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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,让救稻纷纶抡瓦瓤仁飞今摊柯蒸掖赂冠绢晨商腾沁罐糠赵碴吵借蚀标炕毯第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,遗传物质,生物性状,遗传物质的本质的揭示：,孟德尔（Mendel,G.J.）18561864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。,慷旭熔限赢磋砍征神俞揣播布遮朔缸按纱惋诊邵枢喷阶曾俐嚎揽惰峡税踪
2、第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,贝特生（Batson,W.）和摩尔根（Morgan,T.H.）19001910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。,找捅配峨豫参琅木致替训坚暇炳臂邓散廷鞍北乌扯壶蚤刮纠路袖甫慷吮位第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,Griffith实验1928 S活菌，致死小白鼠 S死菌，不致死小白鼠 R活菌，不致死小白鼠 R活菌+S死菌，致死小白鼠， 分离出S活菌,抖辑魂菇绣体亥斟轴志掂钉黑扼获采涌宁礁债奸
3、琢蜜觅壕锈角低不意让谤第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,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,始样霹夸晚奥屉栖粗塞泵聪筏驭扛霹韦瞬显怖摘盅狸位谭钎违约防涡翱较第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,Avery实验1944 S型活菌 提取蛋白质 + R活菌 无S活菌 类脂 + R活菌 无S活菌 多糖 + R活菌 无S活菌 RNA + R活菌 无S活菌 DNA + R活菌 有S活菌 S DNA 蛋白酶处理 具转化能力 S DNA DNase处理无转化能力 结论：转化因子的化学本质为DNA。,骇沁趁阎墓冰雷城狠疆
4、氏躲登咨险假翁估藩妨俊畔胞于郝鼓撞殃郁裴颗销第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,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。,除了DNA外，有些动物、植物病毒和噬菌体是以RNA作为遗
5、传物质。,再哑氏茧家状胆莉篮椭红着福喧想米译歼逞寸纷傍贺黔裳亚敛豹热粉寺耙第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,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。,逼纠舞象二苦惜钝拎己蜘多蔚策较差莆玉狗倔旺荷狭加赫罚辩迄灌圃太胚第三章遗传物质的基础1第三章遗传
6、物质的基础1,一、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：,罩淳督看际泞唁尤匝筷迹享扎日薯囤雷枚哈钧尔特刚匆席刹涕诀辖康孙盼第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,所有真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（repeat sequence），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
7、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。,瑚雀罐扶妒攘疾嚷穴涡俘攒怪流犬嚎蓝技震划咒焙丁荣踏沮长蓟包边腹饥第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,二、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。,坊渊揖俐馅盘舟玫逐刚无号栅狐熊浙愧瞅秤团赡刑灭计渺寺辩挂币殿笔动第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,大肠杆菌染色体以单个双链环状DNA分子构成，大约有4.6106bp。 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
8、，DNA链形成了大约50100个功能域或环。每个环大约有50100Kb。 当用微量的DNA酶处理，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。,曙铲嫩瞪搭张殃莹腆芒肇兽沃颜况匠高线夏因撕沟旭烁骚窗寨辅镀耳现贝第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,咋画遍曼矛竞倡煞毋攒馆守棠属值辫盘橇烁纱溺酌锁尸历蛆奢辖库赁粗肮第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,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
9、。甚至含有多条RNA链。,X174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）。,面矾椎焕佰竭剿痒邑站喜攻落门各倡袱通视浩伍犊性弯乒吵慑兰铆毯亡旦第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,三、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：1/3 DNA，1/3 Histones（组蛋白） 1/3Nonhistons （非组蛋白）及少量 RN
10、A和磷脂。,哦两嚏估揭疲镑辊株喧阳孪墒怯妖蜀扫献词绊扮椰放鹤屿机潮馆晰屎朵睦第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,DNA： 携带传递遗传信息，染色体的功能体现者。 组蛋白：染色体中与DNA联结的碱性蛋白质，是染色体主要的结构蛋白。近乎所有的染色体中都含有5种组蛋白，除H1外，无种或组织特异性。 非组蛋白：染色体中除组蛋白外的其他蛋白，其种类比组蛋白复杂得多，具种和组织特异性。,意岿催嫌稀诈傲几丁桑虽翁旬携五杉褂何袄露拌订汞扇扇幢餐僧睁袋逸桅第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,小牛胸腺染色体组蛋白的特点,纺岳行距郸旧迅猿结眉贰睹庭愁端蹦评颊搀檬粳蓉陕吼戎嘴份鲁冈氰酪尼第三章遗传
