《基因与基因工程》PPT课件

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1、生命科学导论石河子大学生命科学学院CollegeofLifeScience，ShiheziUniversity王绍明基因与基因工程一、基因的基本知识二、基因工程的原理三、基因工程技术的应用四、人类基因组计划基因与基因工程一、基因的基本知识基因的概念1.孟德尔遗传因子2.基因位于染色体上3.DNA与染色体的关系4.从DNA到蛋白质5.DNA与性状生命最重要的本质之一是性状特征自上代传至下代——遗传。今天，从遗传学研究衍生出来的基因工程技术，已构成生物技术的核心，在实际应用中显示出极大的潜力。在孟德尔

2、以前，人们看到遗传现象，猜想遗传是有规律的，甚至在农牧业育种中实际运用了遗传规律，但是，一直找不到研究遗传规律的恰当方法。孟德尔学说奠定了遗传学基础孟德尔(1822-1884)孟德尔（1822－1884）从1856年起开始豌豆试验。孟德尔的基本方法是杂交。经过近10年的潜心研究，孟德尔发表了他的研究报告。其内容可概括两个定律。1.孟德尔遗传因子基因的概念豌豆杂交操作孟德尔研究的七对性状孟德尔学说的重要意义（1）孟德尔第一次明确提出遗传因子的概念,并且提出了遗传因子控制遗传性状的若干规律：大多数生物

3、体通常由一对遗传因子（后来称为两个等位基因）控制同一性状。这样的生物体称为2n个体。遗传因子可以区分为显性和隐性。控制不同性状的遗传因子是各自独立的。孟德尔提出了杂交、自交、回交等一套科学有效的遗传研究方法，来研究遗传因子的规律。孟德尔创立的这套方法一直沿用到1950s，才被分子遗传学方法取代。基因是一段DNA序列“遗传因子/基因”的设想一经提出，便推动人们去寻找，去探索基因在哪里？基因是什么？基因在染色体上显微镜技术与染色技术的发展，使人们注意到，细胞分裂时，尤其是减数分裂中，染色体的行为和孟德尔

4、提出的等位基因的分离规律相当一致，所以，确定基因在细胞核中，在染色体上。摩尔根实验室用果蝇为材料的工作，确定了基因在染色体上的分布规律（基因的连锁与互换定律）。果蝇有4对染色体2.基因位于染色体上基因的概念野生果蝇没有现成的成对性状摩根在长期饲养中找到各个性状的突变株。控制不同性状的等位基因在2#染色体上的位置触须长/短身体灰/黑眼睛红/紫翅长/短减数分裂时发生：染色体交叉/基因重组。g－身体c－眼睛l－翅灰/黑红/紫长/短基因重组服从这样的规则：两个基因在染色体离得越远，重组频率越高；两个基因在染

5、色体上离得越近，重组频率越低。重组频率3.染色体与DNA的关系基因的概念同源染色体分别带着控制同一性状的两个等位基因显性等位基因纯合子隐性等位基因纯合子杂合子遗传物质是DNA各方面的实验证据表明，基因的化学本质不是蛋白质，而是DNA。格里菲斯的实验（1928）证明遗传物质可以转化进入细菌，改变细菌特性。后来爱弗莱的实验（1944）证实，进入细菌改变特性的遗传物质是DNA，而不是蛋白质。肺炎双球菌有多糖荚膜可致病的S型不致病的R型活S死S死S活R活R格里菲斯的转化实验格里菲斯的肺炎双球菌转化实验分别用

6、放射性同位素标记噬菌体35S－标记蛋白质32P－标记DNA35S标记外壳蛋白质,感染后放射标记不进入大肠杆菌细胞32P标记DNA,感染后放射标记进入大肠杆菌细胞爱弗莱证实转化物质是DNA华生和克里克提出DNA双螺旋模型。DNA双螺旋模型说明DNA分子能够充当遗传的物质基础。按照双螺旋模型，在细胞分裂时，DNA的合成应是“半保留复制”的模式。DNA双螺旋模型DNA的半保留复制DNA在自我复制的过程中，两条双链打开，以形成的两条单链为模板，各自合成一条与之互补的新链。新形成的两条双链DNA中各含有一条旧

7、链和一条新链，所以称为半保留复制。半保留复制证实半保留复制的实验细菌培养在含15N的培养基中细菌培养在含14N的培养基中一代两代4.从DNA到蛋白质DNA前体RNAmRNA多肽链基因的概念5.DNA与性状基因的概念基因在遗传中的作用显性基因显性性状隐性基因隐性性状致死基因致死作用性状是由基因与环境共同作用的结果基因在遗传中的作用基因理论中的许多复杂情况以孟德尔学说为开端的遗传理论，发展到以DNA分子结构为基础的分子遗传学，使我们对遗传规律有了确切的理解。应该看到，实际上生命世界的遗传现象远比上面谈到

8、的要复杂得多。一个基因一个性状？不一定。例如肤色的控制至少有三个基因参与。基因决定性状，环境还起不起作用？在基因型确定的基础上,环境常常会影响表型。人的肤色至少由三个基因控制产生黑色素的酶在较高温度下失活，所以毛色在端点位置体温较低处呈黑色环境影响表型基因与基因工程二、基因工程的原理DNA作为遗传物质的功能（1）贮藏遗传信息的功能（2）传递遗传信息的功能（3）表达遗传信息的功能由此，克里克提出中心法则,确定遗传信息由DNA通过RNA流向蛋白质的普遍规律。中心法则遗