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1、关于遗传的分子基础(5)现在学习的是第1页，共75页l一、遗传物质应具备的三种基本功能：一、遗传物质应具备的三种基本功能：l1、复制功能、复制功能 遗传物质必须贮存遗传信息，并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。能将其复制且一代一代精确地传递下去。l2 2、表达功能、表达功能 遗传物质必须控制生物体性状的遗传物质必须控制生物体性状的发育和表达。发育和表达。l3 3、变异功能、变异功能 遗传物质必须发生变异，以适应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。外界环境的变化，没有变异就没有进化。第一节第一节 DNADNA作为主要遗传物质的证据作为主
2、要遗传物质的证据现在学习的是第2页，共75页 二、DNADNA作为主要遗传物质的证据作为主要遗传物质的证据染色体染色体蛋白质（蛋白质（66%）RNA（6%）组蛋白组蛋白非组蛋白非组蛋白DNA（27%）现在学习的是第3页，共75页 DNADNA是遗传物质的间接证据是遗传物质的间接证据 每个物种不同组织的细胞不论其大小和功能如何。每个物种不同组织的细胞不论其大小和功能如何。它们的它们的DNADNA含量是恒定的，而且配子中的含量是恒定的，而且配子中的DNADNA含量含量正好是体细胞的一半。正好是体细胞的一半。DNA DNA在代谢上是比较稳定的。在代谢上是比较稳定的。DNA DNA是所有生物的染色体所
3、共有。是所有生物的染色体所共有。4.4.用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，其最用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，其最有效的波长均为有效的波长均为26002600埃。这与埃。这与DNADNA所吸收的紫外线所吸收的紫外线光谱是一致的。光谱是一致的。现在学习的是第4页，共75页 DNA是遗传物质的直接证据1.噬菌体的感染2.烟草花叶病毒的重建3、肺炎双球菌的转化现在学习的是第5页，共75页现在学习的是第6页，共75页现在学习的是第7页，共75页现在学习的是第8页，共75页噬菌体T2结构示意图现在学习的是第9页，共75页现在学习的是第10页，共75页现在学习的是第11页，共75页现在学习的是第
4、12页，共75页l结论：结论：lDNADNA是生物主要的遗传物质；是生物主要的遗传物质；l在缺少在缺少DNADNA的生物中，的生物中，RNARNA为主要为主要的遗传物质。的遗传物质。现在学习的是第13页，共75页三、遗传信息的保存者和传递者核酸三、遗传信息的保存者和传递者核酸 核酸是一类高分子有机物，以核苷酸为基本结构单核酸是一类高分子有机物，以核苷酸为基本结构单位组成。核酸存在于所有的原核生物、真核生物的位组成。核酸存在于所有的原核生物、真核生物的细胞中，作为遗传物质的核酸，含有可以传递的遗细胞中，作为遗传物质的核酸，含有可以传递的遗传信息。传信息。1、核酸的化学组成和结构核酸的化学组成和结
5、构 核酸以核苷酸为基本结核酸以核苷酸为基本结构单位组成。每个核苷酸构单位组成。每个核苷酸包括一个碱基、一份磷酸、包括一个碱基、一份磷酸、一个五碳糖。一个五碳糖。现在学习的是第14页，共75页2、核酸的种类、核酸的种类 DNA和和RNA 根据组成核苷酸的五碳糖的不同，核酸可以分为两根据组成核苷酸的五碳糖的不同，核酸可以分为两种种:脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（）和核糖核酸（RNA）。）。DNA是所有原核生物和真核生物的遗传物质，病毒只含有是所有原核生物和真核生物的遗传物质，病毒只含有RNA或或DNA。RNA和和DNA的主要区别的主要区别:（略）（略）1953年美国哈佛大学的年美
