DNA是主要的遗传物质复习.ppt

第一节 DNA是主要的遗传物质,一、遗传物质必须具备的特点,1、储存巨大的遗传信息 2、能精确的自我复制 3、能指导蛋白质的合成从而控制生物的性 状和新陈代谢 4、分子结构相对稳定,实验材料：,肺炎双球菌,R型菌: 无荚膜，无毒性，粗糙,S型菌： 有荚膜，有毒，可致死，光滑,二、格里菲思的肺炎双球菌转化实验,小鼠死亡,小鼠正常,小鼠正常,小鼠死亡,肺炎双球菌的转化实验过程,1,2,3,4,使小鼠患败血症而死亡.,R型细菌,因为:,为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？,思考：,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,转化,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,格里菲思实验的结论是什么?,实验结论：,在杀死的S型细菌中含有哪些物质？,但究竟哪一个才是转化因子呢？,R型细菌,艾弗里确定转化因子的实验,R型细菌,只长R型菌,只长R型菌,R型细菌,DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。,D N A 是 遗 传 物 质,实验结论：,（1）噬菌体的结构模式图,T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA?,三、 噬菌体侵染细菌的实验,T2噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA,蛋白质 外壳,DNA,1952年赫尔希和沙斯设计了一个巧妙实验：用放射性同位素标记,在T2噬菌体的化学分析中, 对蛋白质和DNA的进一步分析表明: 硫仅存在于蛋白质分子中, 99%的磷都存在于DNA分子中.,（2）实验过程：,蛋白质含35S 的噬菌体,+细菌 (未标记),上清液(含T2噬菌体颗粒),沉淀(被感染的细菌),说明：蛋白质外壳并没有进入到细菌内,用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质,-含放射性物质35S,-未检测到35S,用放射性同位素32P标记内部DNA,DNA含32P 的噬菌体,+细菌 (未标记),被感染的细菌,说明：DNA进入到细菌中,-未检测到32P,-检测到32P,噬菌体侵染细菌的动态过程：,动画,侵入别的细菌,注入,合成,吸附,组装,释放,在噬菌体中,亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质,也就是说,子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的,噬菌体侵染细菌的实验表明:,DNA才是真正的遗传物质,目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的。,DNA是唯一的遗传物质吗？,RNA（核糖核酸）,有些病毒（如烟草花 叶病毒），它们不含有DNA, 只含有RNA。 在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。,核酸是一切生物的遗传物质，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。 DNA是主要的遗传物质。,总结,根据DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线图，思考在什么浓度下，DNA的溶解度最小？ DNA在NaCl溶液中的溶解度是如何变化的？,DNA在NaCl溶液中的溶解度曲线图,在NaCl溶液浓度低于0.14 mol/L时，DNA的溶解度随NaCl溶液浓度的增加而逐渐降低；在0.14 mol/L时，DNA溶解度最小；当NaCl溶液浓度继续增加时，DNA的溶解度又逐渐增大。,如何通过控制NaCl溶液的浓度使DNA在盐溶液中溶解或析出？,当氯化钠的物质的量浓度为 2 molL时，DNA的溶解度最大，浓度为 014 molL时，DNA的溶解度最低。利用这一原理，可以使DNA在盐溶液中溶解或析出。,DNA粗提取和鉴定 1、DNA粗提取的原理,提取DNA的原理包括DNA的溶解性和耐受性两个方面。 DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,在0.14mol/L时溶解度最小；较高浓度可使DNA溶解；0.14mol/L可使DNA析出。,思考2 在溶解细胞中的DNA时，人们通常选用2mol/LNaCl溶液；将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水，以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂，但DNA却不能溶于酒精（特别是95冷却酒精），但细胞中蛋白质可溶于酒精。问：采用DNA不溶于酒精的原理，可以达到什么目的？,将DNA和蛋白质进一步分离,思考3 提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时，应选用怎样的酶和怎样的温度值？,蛋白酶，因为酶具有专一性，蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。