遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)(2)PPT

1、關(guān)于遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) (2)第一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的三種基本功能：1、復(fù)制功能 遺傳物質(zhì)必須貯存遺傳信息，并 能將其復(fù)制且一代一代精確地傳遞下去。 2、表達(dá)功能 遺傳物質(zhì)必須控制生物體性狀的發(fā)育和表達(dá)。3、變異功能 遺傳物質(zhì)必須發(fā)生變異，以適應(yīng)外界環(huán)境的變化，沒(méi)有變異就沒(méi)有進(jìn)化。第一節(jié) DNA作為主要遺傳物質(zhì)的證據(jù)第二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) DNA作為主要遺傳物質(zhì) 的證據(jù) 分子遺傳學(xué)的大量直接和間接的證據(jù)，說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，而在缺乏DNA的某些病毒中，RNA就是遺傳物質(zhì) 第三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 DNA

2、是遺傳物質(zhì)的間接證據(jù) 每個(gè)物種不同組織的細(xì)胞不論其大小和功能如何。它們的DNA含量是恒定的，而且配子中的DNA含量正好是體細(xì)胞的一半。 DNA在代謝上是比較穩(wěn)定的。 DNA是所有生物的染色體所共有。4. 用不同波長(zhǎng)的紫外線誘發(fā)各種生物突變時(shí)，其最有效的波長(zhǎng)均為2600埃。這與DNA所吸收的紫外線光譜是一致的。第四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)2. 噬菌體的感染3. 煙草花葉病毒的重建1、 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化第五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1928, Griffith：首次將II R III S，實(shí)現(xiàn)了細(xì)菌遺傳性狀的定向轉(zhuǎn)化 。被加熱殺死的III

3、S型肺炎雙球菌必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)變的活性物質(zhì) 第六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1944 ，Avery等用生物化學(xué)方法證明這種活性物質(zhì)是DNA該提取物不受蛋白酶、多糖酶和核糖核酸酶的影響，而只能為DNA酶所破壞 第七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、噬菌體的侵染與繁殖 Hershey等用同位素32P和35S分別標(biāo)記T2噬菌體的DNA與蛋白質(zhì)第八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、煙草花葉病毒的感染和繁殖 RNA接種到煙葉 發(fā)病 RNA RNA酶處理RNA 不發(fā)病 TMV 蛋白質(zhì)：接種后不形成新的TMV 不發(fā)病說(shuō)明在不含DNA的TMV中RNA就是遺傳物質(zhì)第九張，P

4、PT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月為了進(jìn)一步論證上述的結(jié)論 ，F(xiàn)rankel-Conrat和Singer實(shí)驗(yàn)：第十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu) 一、兩種核酸 * 核酸的構(gòu)成單元是核苷酸， 是核苷酸的多聚體* 每個(gè)核苷酸包括三部分： 五碳糖、磷酸、堿基* 兩個(gè)核苷酸之間由3和5位的 磷酸二脂鍵相連 第十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月兩種核酸的主要區(qū)別： DNA：脫氧核糖，A、C、G、T 雙鏈，分子鏈較長(zhǎng)RNA：核糖，A、C、G、U 單鏈，分子鏈較短第十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月圖 3-4 構(gòu)成核苷酸分子的堿基結(jié)構(gòu)第十三張，PPT共七十

5、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核酸分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)第十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、DNA的分子結(jié)構(gòu) 1953，Watson和Crick根據(jù)： 堿基互補(bǔ)配對(duì)的規(guī)律 對(duì)DNA分子的X射線衍射成果提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。這個(gè)模型已為以后拍攝的電鏡直觀形象所證實(shí)。 第十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 DNA分子模型最主要特點(diǎn)：(1)兩條多核苷酸鏈以右手螺旋的形式， 以一定的空間距離，環(huán)繞于同一軸相 互盤(pán)旋而成(2)反向平行：53，35 (3)兩條單鏈間以堿基間氫鍵配對(duì)相連： A T，C G(4)每個(gè)螺旋34 (3.4nm)，含10bp， 直徑約為20(5)分子表面大溝和

6、小溝交替出現(xiàn)第十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型第十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月兩條多核酸鏈間氫鍵相連第十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 A-T和C-G兩種核苷酸對(duì)分子鏈內(nèi) 排列的位置和方向只有四種形式: A-T C-G A-T G-C C-G A-T G-C A-T假設(shè)某一段DNA分子鏈有1000bp，則該段就可以有41000種不同的排列組合形式，反映出來(lái)的就是41000種不同性質(zhì)的基因.第二十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 DNA構(gòu)型之變異：BDNA：瓦特森和克里克提出的

