Transcript 2-3 遺傳物質

第二章
遺傳
2-3 遺傳物質
基因與染色體
DNA的構造與功能
DNA的分子構造
DNA的複製
基因的表現
教學資源連結
教學影片
教學動畫
DNA 分子的結構
◆
染色體與 DNA
◆
◆
◆
◆
DNA 的複製
網站資源
◆
DNA
DNA、染色體、基因
遺傳物質的發現
◎ 配合課本 p65
 1865年，孟德爾發現遺傳因子控制生物的性
狀
 20世紀初期，證實遺傳因子在染色體上
 染色體由
？
？
蛋白質 和 DNA 構成
20世紀中期，確認是染色體中的DNA
DNA藉由控制蛋白質的合成來表現遺傳
性狀
第二章
遺傳
基因與染色體
遺傳的染色體學說
遺傳的染色體學說
◎ 配合課本 p65
年，美國的薩登(Walter S. Sutton，
1877~1916)及德國的包法利(Theodor H.
Boveri，1862~1915)所提出
 1902
 推論基因位在染色體上
Walter S. Sutton
Theodor H. Boveri
提出理由(一)
 精卵結合產生子代
 基因必位於精子與卵內
 孟德爾互交實驗證明性別交換不影響結果
 精子與卵對遺傳的貢獻應是相等的
 比較精子與卵的細胞構造，精子細胞質非常
少，與卵相當的構造是細胞核
 基因應位於細胞核內
提出理由(二)
 觀察細胞減數分裂：
 同源染色體會互相分離進入不同的配子
與孟德爾的分離律相似
 非同源染色體分離時互不干擾，且可一起
組合至同一配子中
與孟德爾的獨立分配律相似
 基因應該位於細胞核內的染色體上
動物細胞減數分裂的過程
同源染色體進入不同的配子中
= 孟德爾的分離律
非同源染色體獨立分配至配子中
= 孟德爾的自由分配律
第二章
遺傳
DNA的構造
與功能
DNA 與 RNA 的化
學組成
DNA 與 RNA
◎ 配合課本 p66
 皆為核酸
 基本構造單位：核苷酸
含氮鹼基
磷酸根
五碳醣
DNA 與 RNA
◎ 配合課本 p66
 皆為核酸
 基本構造單位：核苷酸
 核苷酸彼此鍵結成聚核苷酸鏈，再形成核
酸
聚
核
苷
酸
鏈
構成DNA的核苷酸 構成RNA的核苷酸
構
成
DNA
和
RNA
的
核
苷
酸
構成DNA 和 RNA 的核苷酸
五碳醣
含氮鹼基
DNA
RNA
去氧核糖
核糖
腺嘌呤(A)
鳥糞嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
腺嘌呤(A)
鳥糞嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
尿嘧啶(U)
影片-DNA
第二章
遺傳
DNA的分子構造
DNA的分子結構
 1953年，美國的華生(James
◎ 配合課本 p67
D. Watson，
1928~ )與英國的克里克(Francis H. C.
Crick，1916~2004)所提出
DNA的分子結構
 參考了威爾肯(Maurice
H. F. Wilkins，
1916~2004)與弗蘭克林(Rosalind F.
Franklin，1920~1958)的實驗資料
Maurice H. F. Wilkins
Rosalind F. Franklin
DNA的分子結構
 由雙股聚核苷酸鏈所構成
 兩聚核苷酸鏈互相平行呈
雙螺旋狀
動畫—DNA 分子的結構
雙螺旋的骨架
 由去氧核糖和磷酸相
連而成
 兩骨架的連結：含氮
鹼基互相配對形成
 A與T配對
 G與C配對
 一股的含氮鹼基序列
另一股的含氮鹼基
序列
DNA鹼基配對
P
P
P
P
P
P
P
P
A
C
C
T
T
G
A
A
T
G
G
A
A
C
T
T
P
P
P
P
P
P
P
P
染
色
體
與
染色體
DNA
蛋白質
DNA
動畫—
染色體與DNA
第二章
遺傳
DNA的複製
DNA的半保留複製
需DNA 聚合酶
◎ 配合課本 p69
動畫—DNA 的複製
新股
舊股
半保留複製法
 一條雙股聚核苷酸鏈
分開形成兩條單股聚核苷酸鏈
 以兩條單股聚核苷酸鏈分別作為模版
依照含氮鹼基互補配對的原則，由DNA聚
合酶催化，合成一股新的聚核苷酸鏈
 複製成兩個相同的DNA分子
每個 DNA 分子有一股是舊的，
一股是新合成的
第二章
遺傳
基因的表現
基因的表現
 依據
DNA 上特定的核苷酸序列
合成特定的蛋白質
影響生物性狀的表徵
 過程：
DNA
轉錄
RNA
轉譯
影片-DNA、染色體、基因
蛋白質
◎ 配合課本 p70
轉錄
 將DNA上的遺傳訊息抄錄至RNA上
RNA聚合酶
RNA
T G GGC A U
AU
