遗传物质基础.ppt

《遗传物质基础.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《遗传物质基础.ppt（66页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、1.核酸的结构 2.DNA的复制 3.基因的结构 4.基因的表达 5.基因突变 6.基因的遗传规律 7.基因工程 8.植物育种方法,2.基本组成单位：核苷酸（8种）,3.核苷酸的结构：五碳糖（核糖、脱氧核糖） 含氮碱基（AGCTU )、 磷酸,1.元素组成：C、H、O、N、P等,（4104或106）,核酸,4.核酸种类：DNA、RNA,5.两种核酸的区别,核酸的结构,核酸的结构,核酸的结构,核酸的结构,核酸的结构,单击画面继续,核酸的结构,核酸的结构,2、RNA的结构,A,A,G,G,C,U,U,核酸的结构,DNA、RNA的区别,核酸的结构,核酸的结构,1.吸附 2.注入 3.合成 4. 组装

2、 5.释放,核酸的结构,1、用含35S、32P的培养基培养大肠杆菌含35S、32P的大肠杆菌。 2、用噬菌体侵染含35S、32P的大肠杆菌含35S、32P的噬菌体。 3、用含35S、32P的噬菌体侵染大肠杆菌子代噬菌体 4、分析子代噬菌体中的放射性同位素 5、结果：大部分噬菌体不含32P，少部分噬菌体含32P，全部噬菌体不含35S,核酸的结构,例1.如果用32P、35S分别标记噬菌体的的DNA和蛋白质外壳，当他侵染到细菌体内后，经多次复制，所释放出来的子代噬菌体绝大部分（ ） A.不含 32P B. 含32P C.不含32P和35S D. 含 32P和35S,A,核酸的结构,DNA的复制,DN

3、A的复制,1、 把大肠杆菌在15N的培养基中培养，得到含15N的大肠杆菌，取样在CsCl溶液中离心，在离心管中形成的带，位置较低，称为重带； 2、把大肠杆菌在14N的培养基中培养，得到含14N的大肠杆菌，取样在CsCl溶液中离心，在离心管中形成的带，位置较高，称为轻带； 3、如果将含有15N的大肠杆菌在14N的培养基中培养一代，取样离心，在离心管中形成的带，正好在重带和轻带的中间。称为中带。,DNA半保留复制的验证：,DNA的复制,核糖体,原核细胞基因的结构,基因的结构,基因的结构,基因的表达,基因的表达,基因的表达,乳糖代谢基因表达调控图解：(没有乳糖时),lacZ,lacY,lacA,调节

4、基因,启动子,操纵基因,结构基因,RNA聚合酶,信使RNA,转录,翻译,阻抑物与 操纵基因 结合，结 构基因转 录受阻,阻抑物,原核生物基因表达的调控,基因的表达,乳糖代谢基因表达调控图解：(有乳糖时),lacZ,lacY,lacA,调节基因,启动子,操纵基因,结构基因,RNA聚合酶,信使RNA,转录,翻译,阻抑物与乳糖结合后构象发生了改变，因而不能与操纵基因结合，使得结构基因进行转录。,阻抑物,乳糖,转录,半乳糖苷酶,酶,酶,基因的表达,基因的表达,基因突变：“由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，就叫做基因突变”。 1、碱基替换是否一定导致性状的改变？什么情

5、况下性状会发生改变，什么情况下不发生性状的改变？ 2、什么时候可能发生基因突变？哪些细胞可能发生突变？突变后的基因哪些可能传递到子代，哪些不可能传递到子代？ 3、基因突变与基因重组、染色体变异有什么区别与联系？,基因突变,基因突变,遗传规律是指在有性生殖过程中，基因在亲代与子代之间传递规律。,遗传规律的研究方法,基因和它的行为变化无法观察，而基因控制的性状在亲子代中的表现可以观察；因此，可根据性状表现来推知基因基因的遗传规律。,研究形状传递规律的方法杂交实验法,基因的遗传规律,1.杂交的方法： （1）杂交：一般指基因型不同个体之间的交配。对植物而言，操作时需先去雄，再进行人工授粉。 （2）自交