7、雙螺旋構(gòu)型,是DNA在生理狀 態(tài)下的構(gòu)型 ADNA：在高鹽下存在形式，右旋， 每個(gè)螺圈含11bp ZDNA:左旋，每個(gè)螺圈含12bp 其他構(gòu)型第二十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA分子的一種不同構(gòu)型第二十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、RNA的分子結(jié)構(gòu) 絕大部分RNA以單鏈形式存在，但可折疊起來(lái)形成若干雙鏈區(qū)域。這些區(qū)域內(nèi)，互補(bǔ)的堿基對(duì)間可形成氫鍵。一些以RNA為遺傳物質(zhì)的動(dòng)物病毒含有雙鏈RNA。 第二十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 染色體的分子結(jié)構(gòu) 一、原核生物染色體 與真核生物相比，原核生物的染色體要簡(jiǎn)單得多，其染色體通常只有一個(gè)核酸分子(

8、DNA或RNA) 。 第二十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月大腸桿菌的染色體DNA分子伸展有1200m長(zhǎng)，細(xì)菌直徑12m 第二十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原核生物的染色體結(jié)構(gòu)模型 第二十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、真核生物染色體 1、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu) DNA: 30%(重量) RNA: 少量染色質(zhì) 組蛋白：1H1、2H2A、2H2B、 2H3和2H4 (重量相當(dāng)于DNA） 非組蛋白：少量第二十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位 核小體： 2H2A、2H2B、2H3、2H4 -八聚體 連接絲 ：串聯(lián)兩個(gè)核小體 1H1：結(jié)合于連

9、接絲與核小體 的接合部位 第二十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月核小體結(jié)構(gòu)模型一個(gè)核小體及其連接絲約含180200bp約146bp盤(pán)繞在核小體表面1.75圈，其余bp為連接絲，其長(zhǎng)度變化較大，從短的8bp到長(zhǎng)的114bp第二十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 異染色質(zhì)，異染色質(zhì)區(qū) 染色很深的區(qū)段染色質(zhì) 常染色質(zhì)，常染色質(zhì)區(qū) 染色很淺的區(qū)段（核酸的緊縮程度及含量不同 ，異染色質(zhì)的復(fù)制時(shí)間總是遲于常染色質(zhì) ） 異固縮現(xiàn)象 第三十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、染色體的結(jié)構(gòu)模型 染色單體1DNA+pro 染色質(zhì)線是單線

10、染色體 染色單體在細(xì)胞分裂過(guò)程中染色質(zhì)線到底是怎樣卷縮成為一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的染色體？第三十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月染色體結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)在認(rèn)為至少存在三個(gè)層次的卷縮:核小體 螺線管 染色體 卷縮機(jī)理不清楚 第三十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月非組蛋白組成的染色體骨架 第三十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) DNA的復(fù)制 一、DNA復(fù)制的一般特點(diǎn) 1、復(fù)制方式：半保留復(fù)制2、復(fù)制起點(diǎn)：大多數(shù)細(xì)菌及病 毒只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn) ，一個(gè) 復(fù)制子 ；真核生物是多起點(diǎn) 的，多個(gè)復(fù)制子 3、復(fù)制方向：一般為雙向復(fù)制 第三十六張，

11、PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA半保留復(fù)制 第三十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月真核生物染色體多起點(diǎn)DNA復(fù)制電鏡照片 第三十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、原核生物DNA合成 1、半保留復(fù)制，雙向復(fù)制 2、有引物的引導(dǎo)，為RNA 3、延伸方向?yàn)?3。4、一條鏈一直從5向3方向延 伸，稱前導(dǎo)鏈，連續(xù)合成 ；另一條先沿53 合成岡 崎片段，再由連接酶連起 來(lái)鏈，后隨鏈，不連續(xù)合成 第三十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月原核生物DNA合成(一)、有關(guān)DNA合成的酶1、DNA聚合酶12、DNA聚合酶113、DNA聚合酶111第四十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作

12、于2022年6月DNA解旋 第四十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA合成之模型 第四十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月* 在前導(dǎo)鏈上，DNA引物酶只在 起始點(diǎn)合成一次引物RNA， DNA聚合酶III開(kāi)始DNA的合成* 在后隨鏈上，每個(gè)岡崎片段 的合成都需要先合成一段引 物RNA，然后DNA聚合酶III才 能進(jìn)行DNA的合成。 第四十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月后隨鏈DNA的合成 第四十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月RNA病毒中RNA的自我復(fù)制 先以自己為模板（“”鏈）合成一條互補(bǔ)的單鏈（“”鏈），

