高中生物 第二冊 第6章 遺傳住處的傳遞和表達課件 滬科版.ppt

第六章遺傳信息的傳遞和表達 第一節(jié)遺傳信息 問題 相關研究 研究成果 遺傳物質(zhì)是dna還是蛋白質(zhì) 1928年 英 格里菲恩肺炎雙球菌轉化實驗 某種物質(zhì)可以促成轉化 1944年 美 艾弗里 完善肺炎雙球菌轉化實驗 引起轉化的物質(zhì)是dna 1952年赫爾希和蔡斯 噬菌體侵染細菌實驗 dna是遺傳物質(zhì) 噬菌體的結構 噬菌體侵染過程 放射性同位素標記法 實驗證明 dna是遺傳物質(zhì)現(xiàn)代科學充分證明 絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是dna 但是在不含dna的某些病毒中 遺傳物質(zhì)是rna 問題 相關研究 研究成果 dna是怎樣的結構組成 1953年 美 沃森和 英 克里克 建立了dna結構模型 dna是雙螺旋的空間結構 沃森 左 克里克 右 dna基本單位 脫氧核糖核苷酸 dna的分子結構 雙螺旋 堿基互補配對原則條件 雙鏈中a t c ga t c g 1 1 如果一只小鼠的一段雙鏈dna分子中 鳥嘌呤 g 所占比例為20 則胞嘧啶 c 所占比例是 2 在1個dna分子中 若鳥嘌呤占堿基總數(shù)的30 則腺嘌呤占堿基總數(shù)的 20 20 a g c t 1 g c 第二節(jié)dna復制和蛋白質(zhì)合成 dna分子多樣性 生物多樣性 基因 dna 染色體 1 dna復制的概念 以dna分子為模板 合成相同dna分子的過程 2 dna復制的特點 第一 邊解旋邊復制第二 半保留復制 即每個新的dna分子都是由親代分子的一條母鏈和一條新合成的子鏈組成 一 dna的復制 邊解旋邊復制半保留復制 每條子鏈與對應母鏈相結合 構成1條新的dna分子 復制結果 1個dna 2個dna 解旋 1條雙鏈dna在酶的作用下相互分離 氫鍵斷裂 形成2條單鏈 稱為母鏈 合成 子鏈以母鏈為模板 在酶的作用下 以4種脫氧核苷酸為原料 根據(jù)堿基互補配對的規(guī)律形成子鏈 聚合 3 dna分子復制的過程 4 dna復制的意義 通過自我復制并傳遞給子代 是生物遺傳特性能保持相對穩(wěn)定的基礎 1 場所 2 模板 3 原料 4 條件 5 原則 6 過程 7 結果 8 意義 dna復制知識點總結 細胞核 親代dna的兩條鏈 4種脫氧核苷酸 能量酶 堿基互補配對原則 邊解旋邊復制半保留復制 合成dna 將信息從親代傳遞給子代 基因 蛋白質(zhì)合成 性狀 控制 體現(xiàn) 看不見 是指生物的形態(tài)結構 生理特征 行為習慣等具有的各種特征 基因決定性狀是通過控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的 看得見 基因 蛋白質(zhì) 細胞核 細胞質(zhì)的核糖體 使者 rna 轉錄 翻譯 u 尿嘧啶 堿基互補配對 a ug t 二 遺傳信息的轉錄 以dna分子中的一條多核苷酸鏈為模板合成rna的過程 二 遺傳信息的轉錄 以dna分子中的一條多核苷酸鏈為模板合成rna的過程 結構特點 單鏈結構 rna的結構 轉錄過程 1 dna是雙鏈 mrna是單鏈 所以在轉錄時 在酶的作用下 dna片段雙鏈邊解旋 邊以其中的一條鏈為模板合成mrna 2 rna分子中沒有堿基t 所以在轉錄時按照a u t a g c c g的互補配對規(guī)律合成具有一定堿基排列順序的mrna 1 場所 2 模板 3 原料 4 條件 5 原則 6 過程 7 結果 8 意義 那么4種堿基如何決定20種氨基酸呢 三 遺傳信息的翻譯 1 翻譯的概念 生物學上把堿基的序列變成氨基酸的序列 一個堿基不能決定一個氨基酸 41 兩個堿基不能決定一個氨基酸 42 16 三個堿基可以決定一個氨基酸 43 64 堿基與氨基酸兩者的序列之間存在著怎樣的對應關系呢 把可決定一個氨基酸的mrna上的每三個相鄰堿基稱為 密碼子 codon 結論 4 一個氨基酸可有多個密碼子 3 按照mrna上的堿基序列 各個trna依次帶著特定的氨基酸進入核糖體 根據(jù)堿基互補原則 trna把運載來的氨基酸安放在相應的位置上 通過脫水縮合 形成一定的氨基酸序列 形成具有一定空間結構的蛋白質(zhì)分子 翻譯的過程 1 mrna在細胞核中轉錄形成密碼信息后從核孔進入細胞質(zhì) 