6、：对于高等植物而言，一般指自花传粉。对动物而言，一般指同一世代雌雄个体之间的交配。 （3）测交：是一种特殊的杂交，将杂合体和隐性类型相交，测定杂合体的基因型。,基因的遗传规律,（1）如何用最简单的方法鉴定高杆小麦是纯种还是杂种？ （2）在一个配种季节里完成粟色雄马是否纯种的鉴定，如何进行？,问题：,该马与多匹白色雌马交配,自交,基因的遗传规律,2、基因重组,涉及基因：非等位基因 重组类型： （1）非同源染色体上的非等位基因自由重组 （2）同源染色体上的非等位基因交叉互换重组 （3）通过基因工程人工重组,基因的遗传规律,质量性状遗传和数量性状遗传,1、质量性状遗传： （1）一对基因控制一对性状

7、（2）两队以上基因控制一对性状 2、数量性状遗传,基因的遗传规律,例3.某动物的体色有褐色的，也有白色的。这两种体色受两对非同源染色体上的非等位基因Z与z、W与w控制。只要有显性基因存在时，该动物的体色就表现为褐色。现有一对动物繁殖多胎，后代中褐色个体与白色个体的比值为71。试从理论上分析，这对动物可能是下列哪一组合： A、ZzWw与ZzWw B、ZzWw与Zzww C、Zzww与zzWw D、zzWw与zzww,ZzWw与Zzww,基因的遗传规律,ZzWw * Zzww,ZZWw 1/8 ZZww 1/8,ZzWw 2/8 Zzww 2/8,zzWw 1/8 zzww 1/8,白色 1/8,

8、基因的遗传规律,例4.人的听觉形成需要耳蜗和位听神经，耳蜗的形成需要D基因，位听神经的形成需要E基因。 (1)一对听觉正常的夫妇生了一个先天性耳聋患者，这对夫妇的基因性不可能是 （ ） A.DdEE*DdEe B.DDEe*DdEe C. DdEe *DDEe D.DDEe*DdEE (2)一对夫妇二人的基因性均为DdEe，所生子女中先天性耳聋患者理论上的比例为（ ） A.1/2 B.1/4 C. 3/8 D.7/16,D,D,基因的遗传规律,例5、某植株产生的四种配子和比例是Ab:aB:AB:ab=4:4:1:1。该植株自交后代中的纯合体约占总数的 A、16% B、18% C、32% D、3

9、4%,基因的遗传规律,AaBb,基因的遗传规律,例6.某种雌雄异株的植物的叶片有宽叶、狭叶之分，宽叶(B)对狭叶(b)呈显性，这种性状伴随着性别一起遗传，基因b使雄配子致死。现有两个亲本进行杂交得到的后代全为雄性个体，其中宽叶与狭叶植株各占一半，则亲本的基因型为（ ） AXBXB XbY BXBXB XBY CXBXb XbY DXBXb XBY,C,基因的遗传规律,XBXB x XbY,Y,Xb,基因的遗传规律, 基因操作的工具,1. 限制性内切酶（限制酶）,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切断。,、基因的针线DNA连接酶,连接酶的作用是：将互补配对的

10、两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。,3、基因的运输工具运载体,能与目的基因结合；能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；比较容易得到；具有多个限制酶切点；具有某些标记基因,基因工程,鸟枪法 分子杂交法 逆转录法 人工合成法,基因工程基本步骤,1.获取目的基因,2.目的基因与运载体结合,3.目的基因的导入,4.目的基因的检测和表达,基因工程,用限制酶切断成许多片段,直接分离基因鸟枪法,将供体生物的DNA用限制酶切割为许多片段，再用运载体将这些片段都运载到受体生物的不同细胞中去。只要有一个细胞获得了需要的目的基因并得以表达，基因工程就算成功了。 该法最大的缺点是带有很大的