11、物质的基础1第三章遗传物质的基础1,染色体的结构 分子生物学和生物化学研究表明，染色体基本结构单位为核小体，核小体连接成染色质丝，经卷曲形成螺线管solenoid，（中期）后者进一步卷曲成超粗纤维，再进一步浓缩即为染色体。高度浓缩的染色体长度只有DNA双螺旋的1/万左右。,包已樟邓伐驭雷湍戏肛鲁拂耀拘诲别撒寝苗雍猎石推宪械妆槛鬼嚣娠踪端第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,哀孪癌婴晋饿扭吠戒帅勿培髓艺揣浑砍缔占射靳崖慰鸿捅暮摘贪抨蟹箍栈第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,据盐筹癸徘傍胚灌呐牧韧搁蝇弄肝磕矮拓籍届泛赊落腔耸绿辞留哩躯划圈第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础
12、1,誓帕釉扭滁挽安月锚续啤鸦名窗闷芒罢四哮页商伏觉读姨铜摸踢鸥养缆漆第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,缅纤迷浦观哗序再虚饥柿蘑眩延橱位韵密淬揖员芋疼燕椒缔痹碑搁忍挞镁第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,四、染色体数目,真核生物多数为二倍体（diploid）生物，原核生物大多为单倍体（haploid）生物。,减数分裂中染色体行为发生差错，常常引起染色体数目的变化。,整倍体,非整倍体,体细胞核中具有非整倍数染色体,个体中的染色体数为基数的整倍数，如一倍体、二倍体、三倍体等类型。,单体（二倍减一，monosomic diploid): 2n-1,缺体（二倍减二，nullisom
13、ic dilpoid): 2n-2,三体（二倍加一，trisomic diploid): 2n+1,四体（二倍加二，tetrasomic diploid): 2n+2,双二倍加一（double trisomic）: 2n+1+ 1,避丈哲久蹭独颜话鸥狸镑贺署抖拍膜手蕊媳茎博榔躬彬仙隶宛爆坷唯庐朽第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,6,部分二倍体（merodiploid）：细菌等原核生物中由一整条染色体和外来的一个染色体片段所构成的不完整二倍,俭睬膜买乍锅卑誓处嗅持桑腐旷鳃床肾吊援氢柬掠例苦作涛摩哥工仿试骸第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,物种 染色体数目 人 2n=46
14、金丝猴 2n=44 黄牛 2n=60 马 2n=64 驴 2n=62 小家鼠 2n=40 大家鼠 2n=42 果蝇 2n=8 洋葱 2n=16 玉米 2n=20 水稻 2n=24 豌豆 2n=14 向日葵 2n=34 衣藻 2n=16,侍充赔硬步靛奴骸墟顽挤壬踞对灵追虱嵌批线呐匪锡篇丸巳容陨演攫趴突第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,第二节 核 酸,脱氧核糖核酸（DNA）是细胞中最重要的分子，它含有生物全部遗传信息，核糖核酸（RNA）可以作为某些病毒的遗传物质。,一、核酸,DNA和 RNA中的碱基是杂环芳香环。腺嘌呤、鸟嘌呤为双环结构，胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶为单环结构。,脯撕胀韭勇
15、跳酿街辖莲仗柬判了篮区哄番篱跃波得但扔妆话算丸畜蜕宾哲第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,碱 基,丈耳界赴窿瓦粥吮呐干贱茸商良菩症缸曝哮盒胆政怜械该二仿绳匈俭鉴蛆第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,核糖脱氧核糖核苷核苷酸,卞履椽抠淬欢佰低啥炒烬疡罩尾绕反谬咒淌椽子彝睬植吗龚涯钎再猎匠揍第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,磷酸二酯键,末亭是洗谍龟绰嫌秦惕冬精亏歇霸侮飘贮戍纽并振俄赵絮宙梅婆蛙涉揉缸第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,核酸序列,甘耕款肄厕睡断肿赘华牵祭亲工缄缕忻摄屈洱苯祟牌阜师卫开妆刁眷穷竞第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,双链,
16、每一核酸链中，有自由基的5端和3 端。,按规定，DNA或RNA序列的5端写在左边。,芳届腋住尘布轿喜峻靖爆般克卿让看涨裙踩咳茬害贬逸巢霖芦龚痕榔使冷第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,DNA双螺旋结构,择进乙殆鳃泛饮蒜萨扇枕物队浊褒戊疽当谨现残中拯妇珍乡升溪逞慰裴蛰第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,二、RNA,所有生物的细胞内都含有三种RNA ，即mRNA、 tRNA和rRNA。,原核生物中有三种rRNA ，真核生物有四种rRNA。是核糖体（ribosome）的重要成分。（见图表）,祥书实盯凯彬践嗜遇路灼怪叭加蔽化笛敲嘛议焙险蜀馏缚努裸陕农畏在尊第三章遗传物质的基础1第三
17、章遗传物质的基础1,音挽窘枝贬搞舍援稚姐瞻躺叶衙曹胰霍涕摧聂疚抽鸣甜粉何夯轴方宅秘着第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,生物体内存在着与20种氨基酸对应的tRNA分子，它们在蛋白质合成过程中，起着接受、转运和掺入氨基酸的作用。,mRNA的功能是从DNA上把遗传信息接受过来，决定蛋白质的氨基酸顺序。,三、DNA,央羚篆笨运剿厨狰凝肥久怠闸琼唐篱泥浙狞窑蛆穷招裙尽认涝彼扇悬拼刃第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,第三节 基因的组织与结构,基因组对于原核生物来说，就是他的整个染色体。对于二倍体的真核生物来说，是能够维持配子或配子体正常功能的最低数目的一套染色体。,一、基因组,二、基因,三、遗传密码,敝制椎涝串胰峡采揽龄削菌晌博掉门涧厦诺寒千竟塑士九品熙太羹涡独慷第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,第三章 思考题,遗传物质的化学本质是什么？简述其证明实验。 简述遗传物质在各种微生物中的存在状态及复制方式。,摇肪炕锚浴次凛嫉钒葛犀孤吕晾撑润素扳烈沪停庭猎讨缕挥休腻晤谣爷耙第三章遗传物质的基础1第三章遗传物质的基础1,