6、国哈佛大学的Waston和英国剑桥大学理论物理学者和英国剑桥大学理论物理学者Crick借助于伦敦皇家学院借助于伦敦皇家学院Wilkins实验室的实验室的Franklin拍摄拍摄的的DNA分子分子X光射线衍射照片提光射线衍射照片提出了出了DNA的双螺旋结构模型。的双螺旋结构模型。现在学习的是第15页，共75页第二节第二节 核酸的化学结构核酸的化学结构l一、两种核酸及其分布一、两种核酸及其分布l核酸：一种高分子化合物，核苷酸的多核酸：一种高分子化合物，核苷酸的多 聚体。有脱氧核糖核酸（聚体。有脱氧核糖核酸（DNADNA）和核糖核）和核糖核酸（酸（RNARNA）两类。）两类。l核苷酸的构成：核苷酸的
7、构成：l（1 1）五碳糖；）五碳糖；l（2 2）磷酸；）磷酸；l（3 3）环状含氮碱基）环状含氮碱基现在学习的是第16页，共75页二、碱基的种类：l（1 1）双环结构的嘌呤：）双环结构的嘌呤：l 腺嘌呤（腺嘌呤（A A）l 鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）l（2 2）单环结构的嘧啶：）单环结构的嘧啶：l 胞嘧啶（胞嘧啶（C C）l 胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）l 尿嘧啶（尿嘧啶（U U）现在学习的是第17页，共75页现在学习的是第18页，共75页现在学习的是第19页，共75页现在学习的是第20页，共75页现在学习的是第21页，共75页现在学习的是第22页，共75页美妙的美妙的DNA双螺旋双螺旋l1 1
8、、DNADNA分子是由两条多核苷酸链以右手螺旋的形分子是由两条多核苷酸链以右手螺旋的形式，彼此以一定的空间距离，平行于同一轴上，式，彼此以一定的空间距离，平行于同一轴上，很像一个扭曲的梯子。很像一个扭曲的梯子。l2 2、DNADNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接（手拉分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接（手拉手）构成基本骨架，也就是梯子的两扶手。手）构成基本骨架，也就是梯子的两扶手。l3 3、两扶手的走向为反向平行。、两扶手的走向为反向平行。l4 4、梯子的横档为排列在内侧的碱基，碱基通过、梯子的横档为排列在内侧的碱基，碱基通过氢结合，并以互补配对原则配对，氢结合，并以互补配对原则配对，A-TA-T
9、，C-GC-G，现在学习的是第23页，共75页现在学习的是第24页，共75页现在学习的是第25页，共75页DNA双螺旋结构模型的意义双螺旋结构模型的意义lDNA双螺旋模型结构同时表明双螺旋模型结构同时表明：DNA复制的明显方式复制的明显方式半保留复制半保留复制。Waston和和Crick在在1953年就指出：年就指出：DNA可以按碱基互补配对可以按碱基互补配对原则进行半保留复制。而在此之前对复制方式人们原则进行半保留复制。而在此之前对复制方式人们对一无所知。对一无所知。基因和多肽成线性对应的一个可能的理由：基因和多肽成线性对应的一个可能的理由：DNA核核苷酸顺序规定该基因编码蛋白质的氨基酸顺序
10、苷酸顺序规定该基因编码蛋白质的氨基酸顺序；DNA中的中的遗传信息就是碱基序列遗传信息就是碱基序列；并存在某种遗传；并存在某种遗传密码密码(genetic code)，将核苷酸序列译成蛋白质氨基，将核苷酸序列译成蛋白质氨基酸顺序。酸顺序。l在其后的几十年中，科学家们沿着这两条途径前进，探明了在其后的几十年中，科学家们沿着这两条途径前进，探明了DNA复制、遗传信息表达与中心法则等内容。复制、遗传信息表达与中心法则等内容。现在学习的是第26页，共75页DNA分子构型的多态性l l近来发现近来发现DNA的构型并不是固定不变的，除主要以的构型并不是固定不变的，除主要以瓦特森和克里克提出的右手双螺旋构型存