13、然后這個(gè)“”鏈從“”鏈模板釋放出來(lái)，它也以自己為模板復(fù)制出一條與自己互補(bǔ)的“”鏈，形成了一條新生的病毒RNA。 第四十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、真核生物DNA合成 真核生物DNA的復(fù)制與原核生 物的主要不同點(diǎn)：1、DNA的合成只是在S期進(jìn)行，原 核生物則在整個(gè)細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程 中都進(jìn)行DNA合成 2、原核生物DNA的復(fù)制是單起點(diǎn) 的，真核生物染色體的復(fù)制則 為多起點(diǎn)的第四十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、所需的RNA引物及后隨鏈上合成的“岡崎片段”的長(zhǎng)度比原核生物要短 4、有二種不同的DNA聚合酶分別控制前導(dǎo)鏈（）和后隨鏈（）的合成 ；在原核生物中由聚合酶III同

14、時(shí)控制二條鏈的合成（真核生物共有 5種聚合酶）5、染色體端體的復(fù)制：原核生物的染色體大多數(shù)為環(huán)狀 ，而真核生物為線狀。第四十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月真核生物DNA復(fù)制 第四十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) RNA的轉(zhuǎn)錄及加工一、三種RNA分子1、mRNA把DNA上的遺傳信息精確無(wú)誤地轉(zhuǎn)錄下來(lái)，然后由mRNA的堿基順序決定蛋白質(zhì)的氨基酸順序，完成基因表達(dá)過(guò)程中的遺傳信息傳遞過(guò)程。（從細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)）2、tRNA：最小的RNA，由70到90個(gè)核苷酸組成，具有稀有堿基的特點(diǎn)。根據(jù)mRNA的遺傳密碼依次準(zhǔn)確地將合成多肽的原料氨基酸運(yùn)送到工廠，是氨基酸的特異運(yùn)輸車。第五

15、十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月tRNA的三維結(jié)構(gòu) 第五十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型第五十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、rRNA：核糖體的主要成 分。在大腸桿菌中： rRNA量占細(xì)胞總RNA量的 75-85 tRNA占15 mRNA占3-5 第五十三張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、RNA合成的一般特點(diǎn) 1、所用原料為核苷三磷酸；在DNA合成 時(shí)為脫氧核苷三磷酸 2、只有一條DNA鏈被用作模板；DNA合成 時(shí)，兩條鏈分別用作模板 3、RNA鏈的合成不需要引物；DNA合成一 定要引物的引導(dǎo)4、RNA鏈的合成與DNA鏈的

16、合成同樣，也 是從5向3端，由RNA聚合酶催化 第五十四張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、原核生物RNA的合成 * 轉(zhuǎn)錄后形成一個(gè)RNA分子的一段DNA序列稱為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位 * 一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位可能剛好是一個(gè)基因，也可能含有多個(gè)基因 * RNA轉(zhuǎn)錄分三步：(1)RNA鏈的起始；(2)RNA鏈的延長(zhǎng)；(3)RNA鏈的終 止及新鏈的釋放 第五十五張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程 第五十六張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu) 第五十七張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月RNA鏈的延伸 第五十八張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、真核生物RNA

17、的轉(zhuǎn)錄及加工 第五十九張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月真核生物與原核生物RNA的轉(zhuǎn)錄的不同點(diǎn)1、真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行， 而蛋白質(zhì)的合成則是在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)2、原核生物的一個(gè)mRNA分子通常含有多個(gè)基 因；而少數(shù)較低等真核生物外，真核生物 一個(gè)mRNA分子一般只編碼一個(gè)基因3、原核生物只有一種RNA聚合酶催化所有RNA 的合成；真核生物中則有RNA聚合酶I、II 、III，分別催化不同種類型RNA的合成 4、原核生物RNA聚合酶直接起始轉(zhuǎn)錄合成RNA ；真核生物三種RNA聚合酶都必須在蛋白 質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)助下才能進(jìn)行RNA的轉(zhuǎn)錄 第六十張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月真

18、核生物mRNA在轉(zhuǎn)錄后的加工： 1、5端加上帽子(7甲基鳥(niǎo)嘌呤核苷) 在蛋白質(zhì)翻譯時(shí)識(shí)別起始位置及防止 被RNA酶降解 2、3端加上尾巴(聚腺苷酸,polyA) 對(duì)增加mRNA的穩(wěn)定性及從細(xì)胞核向細(xì) 胞質(zhì)的運(yùn)輸具有重要作用 3、切除非編碼序列(內(nèi)含子)，將編碼序 列(外顯子)連接起來(lái)，才能進(jìn)行蛋白 質(zhì)的翻譯 第六十一張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月真核生物mRNA的加工 第六十二張，PPT共七十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六節(jié) 遺傳密碼與蛋白質(zhì)的翻譯 一、遺傳密碼 （1）三聯(lián)體密碼 （2）通用性（3）簡(jiǎn)并現(xiàn)象（4）遺傳密碼間不能重復(fù)利用： 除少數(shù)情況外，一個(gè)mRNA上每 個(gè)堿基只屬于一個(gè)密碼子 （5）起始密碼子：AUG GUG 和終止密碼子: UAA UAG UGA (6) 遺傳密碼間無(wú)逗號(hào)