋白質(zhì)合成 以及遺傳信息從DNA傳遞給DNA的復(fù)制過程 25 2 內(nèi)涵 正確表明了在細(xì)胞生命活動中 核酸和蛋白質(zhì)這兩類生物大分子的聯(lián)系與分工 1 DNA和RNA的功能是儲存和傳遞遺傳信息 指導(dǎo)和控制蛋白質(zhì)的合成 2 蛋白質(zhì)的主要功能是作為細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本成分 并參與調(diào)節(jié)新陳代謝活動 26 3 中心法則的補充 很多RNA病毒能自我復(fù)制 如流感病毒 煙草花葉病毒 有的RNA病毒以RNA為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA 某些致癌病毒 艾滋病病毒 SARS冠狀病毒等 這兩個過程在病毒在寄生到宿主細(xì)胞中時才發(fā)生 單獨存在時是不能進(jìn)行的 27 第四課時 28 第三節(jié)基因工程與轉(zhuǎn)基因生物 三種必要工具 1 化學(xué)剪刀 限制性核酸內(nèi)切酶 簡稱限制酶 即切割DNA工具特點 專一性極強 能識別特定脫氧核苷酸序列并切割特定位點 2 化學(xué)漿糊 DNA連接酶 即連接目的基因和運載體 作用 將兩個DNA片段 粘連 起來拼接成新的DNA分子 3 分子運輸車 質(zhì)粒 即將重組DNA導(dǎo)入細(xì)胞中運載體 也可用各種病毒 質(zhì)粒 細(xì)菌中獨立于擬核DNA之外能自主復(fù)制的雙鏈閉環(huán)的DNA分子 攜帶外源基因進(jìn)入細(xì)胞后能進(jìn)行自主復(fù)制 或者接合到染色體DNA上 隨染色體DNA同步復(fù)制 29 基因工程 依據(jù)預(yù)先設(shè)計的藍(lán)圖 用人工方法將某種生物的基因 接合到另一種生物的基因組DNA中并使其表達(dá) 使后者獲得新的遺傳性狀 產(chǎn)生出人類需要的產(chǎn)物 或創(chuàng)造出新的生物類型的現(xiàn)代生物技術(shù) 30 二 基因工程的基本步驟 1 獲取目的基因 1 目的基因 人們?yōu)榱说玫狡浔磉_(dá)產(chǎn)物而把它轉(zhuǎn)入到新的生物體中去的基因 2 獲得目的基因的方法 從生物體細(xì)胞中分離或者通過化學(xué)方法人工合成 3 基因定位 從生物體細(xì)胞中分離時 首先確定目的基因在細(xì)胞DNA分子上的位置 然后運用限制酶從DNA分子長鏈中切取目的基因 31 2 目的基因與運載體重組用與切取目的基因相同的限制酶將質(zhì)粒切開 在DNA連接酶作用下 使將目的基因與質(zhì)粒組成環(huán)狀的重組DNA分子 即重組質(zhì)粒 32 3 重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞重組質(zhì)粒只有導(dǎo)入活細(xì)胞 借助活細(xì)胞的代謝功能 才能是目的基因所蘊含的遺傳信息得到表達(dá) 受體細(xì)胞 接納重組質(zhì)粒的活細(xì)胞 可以是微生物 植物細(xì)胞和動物細(xì)胞 33 4 篩選含目的基因的受體細(xì)胞重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入的概率是10 7 因此必須從大量的細(xì)胞群中篩選出已獲得目的基因的細(xì)胞 如果將攜帶人生長激素基因的重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入 人生長激素基因就在細(xì)菌內(nèi)轉(zhuǎn)錄和翻譯 合成人生長激素通常選擇質(zhì)粒時使用自身帶有抗生素抗性基因或者人工重組使其帶上抗性基因的質(zhì)粒 可以根據(jù)受體細(xì)胞能否在含抗生素的培養(yǎng)基中生長來進(jìn)行篩選 34 三 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用 1 微生物基因工程原理 微生物繁殖迅速 結(jié)構(gòu)簡單 遺傳操作較為容易優(yōu)點 技術(shù)比較成熟 研制周期較短 可通過發(fā)酵大量生產(chǎn)應(yīng)用 用于藥用蛋白質(zhì)的規(guī)模化生產(chǎn) 35 植物基因工程 培育成轉(zhuǎn)基因植物分離抗蟲 抗病 抗除草劑 抗旱 抗鹽堿 抗凍 改變花色以及提高作物產(chǎn)量或品質(zhì)的基因 轉(zhuǎn)入農(nóng)作物或園藝植物 培育植物疫苗將乙肝 齲齒等疫苗基因轉(zhuǎn)入植物 36 動物基因工程原理 以動物的受精卵為受體細(xì)胞 用顯微注射的方法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 再使受精卵發(fā)育成個體而獲得轉(zhuǎn)基因動物應(yīng)用 獲得具有優(yōu)良性狀的動物新品種 培育能產(chǎn)生人源性蛋白質(zhì)藥物的動物 從其乳汁中獲得藥物 乳腺生物反應(yīng)器 37 四 轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性 轉(zhuǎn)基因生物本身是否對生態(tài)環(huán)境造成不利擔(dān)憂 轉(zhuǎn)基