與核糖體結合 2 合成所需的氨基酸由細胞質(zhì)內(nèi)的trna運送進核糖體 合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸分別由不同的trna運送 每一種trna一端能攜帶1個特定的氨基酸 另一端有3個堿基可與mrna上的密碼子配對 中心法則 dna rna 蛋白質(zhì) 總結 1 場所 2 模板 3 原料 4 條件 5 原則 6 過程 7 結果 8 意義 復制 細胞核 轉錄 翻譯 比較 dna雙鏈 脫氧核苷酸 酶 a t c g 細胞核 核糖體 邊解旋 邊復制 半保留式 合成dna 將信息從親代傳遞給子代 酶 酶 trna dna信息鏈 mrna 將信息從細胞核傳遞到細胞質(zhì) 將遺傳信息表達 體現(xiàn)生物性狀 a u c g 密碼子 邊解旋 邊轉錄 核糖體在mrna上移動 合成蛋白質(zhì) 合成rna 核糖核苷酸 氨基酸 2 2n 探究活動 遺傳信息的錯誤傳遞 1 探究dna改變對蛋白質(zhì)組成的影響 2 基因突變 dna aaaggtctcctctaattggtctccttaggtctcctt 第一種情況 正常 mrna1 uuuccagaggagauuaaccagaggaauccagaggaa 多肽鏈1 苯丙氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 異亮氨酸 天冬酰氨 谷氨酰氨 精氨酸 天冬酰氨 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 第二種情況 改變 dna aaaggtctcctctaattgggctccttaggtctcctt mrna2 uuuccagaggagauuaacccgaggaauccagaggaa 多肽鏈2 苯丙氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 異亮氨酸 天冬酰氨 脯氨酸 精氨酸 天冬酰氨 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 第三種情況 改變 dna aaaggtctcctctaattggtttccttaggtctcctt mrna3 uuuccagaggagauuaaccaaaggaauccagaggaa 多肽鏈3 苯丙氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 異亮氨酸 天冬酰氨 谷氨酰氨 精氨酸 天冬酰氨 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 第四種情況 改變 dna aaaggtctcctctaattgatctccttaggtctcctt mrna4 uuuccagaggagauuaacuagaggaauccagaggaa 多肽鏈4 苯丙氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 異亮氨酸 天冬酰氨 終止密碼 第五種情況 插入 dna aaaggtctcctctaattggtcctccttaggtctcctt 第六種情況 缺失 mrna5 uuuccagaggagauuaaccaggaggaauccagaggaa 多肽鏈5 苯丙氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 異亮氨酸 天冬酰氨 谷氨酰氨 谷氨酸 谷氨酸 絲氨酸 精氨酸 甘氨酸 dna aaaggtctcctctaattggtctttaggtctcctt mrna6 uuuccagaggagauuaaccaaggaauccagaggaa 多肽鏈6 苯丙氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 異亮氨酸 天冬酰氨 谷氨酰氨 甘氨酸 異亮氨酸 谷氨酰氨 精氨酸 dna 鐮刀型貧血癥 第三節(jié)基因工程與轉基因生物 轉基因產(chǎn)品 從具有抗蟲性狀的細菌dna分子中獲取抗蟲基因 將抗蟲基因與運載體拼接成為重組dna 將重組dna導入選育棉花細胞內(nèi) 抗蟲基因在該棉花細胞中表達 轉基因抗蟲棉 基因的 化學剪刀 基因的 化學漿糊 基因的 分子運輸車 