T G A AG ACC
T A C C C G T A C T T C T GG
DNA
轉錄的過程
 DNA
兩股聚核苷酸鏈先分開
 以其中一股核苷酸序列為模版
 依照含氮鹼基A與U配對、C與G配對的原則
合成RNA
 攜帶著遺傳訊息的RNA可附著於核糖體上，
進行轉譯
DNA
RNA
轉譯
 在核糖體上進行
 核糖體為合成蛋白質的場所
 蛋白質是根據RNA上的核苷酸序列來合成
 產生的蛋白質可使生物體表現出特定的性狀
 可組成細胞的構造
 可作為酵素，催化特定生理作用
轉譯
肽鍵
aa1
aa5
aa3
aa2
aa4
aa1 aa6 aa3 aa2 aa4 aa5
aa7
AAG
核
糖
體
UAC
蛋白質
ACC
CGC
UAC GCU AAG ACC CGC UGG AGU
AUG CGA UUC UGG GCG ACC UCA
RNA
UGG
轉譯
aa1
aa5
aa3
aa2
aa4
UGG
AAG
UAC
ACC
CGC
反密碼子
密碼子
AUG CGA UUC UGG GCG ACC UCA
RNA
密碼子
 攜帶於RNA上
 由三個核苷酸組成
 共有4
× 4 × 4 ＝ 64種組合，用以對應20種
胺基酸
密
碼
子
對
應
表
分子生物學的中心法則
DNA
轉錄
RNA
轉譯
蛋白質
例子
 人體的黑色素在形成過程中，需要數種酵素
的參與
原料
A
B
C
黑色素
酵素1 酵素2 酵素3 酵素4
 這些酵素即由特定基因經轉錄和轉譯產生
 故基因的表現能影響黑色素的產生，進而影
響人體膚色性狀的表徵
第二章
遺傳
2-3 遺傳的物質
內容摘要
遺傳物質
去氧核糖
構造單位：核苷酸 磷酸
1.DNA
含氮鹼基：腺嘌呤(A)、
鳥糞嘌呤(G)、
胞嘧啶(C)、
胸腺嘧啶(T)
雙股螺旋
分子構造
A 與 T 配對
鹼基配對原則
C 與 G 配對
複製方式：半保留複製
2. 基因及其表現：
(1) 基因為 DNA 上一段特定的核苷酸序列，具有遺
傳訊息。
(2) 基因控制蛋白質的合成，進而影響性狀表現。
(3) 基因的表現
轉錄：以DNA其中一股的含氮
鹼基序列為模版，利用
A、G、C 及尿嘧啶（U）
合成 RNA。
轉譯：依據RNA上的含氮鹼基
序列，合成蛋白質。
(4) 分子生物學的中心法則
DNA
轉錄
RNA
轉譯
蛋白質
第二章
遺傳
2-3 遺傳物質
歷屆大考觀摩
單一選擇題
 5‘-ACATTGCAT-3’
轉錄後所得的序列為何？
(A)3‘-ATGCAATGT-5’
(B)5‘-TGTAACGTA-3’
(C)3‘-ACAUUGCAU-5’
(D)5'-AUGCAAUGU-3'。 【92指考】
答案：D
解析：DNA轉錄為mRNA時自5' 端向3' 端轉錄，
DNA模版股的T、A、C、G分別轉錄為A、U、
G、C，故5'-ACATTGCAT-3' 轉錄後，自5' 開
始則應為5'-AUGCAAUGU-3'。
多重選擇題
 下列有關DNA結構的敘述，哪幾項正確？
(A)DNA分子中的五碳糖是去氧核糖 (B)雙股
DNA中A / T的比值等於C / G (C)單股DNA中
A和T的百分組成相同 (D)DNA兩股的序列相
同 (E)雙股DNA中，由一股的序列可推出另
一股的序列。 【94指考】
答案：ABE
解析：(C)A和T的百分組成比例相同是指「雙股」
DNA，在單股上的比例則不一定相同（大多都
不同） (D)為互補而非相同。
第二章
遺傳
THE END
下一單元
2- 4 基因轉殖技術及其應用
彙編著
 內容彙整及動畫製作：趙芸、楊淑蓉老師
圖片來源

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
p.5左 www.kumc.edu/research/medicine/anatomy/sutton/
p.5右 www.dnaftb.org/dnaftb/concept_8/con8bio. html#boveri
p.8 編輯部
p.9 編輯部
p.11 編輯部
p.13 編輯部
p.14 編輯部
p.18左 n o b e l p r i z e . o rg / n o b e l _ p r i z e s /me d i c i n e
/laureates/1962/
p.18右 Neil A. Campbell, Jane B Reece. Biology. 7th. Person Education, Inc.
p.19 編輯部
p.20 編輯部
p.22 編輯部
p.24 編輯部
p.29 編輯部
p.35 編輯部