温度值为6080，因为该温度值蛋白质变性沉淀，而DNA不会变性。 补充：DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋，其温度在80以上，如在PCR技术中DNA变性温度在95。,DNA的鉴定原理 当鉴定提取出的物质是否是DNA时，需要使用什么指示剂进行鉴定？,在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺呈现蓝色,原理总结:通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA，可以从细胞中提取和提纯DNA；再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来，达到提纯的目的；最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA,1实验材料 不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时，应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。你认为教材提供的材料中哪些不适合提取DNA？ 从核DNA数目来看，猪38条，鸡78条，哺乳动物血0条，猕猴桃58条，洋葱16条，豌豆14条，菠菜12条，大肠杆菌1条。请选择动植物材料各一种。,哺乳动物的血液和液体培养基中的大肠杆菌。,鸡血、猕猴桃。,2 破碎细胞，获取含DNA的滤液 若选用鸡血和洋葱作实验材料，则怎样获取含DNA的滤液？ 在以上实验中，加入蒸馏水、洗涤剂和食盐的作用分别是什么？过滤时应当选用（滤纸、尼龙布）。,在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌，过滤后收集滤液；切碎洋葱，加入一定量洗涤剂和食盐，搅拌研磨，过滤后收集滤液。,血细胞在蒸馏水中大量吸水而破裂；洗涤剂瓦解细胞膜；食盐溶解DNA物质；选用尼龙布进行过滤。,在处理植物组织时需要进行研磨，其目的是什么？研磨不充分产生什么结果？ 具体做法。10mL鸡血20mL蒸馏水同方向搅拌3层尼龙布过滤滤液,破碎细胞壁，使核物质容易溶解在NaCl溶液中；研磨不充分会使DNA的提取量减少,3 去除滤液中的杂质 最初获得的DNA滤液含有蛋白质、脂质等杂质，需要进一步提纯DNA。阅读教材提供的三种方法，分析其中的原理。 方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同； 方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质，不分解DNA； 方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。,具体做法。 方案一：30mL滤液35gNaCl同方向搅拌，DNA溶解加入蒸馏水DNA析出过滤得到过滤物放到2mol/LNaCl溶液中溶解DNA-NaCl溶解液 方案二：30mL滤液嫩肉粉（木瓜蛋白酶）静置1015分钟DNA滤液 方案三：30滤液6067处理过滤获得DNA滤液,4 DNA析出与鉴定 在滤液中仍然含有一些杂质，怎样除去这些杂质呢？得到的DNA呈何颜色？ 滤液与等体积的冷却酒精混合均匀，静置23分钟，析出的白色丝状物就是DNA。DNA呈白色。 怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢？阅读教材。,阅读。简述DNA的鉴定过程。 具体做法。试管2支，编号甲乙各加等量5mLNaCl溶液甲中放入少量白色丝状物，使之溶解各加4mL二苯胺，混合均匀沸水浴5min观察颜色变化,1.制鸡血细胞液（活鸡鲜血经分离或沉淀获得）,500mL烧杯中，玻棒搅拌，离心、分离或静置沉淀。,2.提取DNA。,取血细胞5-10mL20mL蒸馏水，用玻棒沿一个方向快速搅拌。,纱布过滤：滤液中含DNA和其他核物质，如蛋白质。,.提取血细胞核物质：,.溶解核内的DNA：,滤液2mol/L的NaCl溶液40mL，玻棒沿一个方向轻缓搅拌。,三、实验步骤,.析出含DNA的粘稠物：,.滤取含DNA的粘稠物：,. DNA粘稠物的再溶解：,在上述溶液中缓缓加入蒸馏水，并沿一个方向轻轻搅拌，出现丝状物；当丝状物不在增加时，停止加水（此时NaCl溶液的浓度相当于0.14mol/L）。,用多层纱布过滤，含DNA的粘稠物留在纱布上。,在20mL烧杯中轻缓搅拌3min，使尽可能多的DNA溶解在NaCl溶液。,.过滤含有DNA的NaCl溶液：,用放有两层纱布的漏斗过滤步骤所得的溶液，滤液中含有DNA。,.提取含有杂质较少的DNA：,步骤所得的滤液体积分数为95%的冷却酒精50mL，用玻棒沿一个方向轻缓搅拌，溶液中（析出）出现乳白色丝状物，用玻棒将丝状物卷起，并用滤纸吸取上面的水分。,3.DNA的鉴定：,加入二苯胺试剂4mL，用玻棒搅拌使DNA溶解，沸水浴5min，观察溶液是否出现浅蓝色。,1.共有“三次过滤，两次析出，七次搅拌”,2.加入“两次蒸馏水，三次NaCl溶液，一次酒精”,实验小结,第二节 DNA分子的结构,【本小节复习知识点】,DNA分子结构的主要特点。 、碱基互补配对原则 、制作DNA分子双螺旋结构模型。 、讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。