《遗传物质的基础》PPT课件

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1、第三章遗传的物质基础本章内容：染色体核酸基因的组织与结构遗传物质生物性状遗传物质的本质的揭示：孟德尔（Mendel,G.J.）1856—1864年进行豌豆杂交试验，发现分离和独立分配遗传规律认为生物性状是受细胞里的颗粒性遗传因子控制没有任何物质内容只是一种逻辑推理产物约翰生（Johannsen,W.L.）1909年用“基因”（gene）一词代替孟德尔的遗传因子概念但是，没有给出“基因”物质内容。贝特生（Batson,W.）和摩尔根（Morgan,T.H.）1900—1910年在香豌豆、果蝇的遗传研究中发现性状连锁现象（linkage）。摩尔根提出了连锁遗传规律基因位于染

2、色体上，基因是染色体的一段片段阿委瑞（Avery,O.T.）证明DNA是遗传物质。结合染色体动态研究结果限于当时科学水平，不能对基因赋予实体内容，但已预见了基因将是一个化学实体。Griffith实验1928SⅢ活菌，致死小白鼠SⅢ死菌，不致死小白鼠RⅡ活菌，不致死小白鼠RⅡ活菌+SⅢ死菌，致死小白鼠，分离出SⅢ活菌体内转化实验－DNA是遗传物质的证明1928年，英国微生物学家Griffith.F做了肺炎双球菌的转化实验Avery实验1944SⅢ型活菌→提取蛋白质+RⅡ活菌→无SⅢ活菌类脂+RⅡ活菌→无SⅢ活菌多糖+RⅡ活菌→无SⅢ活菌RNA+RⅡ活菌→无SⅢ活菌DNA+

3、RⅡ活菌→有SⅢ活菌SⅢDNA→蛋白酶处理→具转化能力SⅢDNA→DNase处理→无转化能力结论：转化因子的化学本质为DNA。遗传物质主要分布在真核生物的细胞核、原核生物的核质体中。细胞质中的某些细胞器，如叶绿体、线粒体、质粒等也含有遗传物质。随着物理、化学、分子生物学等先进技术和设备的应用，对遗传物质基本单位—基因的本质、组织结构等的认识越来越深入，也赋予基因新的内容，形成基因组学这门学科。沃森（Watson,J.D.）和克里克（Crick,F.H.C.）20世纪50年代提出DNA双螺旋结构模型，明确了DNA是遗传信息的载体，是遗传物质，基因是DNA分子上的一个片段。

4、除了DNA外，有些动物、植物病毒和噬菌体是以RNA作为遗传物质。第一节染色体所有细胞型生物都具有携带基因的结构，这种结构——染色体（chromosome）。原核生物的染色体由环状双链和极少的蛋白质构成，细胞中仅有单个染色体，每个染色体有单一的DNA复制起始位点，染色体包含在核质体中。原核生物与真核生物之间存在差别：真核生物有若干条线性染色体，DNA与大量的蛋白质紧密结合，每一真核生物具有多个DNA复制起始位点。染色体包含在细胞核中。一、染色体形态根据着丝粒的位置可以把染色体分为四种典型的形态，它们分别是：中着丝粒染色体近中着丝粒染色体端着丝粒染色体近端着丝粒染色体所有真

5、核生物的染色体具有着丝粒和端粒这两个重要区域。着丝粒在细胞分裂过程中，作为纺锤丝的附着点，缺乏着丝粒，细胞将无法进行正常的分裂。端粒不仅是染色体末端的一个区域，它还具有特殊的结构。在端粒区域，含有DNA重复序列，如人类该序列为TTAGGG。在生殖细胞中，每个端粒含有大量的重复序列（repeatsequence），但是，随着体细胞衰老，端粒中的重复序列数量逐渐减少。维持端粒长度的恒定要靠端粒酶。研究发现在体细胞中，缺少端粒酶，但在肿瘤细胞中重新出现了端粒酶。二、原核生物及病毒染色体结构以大肠杆菌为例来阐明原核生物染色体结构特点。大肠杆菌染色体以单个双链环状DNA分子构成，

6、大约有4.6×106bp。这种染色体组成了大肠杆菌的拟核（核质体）。在拟核中DNA占80%，其余为RNA和蛋白质。DNA与蛋白质相互作用形成“脚手架”形结构（见图）。在这种结构中，DNA链形成了大约50—100个功能域或环。每个环大约有50—100Kb。当用微量的DNA酶Ⅰ处理，会使少量DNA环成为松弛状态，而其他环保持超螺旋状态不变。病毒没有典型的染色体结构。习惯上把病毒含的RNA或DNA也称为染色体。对DNA病毒来说，不同的病毒其DNA形态结构多种多样，如ssDNA或dsDNA；环状或线状。对RNA病毒来说，RNA为线状，ssRNA或dsRNA。甚至含有多条RNA链

7、。ΦX174是一种大肠杆菌噬菌体，其DNA为单链环状，共有5386个核苷酸，由于其DNA中含有重叠基因，故其可以编码10个基因（见图）。噬菌体ΦX174的重叠基因示意图三、真核生物染色体结构真核生物染色体由高度有序的DNA—蛋白质复合体（核蛋白）构成，这种复合体称染色质。染色质中超过50%的成分为蛋白质，在细胞周期的不同阶段，由于染色质组织结构的变化而导致不同的染色体结构状态。化学组成：1/3DNA，1/3Histones（组蛋白）1/3Nonhistons（非组蛋白）及少量RNA和磷脂。DNA：携带传递遗传信息，染色体的功能体现者。组蛋