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沪科版生命科学高二上第六章《遗传信息的传递和表达》PPT课件5


第6章 遗传信息的传递和表达
第1节 遗传信息
一、DNA是遗传物质 (一)遗传物质的特点 1、能贮存数量巨大的遗传信息; 2、分子结构具有相对稳定性; 3、能精确地自我复制并遗传给后代; 4、若发生改变,能通过复制把变异传给后代。 二、证明DNA是遗传物质的实验 (一)艾弗里的转化因子实验 证明DNA是遗传物质的第一个实验。 (二)噬菌体侵染细菌实验 证明DNA是遗传物质最有说服力的证据。

35S

离心 培养 搅拌
32P

检测

离心 培养
搅拌 检测

表明:噬菌体侵染细菌时,蛋白质衣壳遗留在细菌 细胞外,只有噬菌体DNA进入细菌细胞。

32P

35S

吸附 注入 复制、合成 组装

释放 证明
噬菌体的各种性状是 通过噬菌体DNA传递 给后代的,DNA是遗 传物质。

二、DNA分子的双螺旋结构 (一)化学组成
磷酸 脱氧 核糖

A 脱氧 核糖

腺嘌呤脱氧核苷酸

脱氧 C 核糖 含氮碱基 胞嘧啶脱氧核苷酸

脱氧 核糖

脱氧核苷酸 T

胸腺嘧啶脱氧核苷酸

脱氧 G 核糖 鸟嘌呤脱氧核苷酸

(二)空间结构

外侧 磷酸和脱氧核糖交替排列 ——骨架
1、平面结构 内侧 碱基对以氢键相连 碱基配对原则 A—T,C—G 两条多核苷酸链反向平行 2、空间结构 右旋的双螺旋

种类 全称 基本单位 五碳糖 含氮碱基 空间结构

DNA 脱氧核糖核酸 脱氧核苷酸 脱氧核糖 A、T、C、G 双螺旋结构 细胞核

RNA 核糖核酸 核糖核苷酸 核糖

A、U、C、G
单链 细胞质

主要存在

实验十一 DNA分子模型的搭建
一、实验目的
1、学会DNA模型的搭建

2、理解DNA双螺旋结构的特点

二、实验材料 塑料部件

脱氧核糖

腺嘌呤

胞嘧啶 磷酸
化学键A 化学键B 鸟嘌呤 胸腺嘧啶

三、实验步骤 (一)每个小组搭建4种脱氧核苷酸和2个碱基对

碱基对

腺嘌呤脱氧核苷酸

胸腺嘧啶脱氧核苷酸

胞嘧啶脱氧核苷酸

鸟嘌呤脱氧核苷酸

(二)每组按要求分别搭建模型 讲台
搭建4个含不同碱基数量 的DNA分子片段

搭建4个具有5个碱基对, 但是碱基种类不同的DNA 分子片段 搭建4个具有5个碱基对, 但是遗传信息不同的DNA 分子片段

每个小 组搭建 一条含5 对脱氧 核苷酸 的DNA 分子片 段

每个小 组搭建 一条含 10个碱 基的多 核苷酸 链

(三)搭建DNA分子的双螺旋结构

三、蕴藏在DNA分子中的遗传信息

遗传信息
DNA分子的脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序。 (一)DNA分子的特性

1、多样性
(1)原因 组成DNA分子的脱氧核苷酸数目极多,它们 在一条多核苷酸链上的排列方式不受限制。 (2)意义 在分子水平上决定生物的多样性。

2、特异性
每个DNA分子都有自己特定的脱氧核苷酸 数目和排列顺序。 3、稳定性 脱氧核糖和磷酸交替排列方式 碱基对互补配对方式

不变

(二)基因 携带遗传信息,并具有遗传效应的DNA片段。 基因
控制合成 决定

蛋白质

体现

形态 性状 生理 行为

基因的功能 控制蛋白质合成

第2节 DNA复制和蛋白质合成

一、DNA复制
以DNA分子为模板,合成相同的DNA分子的过程。

(一)结果 一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子。
(二)时间 细胞分裂的间期

(三)场所 细胞核
(四)条件 1、模板 DNA分子 2、原料 游离的脱氧核苷酸 3、能量 ATP 4、酶 (五)原则 碱基配对原则

(六)过程 边解旋边复制
解旋 →子链合成 →螺旋 (七)方式 半保留复制 DNA分子中保留有一条原 来分子的链的复制方式。 (八)意义 生物遗传特性保持相对稳定的基础。

二、蛋白质合成 (一)转录 以DNA分子中的一条多核苷酸链为模板合成 mRNA的过程。 1、场所 细胞核 2、条件 (1)模板 DNA分子中的一条多核苷酸链 (2)原料 游离的核糖核苷酸 (3)能量 ATP (4)酶

