第十一章遗传物质的分子基础ppt课件.ppt

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1、第十一章遗传的分子基础第一节遗传物质是DNA（或RNA）分子遗传学的大量直接和间接的证据，说明DNA是主要的遗传物质，而在缺乏DNA的某些病毒中，RNA就是遗传物质●一、DNA是遗传物质的间接证据1.DNA普遍存在于生物体内。2.DNA含量的恒定性；3.DNA代谢的稳定性；4.基因突变与紫外线诱变波长的关系。二、DNA是遗传物质的直接证据●(一)、噬菌体侵染与繁殖试验1.背景知识噬菌体侵染与繁殖基本过程：T2噬菌体浸染大肠杆菌后，遗传物质进入细菌细胞；利用大肠杆菌的遗传复制系统复制噬菌体遗传物质；利用大肠杆菌的遗传信息表达系统合成噬菌体组件；最后

2、组装形成完整的T2噬菌体。因此只要弄清侵染时进入细菌的是噬菌体的哪一部分，就可能证明哪种物质是遗传信息的载体。另外：P是DNA的组成部分，但不存在于蛋白质中；S存在于蛋白质中，但DNA中没有。2.Hershey和Chase的实验结果与结论试验结果表明：主要是由于DNA进入细胞内才产生完整的噬菌体；结论：DNA才是(噬菌体的)遗传物质。题外话：与Avery等人研究比较，本试验的精度低得多。但是由于放射性标记法(也称为示踪原子法)，当时为人们普遍采用；同时由于核酸研究及其它相关的成果，本试验结果很快得到人们的广泛认同。●(二)、烟草花叶病毒拆合试验烟

3、草花叶病毒(TMV)是由RNA与蛋白质构成的管状微粒：中心是单链螺旋RNA、外部是蛋白质外壳。1.拆分感染试验：将TMV的RNA与蛋白质分离、提纯；分别接种烟叶，发现RNA能使烟叶致病，而蛋白质不能；用RNA酶处理RNA后接种烟叶也不能致病，表明RNA可能就是TMV的遗传物质。2.重组合试验Frankel-Conrat,Singer(1956)进行了图示试验：●（三）细菌的转化肺炎双球菌两种类型：光滑型(S型)：IS、IIS、IIIS粗糙型(R型)：IR、IIR、IIIR1928,Griffith：首次将IIR→IIIS，实现了细菌遗传性状的定向

4、转化。被加热杀死的IIIS型肺炎双球菌必然含有某种促成这一转变的活性物质。1944，Avery等用生物化学方法证明这种活性物质是DNA。该提取物不受蛋白酶、多糖酶和核糖核酸酶的影响，而只能为DNA酶所破坏。综上所述：到上世纪中期，多方面证据都直接或间接地表明DNA是主要的遗传物质，而在缺乏DNA的某些病毒中RNA就是遗传物质。第二节DNA的分子结构与复制一、两种核酸*核酸的构成单元是核苷酸，是核苷酸的多聚体*每个核苷酸包括三部分：五碳糖、磷酸、碱基*两个核苷酸之间由3’和5’位的磷酸二脂键相连●两种核酸的主要区别：DNA：脱氧核糖，A、C、G、T

5、双链，分子链较长RNA：核糖，A、C、G、U单链，分子链较短构成核苷酸分子的碱基结构核酸分子的化学结构二、DNA的分子结构1953，Watson和Crick根据碱基互补配对的规律对DNA分子的X射线衍射成果提出了著名的DNA双螺旋结构模型。这个模型已为以后拍摄的电镜直观形象所证实。●DNA分子模型最主要特点：(1)两条多核苷酸链以右手螺旋的形式，以一定的空间距离，环绕于同一轴相互盘旋而成(2)反向平行：5’－3’，3’－5’(3)两条单链间以碱基间氢键配对相连：AT，CG(4)每个螺旋34Å(3.4nm)，含10bp，直径约为20Å(5)分子表面

6、大沟和小沟交替出现DNA结构示意图DNA分子的双螺旋结构模型两条多核酸链间氢键相连碱基配对及氢键形成A-T和C-G两种核苷酸对分子链内排列的位置和方向只有四种形式:A---TC---GA---TG---CC---GA---TG---CA---T假设某一段DNA分子链有1000bp，则该段就可以有41000种不同的排列组合形式，反映出来的就是41000种不同性质的基因.DNA构型之变异：B－DNA：瓦特森和克里克提出的双螺旋构型,是DNA在生理状态下的构型。A－DNA：在高盐下存在形式，右旋，每个螺圈含11bp。Z－DNA:左旋，每个螺圈含12bp

7、。DNA分子的不同构型三、RNA的分子结构绝大部分RNA以单链形式存在，但可折叠起来形成若干双链区域。这些区域内，互补的碱基对间可形成氢键。一些以RNA为遗传物质的动物病毒含有双链RNA。●（一）DNA复制的一般特点原料：dNTP，互补配对原则半保留复制半不连续复制需要引物新链的延伸方向只能是5'→3'四、DNA的复制半保留复制semiconservativereplication复制起始点复制起始点replicationorigin，oriDNA分子的复制是在特定位置开始的，这个位点称为复制起始点。原核生物DNA只有一个复制起始点。真核生物DN

8、A有多个复制起始点。复制子replicon一个复制起始点控制下复制的一段DNA原核生物DNA只有一个复制子真核生物每条染色体上有多个复制