11、在外，还瓦特森和克里克提出的右手双螺旋构型存在外，还有许多变型。所以现在一般将瓦特森和克里克提出有许多变型。所以现在一般将瓦特森和克里克提出的双螺旋构型称为的双螺旋构型称为BDNA。BDNA是是DNA在在生理状态下的构型。生活细胞中极大多数生理状态下的构型。生活细胞中极大多数DNA以以BDNA形式存在。但当外界环境条件发生变化时，形式存在。但当外界环境条件发生变化时，DNA的构型也会发生变化。实际上在生活细胞内，的构型也会发生变化。实际上在生活细胞内，BDNA一螺圈也并不是正好一螺圈也并不是正好10个核苷酸对，而个核苷酸对，而平均一般为平均一般为10.4对。对。现在学习的是第27页，共75页n
12、 n当当DNA在高盐浓度下时，则以在高盐浓度下时，则以ADNA形式形式存在存在(图图)。n nADNA是是DNA的脱水构型，它也是右手的脱水构型，它也是右手螺旋，但每螺圈含有螺旋，但每螺圈含有11个核苷酸对。个核苷酸对。ADNA比较短和密，其平均直径为比较短和密，其平均直径为23。大沟。大沟深而窄，小沟宽而浅。在活体内深而窄，小沟宽而浅。在活体内DNA并不并不以以A构型存在，但细胞内构型存在，但细胞内DNARNA或或RNARNA双螺旋结构，却与双螺旋结构，却与ADNA非常相似。非常相似。现在学习的是第28页，共75页l现在还发现，某些现在还发现，某些DNA序列可以以左手序列可以以左手螺旋的形式
13、存在，称为螺旋的形式存在，称为ZDNA(图图)。l当某些当某些DNA序列富含序列富含GC，并且在嘌，并且在嘌呤和嘧啶交替出现时，可形成呤和嘧啶交替出现时，可形成ZDNA。ZDNA除左手螺旋外，其每个螺圈含除左手螺旋外，其每个螺圈含有有12个碱基对。分子直径为个碱基对。分子直径为18，并只有，并只有一个深沟。现在还不知道，一个深沟。现在还不知道，ZDNA在体在体内是否存在。内是否存在。现在学习的是第29页，共75页DNA分子构型的多态性分子构型的多态性现在学习的是第30页，共75页三、三、RNA的分子结构的分子结构 至于至于RNA的分子结构，就其化学组成上看，也的分子结构，就其化学组成上看，也是
14、由四种核苷酸组成的多聚体。它与是由四种核苷酸组成的多聚体。它与DNA的不的不同，首先在于以同，首先在于以U代替了代替了T，其次是用核糖代替，其次是用核糖代替了脱氧核糖，此外，还有一个重要的不同点，了脱氧核糖，此外，还有一个重要的不同点，就是绝大部分就是绝大部分RNA以单链形式存在，但可以折以单链形式存在，但可以折叠起来形成若干双链区域。在这些区域内，凡叠起来形成若干双链区域。在这些区域内，凡互补的碱基对间可以形成氢键互补的碱基对间可以形成氢键(图图)。但有一些以。但有一些以RNA为遗传物质的动物病毒含有双链为遗传物质的动物病毒含有双链RNA。现在学习的是第31页，共75页 RNARNA二级结构
15、二级结构 ：单链单链RNARNA自行盘绕形成局部双螺旋的多自行盘绕形成局部双螺旋的多“茎茎”多多“环环”结构，螺结构，螺旋部分称为旋部分称为“茎茎”或或“臂臂”非螺旋部分称为非螺旋部分称为“环环”，在螺旋区，在螺旋区，A A与与U U配对，配对，G G与与C C配对。配对。现在学习的是第32页，共75页tRNA的二级结构：的二级结构：三叶草形状三叶草形状RNA三叶草型的二级结构可分为：氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧三叶草型的二级结构可分为：氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧啶区、啶区、TC区和可变区。除氨基酸接受区外，其余每个区都含有一个区和可变区。除氨基酸接受区外，其余每个区都含有一个突环和
16、一个臂。如图所示：突环和一个臂。如图所示：现在学习的是第33页，共75页tRNAtRNA的的三级结构：三级结构：倒倒“L”L”形，所有的形，所有的tRNAtRNA折叠后形成大小折叠后形成大小相似及三相似及三 维构象相似的三级结构，这有利于携带的氨基酸维构象相似的三级结构，这有利于携带的氨基酸的的tRNAtRNA进入核糖体的特定部位。进入核糖体的特定部位。如图所示：如图所示：现在学习的是第34页，共75页第三节 遗传信息的表达与调控l一一、中心法则及其发展、中心法则及其发展、中心法则及其发展、中心法则及其发展l遗传信息从遗传信息从DNAmRNA蛋白质的转录和翻译的过程，蛋白质的转录和翻译的过程，
