人教版高一生物必修第三章《基因的本质》PPT课件

第3章节生物·必修二基因质本,在20世纪30年代，人们才认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。组成DNA分子的脱氧核苷酸有四种，每一种有一个特定的碱基，那时候的人们并没有意识到这个发现对DNA研究的重要性。腺嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸dAMPdTMPdGMPdCMP,当时的人们没有意识到脱氧核苷酸对DNA研究的重要性，因为那时候人们对DNA分子的结构没有足够清晰的了解，所以那时候人们的主流观点依然是：蛋白质是遗传物质。艾弗里（O.Avery，1877一1955）美国科学家艾弗里通过实验向“蛋白质是遗传物质”的观点提出了挑战，而艾弗里的实验是在英国科学家格里菲思的实验基础上进行的。为了能够理解艾弗里的实验，我们需要先了解一下格里菲思的实验——肺炎双球菌转化实验,肺炎双球菌的转化实验小鼠不死亡注射小鼠不死亡注射S型活细菌小鼠死亡，体内分离出S型活细菌注射加热杀死后的S型活细菌注射+加热杀死后的S型活细菌小鼠死亡，体内分离出S型活细菌,通过肺炎双球菌的转化实验，格里菲斯推论：在第四组实验中，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”，这种转化因子将无毒性的转化为有毒性的S型活细菌。为了弄清楚转化因子是什么物质，艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定。他们将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，在肺炎双球菌实验的基础上进行了拓展,拓展实验S型活细菌DNAS型活细菌S型活细菌蛋白质S型活细菌DNA+DNA酶,艾弗里的实验结果甚至出乎了他自己的预料，于是艾弗里提出了不同于当时大多数科学家观点的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。赫尔希（A.D.Hershey）蔡斯（M.Chase）由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑，1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更加具有说服力的转换实验——噬菌体侵染细菌实验,噬菌体侵染细菌实验被35S标记的噬菌体被32P标记的噬菌体用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高在新形成的噬菌体中没有检测到35S在新形成的噬菌体中检测到32P,赫尔希和蔡斯的以T2噬菌体实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进人到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA才是真正的遗传物质。从1928年格里非思的肺炎双球菌转化实验，到1944年艾弗里的实验，再到1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验，前后历经24年，人们才确信DNA是遗传物质。在通过实验证明DNA是生物体的遗传物质以后，人们更加迫切地想知道：DNA分子是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？当时科学界对DNA的认识是：DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。DNA双螺旋结构模型的构建==沃森和克里克构建了多种不同的结构模型，但是这些模型都违背了化学规律，于是都被放弃了。1952年春天，奥地利的著名生物化学家查研夫访问了剑桥大学，沃森和克里克从他那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，在新的结构模型中发现：A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径，这样组成的DNA分子具有稳定的直径，很好的解释A、T、G、C的数量关系，也能解释DNA的复制。同时这个模型与拍摄的X射线衍射照片比较时，发现两者完全相符。DNA双螺旋结构模型就这样诞生了。DNA分子双螺旋结构的主要特点是：DNA的分子结构平面结构立体结构,DNA半保留复制实验第一代第二代大肠杆菌15N/15NDNA15N/14NDNA14N/14NDNA15N/14NDNA14N/14NDNA首先以含有15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，再将大肠杆菌转移到14N的普通培养液中。然后，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。实验结果与预期的一样，在试管中出现了DNA的这三条带，证明DNA的复制是以半保留的方式进行的。如果DNA是以半保留的方式复制的，那么离心后应该出现三条DNA带：一条带是15N标记的亲代双链DNA（用15N/15N表示），其密度最大，最靠近试管底部；一条带是只有一条DNA链被15N标记的子代双链DNA（其中一条链为15N，另一条链为14N，用15N/14N表示），其密度居中，位置也居中；还有一条带是两条DNA链都未被15N标记的子代双链DNA（用14N/14N表示），密度最小，离试管底部最远。DNA分子复制的过程DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。DNA片段中的遗传信息一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息。DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？我们知道，一个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧4种碱基的排列顺序却是可变的。DNA双链基因片段研究表明，DNA分子能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA分子上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。感谢听聆第3章节生物·必修二