11、盲目性，工作量大，成功率低。且不能将真核生物的基因转移到原核生物中去。,基因工程,人工合成基因法,DNA合成仪,直接合成法：根据蛋白质的氨基酸顺序推算出信使RNA核苷酸顺序，再据此推算出基因DNA的脱氧核苷酸顺序。用游离脱氧核苷酸直接合成相应的基因。,逆转录法：以信使RNA为模板，在逆转录酶的作用下将脱氧核苷酸合成合成DNA(基因)。,基因工程,2.目的基因与运载体结合,用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连拉酶的作用下连接形成重组DNA分子。,基因工程,3.目的基因的导入和表达,通过运载体把目的基因带

12、入某生物体内，并使目的基因在受体细胞内能准确地转录和翻译。,为使重组的DNA分子更容易进入受体细胞，通常要用CaCl2对受体细菌进行处理，使受体细菌具有更大的通透性。,基因工程,4.目的基因的检测和表达,大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。 将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。,无表达产物,无表达产物,有表达产物,无表达产物,基因工程,基因工程,例7 据报道：“美国科学家创造了世界上第一批转基因婴儿他们从年轻的健康妇女的卵细胞中提取出细胞质，然后

13、注入年纪较大的不育妇女的卵细胞，主要是为卵细胞注入正常的线粒体，以增加不育妇女的受孕机会。”请根据上述材料回答下列问题： （1）注入的线粒体发挥的基本作用是 。 （2）这批转基因婴儿的产生应为 生殖，他（她）们个体发育的起点是 ，他（她）们的性状是由细胞内 和 中的遗传物质共同决定 （3）年轻的健康妇女是否是转基因婴儿的“母亲”?试分析其原因 。,基因工程,例7答案 （1）维持卵细胞正常的有氧呼吸 （2）有性 受精卵 细胞核 细胞质 （3）本题为开放性试题，答案一：可以算作婴儿的母亲因为年轻健康妇女提供的细胞质的线粒体中含有DNA，对子代性状表现有一定的影响。答案二：不可算作婴儿的母亲。因为卵

14、细胞的遗传物质主要在细胞核上，这部分遗传物质主要由不孕妇女提供。,基因工程,植物育种方式、原理及优点,植物育种方式,例8石刀柏是一种名贵蔬菜，为雌、雄异株，属于XY型性别决定，其雄株产量与质量都超过雌株，请你从提高经济效益的角度考虑，提出一种合理育种方案。,植物育种方式,雄株(XY),X,植物育种方式,例9.现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对相对性状。请回答： （1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获

15、得过程即可） （2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要几年？ （3）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？（只写出方法的名称即可）,植物育种方式,aabbdd种子,植物育种方式,例10.小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现在要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病（Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）,种植F2代，选矮杆、抗

16、病（aaB_）继续自交，期望下代纯合体,第一代,AABB aabb,亲本杂交,第二代 （F1）,AaBb,第三代 （F2）,A_B_ A_bb aaB_ aabb,种植F1代， 自交,高杆抗病,矮杆不抗病,yyRr Yyrr,YyRr yyRr Yyrr yyrr,种植，选黄肉 抗病（YyRr）， 用块茎繁殖,亲本杂交,YyRr,第一代,第 二代,第三代,白肉抗病,黄肉不抗病,1.下图表示人类形成双胞胎的两种方式，如果一对夫妇，其中妻子是血友病患者，丈夫表现正常，妻子怀孕后经B超检测是双胞胎，请据此回答： （1）如果此双胞胎与方式一相符，胎儿甲是男性，则胎儿乙的表现型为_。 （2）如果此双胞胎

17、是通过方式二形成的，经B超检测发现胎儿丙为女性，则丙患血友病的可能性是_ _；若丁患血友病，则他的性别是_。若检测发现胎儿丙是白化病患者，则丁是白化病同时又是血友病患者的概率是_。,血友病男孩,1/8,0,男性,练习与思考,2果蝇的长翅（V）对残翅（v）为显性。但是，即使是纯合的长翅品系的幼虫在35温度条件下培养（正常培养温度为25），长成的成体果蝇也为残翅。这种现象称为“表型模拟”。 （1）模拟的表现性状能否遗传？为什么？_。 （2）现有一只残翅果蝇，如何判断它是属于给合vv还是“表型模_。,(1)不能，环境条件影响所致，遗传物质没有改变 （2）将这只残翅果绳与异性残翅果蝇交配，将它们的幼虫