基因操作的工具 限制酶 dna連接酶 運載體 質(zhì)粒 限制酶ecor 限制酶hind 一 基因工程概念依據(jù)預先設計的藍圖 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 使后者獲得新的遺傳性狀 產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)物 或創(chuàng)造出新的生物類型的現(xiàn)代生物技術 二 基因工程的基本過程 1 演示基因工程的基本過程示意圖 2 以基因工程制造人生長激素為例 說明基因工程的基本過程 目前被較廣泛提取使用的目的基因有 蘇云金桿菌抗蟲基因 人胰島素基因 人干擾素基因 種子貯藏蛋白基因 植物抗病基因等 基因操作的基本步驟 獲取目的基因 將需要的基因從供體生物的細胞內(nèi)提取出來 2 目的基因與運載體重組 用與提取目的基因相同的限制酶切割質(zhì)粒使之出現(xiàn)一個切口 將目的基因插入切口處 讓目的基因的黏性末端與切口上的黏性末端互補配對后 在連接酶的作用下連接形成重組dna分子 3 重組dna分子導入受體細胞并使之擴增 要讓目的基因表達 必須將它導入受體細胞并進行擴增 為獲得目的基因的表達產(chǎn)物時 通常以大腸桿菌等無害易得的細菌為受體 為改進某種生物時 將欲改進的生物細胞為受體 4 篩選含目的基因的受體細胞 為保證目的基因得到有效利用 通常用大量的受體細胞來接受不多的目的基因 這樣 處理的受體細胞中真正攝入了目的基因的很少 必須將它從中檢測出來 細菌的檢測 將每個受體細胞單獨培養(yǎng)形成菌落 檢測菌落中是否有目的基因的表達產(chǎn)物 淘汰無表達產(chǎn)物的菌落 保留有表達產(chǎn)物的進一步培養(yǎng) 研究 多細胞生物的檢測 將每個受體細胞單獨培養(yǎng)并誘導發(fā)育成完整個體 檢測這些個體是否攝入目的基因 攝入的基因是否表達 是否表現(xiàn)出相應的性狀 淘汰無變化的個體 保留有相應變化的個體進一步培養(yǎng) 研究 例 用棉鈴飼喂棉鈴蟲 如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀 說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達 如蟲吃后中毒死亡 則說明攝入了抗蟲基因并得到表達 三 轉基因技術的應用 基因工程在農(nóng)業(yè)上的應用 培育高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物1983年世界上第一例轉基因作物 煙草和馬鈴薯 問世 1994年延熟保鮮轉基因番茄在美國批準上市 2001年各國已獲準上市的轉基因作物品種已達100多個 僅美國即達53個 次 包括番茄 大豆 玉米 棉花 油菜 水稻 馬鈴薯 西葫蘆 番木瓜 甜菜 菊苣 亞麻等12種作物 由轉基因作物生產(chǎn)加工的轉基因食品和食品成分已達4000余種 其中 以大豆和玉米為原料的占90 以上 基因工程在農(nóng)業(yè)上的應用 培育抗逆性品種將細菌的抗蟲 抗病毒 抗除草劑 抗鹽堿 抗干旱 抗高溫等抗性基因轉移到作物體內(nèi) 將從根本上改變作物的特性 如轉基因抗蟲棉 抗蟲基因作物的意義 減少農(nóng)藥的用量 降低了生產(chǎn)的成本 減少了農(nóng)藥對環(huán)境的污染 基因工程在畜牧業(yè)的應用 繁殖具有抗病能力 高產(chǎn)仔率 高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉基因動物 如奶牛 該過程的重要步驟是重組dna轉移到動物受精卵中 將人的生長激素基因和牛的生長素基因分別注射到小白鼠受精卵中 得到的 超級小鼠 基因工程在藥物研究的應用 用基因工程的方法生產(chǎn)胰島素 干擾素 白細胞介素 凝血因子 以及預防乙肝 霍亂 傷寒 瘧疾等的疫苗 提高生產(chǎn)產(chǎn)量 降低生產(chǎn)成本 1 用基因工程產(chǎn)物 超級細菌 分解石油 可以大大提高細菌分解石油的效率 2 用基因工程培養(yǎng)出 吞噬 汞和降解土壤中ddt的細菌 以及能夠凈化鎘污染的植物 3 用于環(huán)境檢測 基因工程在凈化環(huán)境中應用 用dna探針可以檢測飲用水中病毒的