遗传物质的分子基础ppt课件.ppt

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1、第三章遗传物质的分子基础基因必须表现三种基本的功能：(1)遗传功能即基因的复制：遗传物质必须贮存遗传信息，并能将其复制且一代一代精确地传递下去。(2)表型功能即基因的表达：遗传物质必须控制生物体性状的发育和表达。(3)进化功能即基因的变异：遗传物质必须发生变异，以适应外界环境的变化，没有变异就没有进化。遗传学诞生后，在二十世纪的上半叶，人们建立了基因遗传的染色体理论，认为基因存在于染色体上。但没有对基因的化学本质作出回答。1第一节DNA作为主要遗传物质的证据基因存在于染色体上。脱氧核糖核酸(DNA)核酸核糖核酸

2、(RNA)组蛋白染色体蛋白质非组蛋白少量的拟脂与无机物质27%6%66%分子遗传学拥有大量直接和间接证据，说明DNA是主要的遗传物质。2一、DNA作为主要遗传物质的间接证据大部分DNA存在于染色体上。RNA和蛋白质在细胞质内也很多。每个物种不同组织的细胞不论其大小和功能如何，它们的DNA含量是恒定的。精子或卵子中的DNA含量正好是体细胞的一半；而细胞内的RNA和蛋白质量在不同细胞间变化很大。另外，多倍体系列的一些物种，其细胞中DNA的含量随染色体倍数的增加，也呈现倍数性的递增。DNA在代谢上比较稳定。细胞内蛋白

3、质和RNA分子与DNA分子不同，它们在迅速形成的同时，又不断分解。而原子一旦被DNA分子所摄取，则在细胞保持健全生长的情况下，保持稳定，不会离开DNA。基因突变与DNA分子的变异密切相关。用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，其最有效的波长为260nm，这与DNA所吸收的紫外线光谱是一致的。3(一)细菌的转化肺炎双球菌有两种不同的类型：1.光滑型(S型)被一层多糖类的荚膜所保护，具有毒性，在培养基上形成光滑的菌落。2.粗糙型(R型)没有荚膜和毒性，在培养基上形成粗糙的菌落。二、DNA作为主要遗传物质的直接证据在

4、R型和S型内还可以按血清免疫反应不同，分成许多抗原型，常用RⅠ，RⅡ和SⅠ、SⅡ、SⅢ等加以区别。41928年Criffith将少量无毒的RⅡ型肺炎双球菌注入家鼠体内，再将大量无毒但已加热杀死的SⅢ型肺炎双球菌注入同一只鼠体内，结果家鼠发病死亡，从死鼠体内分离出SⅢ型的肺炎双球菌。(如图）肺炎双球菌转化实验516后，Avery等用生物化学方法证明这种引起转化的物质是DNA，他们将SⅢ型细菌的DNA提取物与RⅡ型细菌混合在一起，在离体培养条件下，成功的使少数RⅡ型细菌定向转化为SⅢ型细菌。(如图）6迄今，已经在几

5、十种细菌和放线菌中成功地获得了遗传性状的定向转化。这些试验都证明起转化作用的物质是DNA。(二)噬菌体的侵染与繁殖噬菌体是极小的低级生命类型。必须在电子显微镜下才可以看到。据研究T2噬菌体DNA进入到大肠杆菌内，可以利用大肠杆菌的材料来制造自己的DNA、蛋白质外壳和尾部，从而形成完整的新生的噬菌体。7赫尔希等用同位素32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA与蛋白质。因为P是DNA的组分，但不见于蛋白质；而S是蛋白质的组分，但不见于DNA。然后用标记的T2噬菌体(32P或35S)分别感染大肠杆菌，经10分钟后，用

6、搅拌器甩掉附着于细胞外面的噬菌体外壳。(图3－2)8第一种情况下，基本上全部放射活性见于细菌内而不被甩掉并可传递给子代。第二种情况下，放射性活性大部分见于被甩掉的外壳中，细菌内只有较低的放射性活性，且不能传递给子代这样看来，主要是由于DNA进入细胞内才产生完整的噬菌体。所以说DNA是具有连续性的遗传物质。9(三)烟草花叶病毒的感染和繁殖烟草花叶病毒（TMV）是由RNA与蛋白质组成的管状微粒，它的中心是单螺旋的RNA，外部是蛋白质的外壳。（如图）10佛兰科尔－康拉特与辛格尔(Frankel-Conrat,H.和S

7、inger,B.)把TMV的RNA与另一个病毒品系(HR,Holmesribgrass)的蛋白质，重新合成混合的烟草花叶病毒，用它感染烟草叶片时，所产生的新病毒颗粒与提供RNA的品系完全一样，亦即亲本的RNA决定了后代的病毒类型(图3-3)。以上实例均直接证明DNA是生物主要的遗传物质，而在缺少DNA的生物中，RNA则为遗传物质。11第二节核酸的化学结构核酸(nucleicacid)是一种高分子的化合物，它的构成单元是核苷酸(nucleotide)。两个核苷酸之间由3’和5’位的磷酸二脂键相连。核酸有两种：脱氧

8、核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。两种核酸的主要区别如下：RNADNA酸磷酸磷酸糖D-核酸D-2-脱氧核酸含氮碱嘌呤腺嘌呤A鸟嘌呤G腺嘌呤A鸟嘌呤G嘧啶胞嘧啶C尿嘧啶U胞嘧啶C胸腺嘧啶A12DNA通常是双链一般较长。RNA主要为单链，分子链较短。二、DNA的分子结构(一)DNA的双螺旋结构DNA分子是脱氧核苷酸的多聚体，含有4种脱氧核苷酸：脱氧腺嘌呤核苷酸(dATP)、脱氧胸腺嘧