17、以及遗传信息从以及遗传信息从DNADNA的复制过程，这就是分子生的复制过程，这就是分子生物学的中心法则物学的中心法则(central dogma)l中心法则中心法则(central dogma)阐述生物世代、个体以及从遗阐述生物世代、个体以及从遗传物质到性状的遗传信息流向，即遗传信息在遗传物传物质到性状的遗传信息流向，即遗传信息在遗传物质复制、性状表现过程中的质复制、性状表现过程中的信息流向信息流向。l最初由最初由Crick提出，并经过了多次修正。提出，并经过了多次修正。现在学习的是第35页，共75页n n中心法则所阐述的是基因的两个基本属性：复中心法则所阐述的是基因的两个基本属性：复制与表达
18、。关于这两个属性的分子水平的分析，制与表达。关于这两个属性的分子水平的分析，对深入理解遗传及变异的实质具有重要的意义。对深入理解遗传及变异的实质具有重要的意义。n n这一法则被认为是从噬菌体到真核生物的整个生这一法则被认为是从噬菌体到真核生物的整个生物界共同遵循的规律。物界共同遵循的规律。n n近年来的研究发现近年来的研究发现RNA可以反转录成为可以反转录成为DNA，RNA还可以自我复制以及在离体条件下还可以自我复制以及在离体条件下DNA可以直可以直接指导蛋白质的合成，从而增加了原中心法则的信接指导蛋白质的合成，从而增加了原中心法则的信息流向，丰富了中心法则的内容。息流向，丰富了中心法则的内容
19、。现在学习的是第36页，共75页中心法则及其发展中心法则及其发展现在学习的是第37页，共75页中心法则的发展中心法则的发展l反转录反转录(逆转录逆转录)：反转录酶；反转录酶；cDNA。lRNA的自我复制。的自我复制。lDNA指导蛋白质合指导蛋白质合成。成。现在学习的是第38页，共75页三、遗传密码及其特性l遗传密码的遗传密码的基本特性：基本特性：三联性；三联性；非重叠性；非重叠性；连续性；连续性；简并性；简并性；有序性；有序性；通用性。通用性。现在学习的是第39页，共75页三、遗传密码及其特性三、遗传密码及其特性l起始密码子与终止密码子：起始密码子与终止密码子：起始密码子：起始密码子：AUG(
20、甲硫氨酸甲硫氨酸/甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酸)；终止密码子终止密码子(无义密码子无义密码子)：UAA、UAG、UGA。l通用性的另外情况：通用性的另外情况：现在学习的是第40页，共75页第四节 DNA的复制DNA复制的一般特点：l1、半保留复制 拆开的两条单链，以各自为模板，从细胞核内吸取与自己碱基互补的游离核苷酸，进行氢键结合，在酶系统的作用下，连接起来，各自形成一条新的互补链。现在学习的是第41页，共75页现在学习的是第42页，共75页DNA复制的一般特点l2、复制起点和复制方向l原核生物：多数只有一个复制起点。l真核生物：有多个起点。现在学习的是第43页，共75页原核生物DNA合成l(一)
21、、有关DNA合成的酶l1、DNA聚合酶1l2、DNA聚合酶11l3、DNA聚合酶111现在学习的是第44页，共75页（二）DNA复制的过程l1、DNA双螺旋的解链l2、DNA合成的开始l3、一条DNA链连续合成，一条链不连续lRNA引物：l冈崎片断：l前导链：l后随链（后滞链）：现在学习的是第45页，共75页现在学习的是第46页，共75页现在学习的是第47页，共75页现在学习的是第48页，共75页关于RNA的自我复制l1、先以自己为模板合成一条互补单链；l （模板链称“+”链，新复制的互补链称l “”链）l2、以“”链作为模板，复制出一条与自己互补的“+”链。l3、“+”链成为一条新的RNA。