3、原则 碱基配对原则
4、结果 DNA蕴含的遗传信息传递到mRNA分子中。

5、过程

DNA

解旋 有义链 T
A A T C G C G A T

A
T

T
A

A T

G
C

基因的 起始位点 有义链 T A C RNA 聚合酶 C A A T A

基因的 终止位点 G

mRNA

G

G 游离的核糖核苷酸

G

(二)翻译 遗传密码
密码子 A
mRNA U G G

mRNA分子内的碱基序列。
密码子 U A
U

密码子 A

C

密码子 mRNA分子内的碱基序列中可决定 (三联密码) 一种氨基酸的每三个相邻碱基。

特点
20 种 氨 基 酸 的 遗 传 密 码 子 表

? 兼职性

? 连续性
? 通用性

? 终止密码子 ? 起始密码子

翻译

在细胞质中进行,以mRNA为模板,以tRNA 为运载工具,使氨基酸在核糖体内按照一定 的顺序排列起来,合成蛋白质的过程。

1、结果 合成具有一定氨基酸序列的蛋白质。

2、场所 核糖体
3、条件 (1)模板 mRNA (2)原料 游离的氨基酸 (3)能量 ATP (4)酶

(5)运载工具 tRNA

RNA
氨基酸

rRNA

三个碱基 (反密码子) tRNA mRNA

A mRNA

U

G

G

A

U

A

U

C

核糖体

脱水缩合

脱水缩合

A
mRNA

U

G

G

A

U

A

U

C

核糖体

三、中心法则及其发展 把遗传信息从DNA传递给RNA,再由RNA决定蛋白质 合成,以及遗传信息由DNA复制传递给DNA的规律。

DNA(基因)
复制

转录

RNA

翻译

蛋白质(性状)

(一)意义 正确地表明了在细胞的生命活动中,核酸和 蛋白质这两类生物大分子的联系和分工。 1、分工 蛋白质 核酸 细胞结构的基本成分 参与调节新陈代谢 储存和传递遗传信息 指导和控制蛋白质合成

2、联系 基因控制蛋白质合成

(二)发展 逆转录 DNA(基因) 复制 以RNA为模板,合成DNA的过程。 转录

RNA

翻译

蛋白质(性状)

逆转录 复制

DNA两大功能的比较
DNA功能 项目 场所 模板 原料 细胞核 DNA两条链 脱氧核苷酸 两个子代DNA 复制遗传信息 表达遗传信息

转录
细胞核 DNA一条链

翻译 核糖体
mRNA 氨基酸 蛋白质 A-U,C-G tRNA RNA →蛋白质

核糖核苷酸
mRNA A-U,C-G
——

产物
碱基配对 运载工具 信息流动

A-T,C-G
——

DNA→DNA

DNA →RNA

基因的碱基数 : mRNA的碱基数 : 蛋白质的氨基酸数 6 : 3 : 1

第3节 基因工程与转基因生物
一、基因工程(重组DNA技术) 依据预先设计的蓝图,用人工方法将某种生物的基 因,结合到另一种生物的基因组DNA中并使其表 达,使后者获得新的遗传性状,产生出人类所需要 的产物,或创造出新的生物类型的现代生物技术。

(一)三种工具 1、化学剪刀 ——限制性核酸内切酶(限制酶)

Eco R I

Hin d III

Bam H I

Bal I

2、化学浆糊 ——DNA连接酶

3、分子运输车 运载体 最常用 质粒

? 双链闭环DNA分子
? 能自我复制 ? 带抗性基因
抗生素抗性基因

供体细胞

细菌

(二)基本过程 1、获取目的基因 2、目的基因与运载体重组
人 3、重组DNA分子导入受体细胞 工 合 4、筛选含目的基因的受体细胞 成
限制酶 提取 DNA 提取质粒 抗生素 抗性基因 限制酶

目的基因 DNA连接酶 重组DNA 导入 受体细胞

操作环境 操作对象

生物体外 基因

操作水平 分子水平 基本过程 获取→重组→导入→筛选 结果 人类所需的基因产物
筛选

二、转基因技术的应用 (一)微生物基因工程 药用蛋白质的规模化生产

基因工程药物

(二)植物基因工程

1、增强植物的抗逆性
2、提高作物产量和品质

3、培育植物疫苗

转鱼抗寒基因番茄 抗除草剂转基因大豆油

不会引起过敏的转基因大豆

改变花色的转基因矮牵牛花

富含β胡萝卜素的转基因水稻

抗除草剂转基因烟草

非转基因烟草

转黄瓜抗青枯病基因甜椒

转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯

(三)动物基因工程




核未融合 的受精卵 显微注射针

幼鼠


植入代孕母鼠

负压固定管

大鼠生长 激素基因

转基因猴“安迪”

生长快、耐不良环境、肉 质好的转基因鱼

导入人基因的猪

转基因羊

转基因荧光猫

转基因荧光鼠

转基因荧光猪

乳汁含人生长激素转基因牛

1、受体细胞 受精卵 2、方法 显微注射法 3、目的 (1)获得具有优良性状的动物新品种 (2)培育能生产人源性蛋白质药物的动物 乳腺生物反应器

四、转基因生物产品的安全性 (一)生态环境 1、担心 基因通过传粉向其他生物扩散 2、措施 对栽培地周围环境实行严格监控

(二)人类健康
1、担心 可能含有致敏物质

2、措施
(1)上市前进行严格的致敏性检验 (2)对具有潜在致敏物质的产品标明醒目的标签


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