18、放在正常温度中培养，长成的成虫中有长翅果蝇，则这只果蝇为“表现模拟”。如无,练习与思考,3. 纯种的粳稻与糯稻杂交，F1全为粳稻。粳稻中含直链淀粉，遇碘呈蓝黑色（其花粉粒的颜色反应也相同），糯稻含支链淀粉，遇碘呈红褐色（其花粉粒的颜色反应也相同）。现有一批纯种粳稻和糯稻，以及一些碘液。请设计两种方案来验证基因的分离规律。（实验过程中可自由取用必要实验器材。基因用M和m表示） (一)实验方法：_ 实验步骤：（1）_；（2）_。 实验预期现象：_。对实验现象的解释_ 实验结论：_。 (二)：实验方法：_。 实验步骤：（1）_（2）_。 实验预期现象：_。对实验现象的解释_。 实验结论： _。,练习

19、与思考,方案一： 采用测交法加以验证。（1）首先让纯合的粳稻与糯稻杂交，获取F1杂合粳稻 （2）让F1杂合粳稻与糯稻测交，观察后代性状分离现象。实验预期现象为测交后代应出现两种不同表现类型且比例为1：1。依据测交使用的糯稻为纯合体只产生一种含糯性基因的配子，后代既然出现两种表现型，粳稻（含M）和糯稻（含m，且为mm纯合），则F1中必然产生两种类型配子，即M和m。由此可见，F1中必然含有M和m基因，且M和m这对等位基因在F1产生配子的过程中必定随同源染色体的分开而分离，最终产生了两种不同的配子，从而验证了基因的分离规律。 ,练习与思考,方案二： 运用F1花粉鉴定法。（1）首先让纯种粳稻和糯稻杂交

20、， 获取F1杂合粳稻 （2）F1开花时取其一个成熟花药，挤出花粉，置于载玻片上，滴一滴碘液并用显微镜观察。 实验的现象为花粉一半呈蓝黑色，一半呈红褐色。 实验现象说明F1在产生配子的过程中产生了一种含M基因的配子（蓝黑色）和一种含m基因的配子（呈红褐色）。 由此说明，F1在减数分裂产生配子的过程中所含等位基因M和m随同源染色体的分开而分离，并最终形成了两种不同的配子，从而直接验证了基因的分离规律。,练习与思考,4. 1918年发生了世界大流感，死亡人数约4000万。从受害者的组织样本中提取了该流感病毒的RNA，并经实验分析确定其由8个基因组成，碱基总数为a ，其中G的数量为b 。据此推测： （

21、1）构成该流感病毒遗传物质的含氮碱基有哪几种？ 你能根据题目条件推出这些碱基键的比例关系吗？为什么？ （2）该病毒的基因控制合成的蛋白质最可能有_种。 （3）根据中心法则分析，该病毒遗传信息的传递过程与人体不同的步骤可能有_。 （4）20世纪30年代，科学家发现1918年大流感幸存者体内存在完全可以阻断猪流感病毒毒力的抗体，而1918年出生后的人体内却没有这种抗体，这表明_。 （5）若我们接种了该流感病毒研制的疫苗，是否可以预防现今的流行性感冒？为什么？,练习与思考,（1）胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U） 不能，因RNA是单链，分子内的碱基间没有配对关系 （2）8 （3）RNA的复制和RNA的转录 （4）引发人类流感和猪流感的病毒可能是同一种。幸存者体内因感染过流感病毒，故产生了抗体，后出生的人因没感染过流感病毒，故没有这种抗体。 （5）不一定。因为引起流行性感冒的病毒具有较强的变异性，该流感病毒的抗体对现今的病毒不一定起作用。,练习与思考,