22、l 现在学习的是第49页，共75页三、真核生物三、真核生物DNADNA合成的特点合成的特点l1 1、DNADNA合成发生的时间：仅为细胞周期的合成发生的时间：仅为细胞周期的S S期。期。l2 2、复制的起始点为多起点。、复制的起始点为多起点。l3 3、合成所需的、合成所需的RNARNA引物和冈崎片断都比原核生引物和冈崎片断都比原核生物的短。物的短。l4 4、控制前导链和后随链的聚合酶不同。、控制前导链和后随链的聚合酶不同。l5 5、染色体端体的复制。、染色体端体的复制。现在学习的是第50页，共75页第五节 RNA的转录及加工l一、三种RNA分子l1、mRNA：把DNA上的遗传信息精确无误地转录
23、下来，然后由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序，完成基因表达过程中的遗传信息传递过程。（从细胞核细胞质）l2、tRNA：根据mRNA的遗传密码依次准确地将合成多肽的原料氨基酸运送到工厂，是氨基酸的特异运输车。现在学习的是第51页，共75页一、三种RNA分子l3、rRNA：是组成核糖体的主要成分，核糖体是合成蛋白质的中心。l4、小核苷酸（snRNA）：是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体的主要成分。有五种。现在学习的是第52页，共75页二、RNA合成的一般特点l1、所有的原料为核苷三磷酸；l2、只有一条DNA链被用作模板；l3、RNA链的合成不需要引物的引导；l4、RNA的合成也是从5，
24、向3，端进行；l5、RNA的转录和合成由RNA聚合酶催化，聚合酶首先在启动子处与DNA结合，形成转录泡，并开始转录。l6、同样遵循碱基配对原则，只是U代替了T。现在学习的是第53页，共75页三、原核生物RNA的合成l转录单位：通常把转录后形成一个RNA分子的一段DNA序列称之。一个转录单位可能刚好是一个基因，或多个基因。lRNA转录的三步骤：l（1）RNA链的起始；l（2）RNA链的延长；l（3）RNA链的终止和新链的释放。现在学习的是第54页，共75页几个概念：几个概念：l上游：上游：RNARNA分子的分子的5 5 端。端。l下游：下游：RNARNA分子的分子的3 3 端。端。l模板链：模板
25、链：l非模板链：非模板链：现在学习的是第55页，共75页四、真核生物RNA的转录及加工l（一）、真核生物RNA转录的特点l1、转录在细胞核内进行l2、mRNA分子一般只编码一个基因l3、RNA聚合酶较多l4、RNA聚合酶不能独立转录RNA现在学习的是第56页，共75页（二）、mRNA的加工l1、在、在mRNAmRNA前体的前体的55端加上端加上7-7-甲基嘌呤核甲基嘌呤核苷的帽子（苷的帽子（capcap）l2 2、在、在mRNAmRNA前体的前体的3 3，端加上聚腺苷酸端加上聚腺苷酸(poly(A)(poly(A)的尾巴的尾巴l3 3、将不编码的内含子序列进行剪接，切、将不编码的内含子序列进行
26、剪接，切除除现在学习的是第57页，共75页第六节第六节 遗传密码与蛋白质的翻译遗传密码与蛋白质的翻译一、遗传密码一、遗传密码l遗传密码遗传密码l三联体密码三联体密码l简并简并l起始密码子起始密码子l终止密码子终止密码子现在学习的是第58页，共75页现在学习的是第59页，共75页现在学习的是第60页，共75页1、生物性状的体现者蛋白质、生物性状的体现者蛋白质（1）蛋白质的功能）蛋白质的功能 a、作为结构材料，如胶原蛋白；、作为结构材料，如胶原蛋白；b、运输作用，如血红蛋白和肌红蛋白；、运输作用，如血红蛋白和肌红蛋白；c、贮存性营养物质，象受精卵中的卵精蛋白，人乳中的、贮存性营养物质，象受精卵中的
27、卵精蛋白，人乳中的 酪蛋白；酪蛋白；d、肌肉的主要组成成分肌动蛋白和肌球蛋白；、肌肉的主要组成成分肌动蛋白和肌球蛋白；e、作为抗体，如免疫球蛋白；、作为抗体，如免疫球蛋白；f、具有调节体内新陈代谢作用，如胰岛素；、具有调节体内新陈代谢作用，如胰岛素；g、催化作用，如一大类群具有催化生化反应的酶类。、催化作用，如一大类群具有催化生化反应的酶类。总之，蛋白质是人体生命活动的第一基本要素，是整个生命活动的总之，蛋白质是人体生命活动的第一基本要素，是整个生命活动的体现者。体现者。（2）蛋白质的化学组成：）蛋白质的化学组成：众多氨基酸相连形成线性的多肽链，众多氨基酸相连形成线性的多肽链，多肽链按严格的顺