,1953年，美国科学家沃森（JD.Watson，1928）和英国科学家克里克（F.Crick，19162004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。,回眸历史,在生命的旋梯上 沃森和克里克,回眸历史,早凋的“科学玫瑰” 富兰克林（ R.E.Franklin）,她和同事威尔金斯 在1951年率先采用X射线衍射技术拍摄到D晶体照片，为推算出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, 19201958）,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,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,两个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接,DNA平面结构,基本单位：,脱氧核苷酸,双螺旋结构特点： 、 、 、,碱基互补配对原则,A与T配对；,G与C配对,AT之间形成2个氢键,CG之间形成3个氢键,DNA 碱 基 互 补 配 对 情 况 图 解,在双链DNA分子中，,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）；,DNA分子中各种碱基的数量关系,、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）；,、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）也占整条DNA链碱基总数的,50%,同理：一条链中的G+C=C+G（另一条链）,50%,如果一条链中的（A1+T1）/（G1+C1）=,若一条链中的（A1+G1）/（T1+C1）= ，则,则另一条链中（A2+T2）/（G2+C2）也等于:,a，,a;,b,1/b,另一条链中的（A2+G2）/（T2+C2）=,、双链DNA分子中：,、在双链DNA分子的一条链中，A+T的和占该链的碱基比率 等于另一条链中A+T的和占该链的碱基比率，还等于双链DNA 分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。 即：（A1+T1）%=（A2+T2）%=总（A+T）%， 同理（G1+C1）%=（G2+C2）%=总（G+C）%,典型例题： (08四川) 、一般来说,细胞周期中的分裂间期和分裂期相比,持续时间短的时期是_；动物细胞培养时,如果缺少氨基酸的供应,细胞一般会停留在细胞周期的_,假定体细胞的染色体数是10，将体细胞放入含有3H-胸腺嘧啶的培养液中培养,请推测其中一个细胞进行一次DNA复制后,该细胞分裂后期将有_条染色体被标记。,(08海南) 、下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是 A核苷酸的组成种类 B核苷酸的连接方式 C核苷酸的排列顺序 D核苷酸的数量多少,答案：分裂期 分裂间期 20,答案：B,(08上海生物) 、某个DNA片段由500对碱基组成，AT占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为 A330 B660 C990 D1320,答案：C,(08江苏生物) 、亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的 变化如下：C转变为U（U与A配对），A转变为I（I为次黄嘌呤 ，与C配对）。现有一DNA片段为,经亚硝酸作用后，若链中的A、C发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子孙代DNA片断之一为,答案：C, , ,练 习 题,1、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%,2、构成双链DNA分子的四种碱基之间 的关系，下列哪项因物种而异（ ）,A、（A+C）/（T+G） B、（A+G）/（T+C） C、（A+T）/（G+C） D、A/T或G/C,C,3、DNA的一条链中A+G/T+C=2，另一条链中相应的比是-，整个DNA分子中相应的比是-。 DNA的一条链中A+T/C+G=2，另一条链中相应的比是 ，整个DNA分子中相应的比是。,0.5,1,2,2,4、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（ ）。,25%,5、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（ ）。,7%,9艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是 A重组DNA片段，研究其表型效应 B诱发DNA突变，研究其表型效应 C设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应 D应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递,8右图所示的红绿色盲患者家系中，女性患者-9的性染色体只有一条X染色体，其他成员性染色体组成正常。-9的红绿色盲致病基因来自于 A-1 B-2 C-3 D-4,