28、序，特定的方式折叠组合成一个特殊的三多肽链按严格的顺序，特定的方式折叠组合成一个特殊的三维空间结构，就成了一种蛋白质，每种蛋白质的活性和专一维空间结构，就成了一种蛋白质，每种蛋白质的活性和专一性都和这种三维空间构型有关。性都和这种三维空间构型有关。现在学习的是第61页，共75页血红蛋白（三级结构）-螺旋 -折叠示多肽链的两种二级结构示多肽链的两种二级结构现在学习的是第62页，共75页现在学习的是第63页，共75页二、蛋白质的合成二、蛋白质的合成l转录转录l翻译翻译l多聚合糖体多聚合糖体现在学习的是第64页，共75页现在学习的是第65页，共75页现在学习的是第66页，共75页基因的本质基因的本质
29、基因的本质基因的本质*一、基因的概念及发展一、基因的概念及发展（一）遗传因子与基因（一）遗传因子与基因孟德尔把控制性状的因子称为孟德尔把控制性状的因子称为“遗传因子遗传因子”。19091909年丹麦遗传学家约翰逊，用年丹麦遗传学家约翰逊，用“基因基因”一词，代替一词，代替“遗传因子遗传因子”。这时基因只是逻辑。这时基因只是逻辑推理的产物和一种符号，无实质内容推理的产物和一种符号，无实质内容。（二）基因的（二）基因的“三位一体三位一体”的概念的概念19401940年以前，经典遗传学认为年以前，经典遗传学认为基因是功能单位基因是功能单位基因是重组的结构单位基因是重组的结构单位基因是突变的结构单位基
30、因是突变的结构单位现在学习的是第67页，共75页一、基因的概念及发展一、基因的概念及发展一、基因的概念及发展一、基因的概念及发展（三）（三）“一个基因一个酶一个基因一个酶”的假说的假说19411941年比德尔和泰特姆等提出的。基因突变会引起酶的改变，从而阻断了这一酶所催化的年比德尔和泰特姆等提出的。基因突变会引起酶的改变，从而阻断了这一酶所催化的生化反应。说明基因是通过控制酶的合成决定代谢过程和性状发育的。第一次明确地把基生化反应。说明基因是通过控制酶的合成决定代谢过程和性状发育的。第一次明确地把基因和蛋白质直接联系在一起，找到了基因和性状的关系。因和蛋白质直接联系在一起，找到了基因和性状的关
31、系。（四）顺反子（四）顺反子学说学说19591959年本泽从分子水平提出顺反子学说：认为一个顺反子相当于一个基因，是一年本泽从分子水平提出顺反子学说：认为一个顺反子相当于一个基因，是一个遗传功能单位，决定一条多肽链合成。一个顺反子内有多个突变位点即突变子个遗传功能单位，决定一条多肽链合成。一个顺反子内有多个突变位点即突变子（一个基因内部能引起表型突变的最小结构单位）和多个重组子（基因内出现重（一个基因内部能引起表型突变的最小结构单位）和多个重组子（基因内出现重组的最小区间），说明基因内部是可分的。改变了组的最小区间），说明基因内部是可分的。改变了“三位一体三位一体”的基因概念。的基因概念。理论
32、上，一个基因中有多少核苷酸对，就有多少突变子和重组子。可见基因并不理论上，一个基因中有多少核苷酸对，就有多少突变子和重组子。可见基因并不是突变单位和重组单位。是突变单位和重组单位。现在学习的是第68页，共75页互补试验互补试验互补试验互补试验 确定同一表型效应的突变型是等位基因内突变还是非等位基因间突变确定同一表型效应的突变型是等位基因内突变还是非等位基因间突变?野生型野生型 T4T4噬菌体：能在噬菌体：能在K K和和B B菌株生长。菌株生长。突变型突变型T4T4噬菌体：噬菌体：K K不生长在不生长在B B上生长。上生长。用用2 2个不同突变型噬菌体个不同突变型噬菌体a1a1和和a2a2混合感
33、染混合感染K K，观察是否产生噬菌斑。判断，观察是否产生噬菌斑。判断2 2个突变位点是否个突变位点是否在一个顺反子中在一个顺反子中?排列方式？排列方式？a1a1a2a2野生型野生型顺式排列：顺式排列：1、同一顺反子中不同突变位点：、同一顺反子中不同突变位点：反式排列：反式排列：现在学习的是第69页，共75页互补试验互补试验互补试验互补试验2 2、不同顺反子中的突变位点、不同顺反子中的突变位点：a1a1a2a2顺式顺式反式反式野生型野生型现在学习的是第70页，共75页一、基因的概念及发展一、基因的概念及发展一、基因的概念及发展一、基因的概念及发展（五）操纵子学说（五）操纵子学说 19611961
34、年雅各布和莫诺提出操纵子学说年雅各布和莫诺提出操纵子学说乳糖操纵子模型乳糖操纵子模型1 1、操纵子组成、操纵子组成：启动基因启动基因（启动子）（启动子）操纵基因操纵基因：操纵结构基因的基因操纵结构基因的基因 结构基因结构基因：编码蛋白编码蛋白细菌中发现细菌中发现,真核生物结构基因一般单独调控真核生物结构基因一般单独调控。2 2、调节基因、调节基因（阻遏基因）：位于启动基因上游，其表达产物（阻遏蛋阻遏基因）：位于启动基因上游，其表达产物（阻遏蛋白）作用于操纵基因，调节结构基因的表达。白）作用于操纵基因，调节结构基因的表达。现在学习的是第71页，共75页乳糖操纵子模型乳糖操纵子模型乳糖操纵子模型乳
35、糖操纵子模型现在学习的是第72页，共75页一、基因的概念及发展一、基因的概念及发展（六）其他发现（六）其他发现（六）其他发现（六）其他发现1 1 1 1、断裂基因（间隔基因、隔裂基因）：、断裂基因（间隔基因、隔裂基因）：、断裂基因（间隔基因、隔裂基因）：、断裂基因（间隔基因、隔裂基因）：真核生物普遍存在，原核生物部分存在。即真核生物普遍存在，原核生物部分存在。即真核生物普遍存在，原核生物部分存在。即真核生物普遍存在，原核生物部分存在。即在在在在DNADNADNADNA分子结构内，既含有能翻译的区段分子结构内，既含有能翻译的区段分子结构内，既含有能翻译的区段分子结构内，既含有能翻译的区段外显子，
36、也含有不翻译的区段外显子，也含有不翻译的区段外显子，也含有不翻译的区段外显子，也含有不翻译的区段内含子（间插内含子（间插内含子（间插内含子（间插顺序），这类基因叫断裂基因。顺序），这类基因叫断裂基因。顺序），这类基因叫断裂基因。顺序），这类基因叫断裂基因。2 2 2 2、重叠基因：、重叠基因：、重叠基因：、重叠基因：两个或两个以上的结构基因共用一段两个或两个以上的结构基因共用一段两个或两个以上的结构基因共用一段两个或两个以上的结构基因共用一段DNADNADNADNA序列的现象。其中一个基因可以完序列的现象。其中一个基因可以完序列的现象。其中一个基因可以完序列的现象。其中一个基因可以完全包在另一
37、个基因中或共用一部分。全包在另一个基因中或共用一部分。全包在另一个基因中或共用一部分。全包在另一个基因中或共用一部分。3 3 3 3、可移动基因（跳跃基因、转座因子、移动基因）：、可移动基因（跳跃基因、转座因子、移动基因）：、可移动基因（跳跃基因、转座因子、移动基因）：、可移动基因（跳跃基因、转座因子、移动基因）：能在染色体上移动、改变自身位置的能在染色体上移动、改变自身位置的能在染色体上移动、改变自身位置的能在染色体上移动、改变自身位置的一段一段一段一段DNADNADNADNA序列。广泛存在于生物界，细菌、酵母，果蝇、玉米中均有。序列。广泛存在于生物界，细菌、酵母，果蝇、玉米中均有。序列。广
38、泛存在于生物界，细菌、酵母，果蝇、玉米中均有。序列。广泛存在于生物界，细菌、酵母，果蝇、玉米中均有。（六）基因的概念（六）基因的概念（六）基因的概念（六）基因的概念 基因是指含有特定遗传信息的核苷酸序列，它具有可分性，在其内部存在许多基因是指含有特定遗传信息的核苷酸序列，它具有可分性，在其内部存在许多基因是指含有特定遗传信息的核苷酸序列，它具有可分性，在其内部存在许多基因是指含有特定遗传信息的核苷酸序列，它具有可分性，在其内部存在许多突变子和重组子，并且基因存在重叠、间隔、移动等现象。是遗传物质的最小功突变子和重组子，并且基因存在重叠、间隔、移动等现象。是遗传物质的最小功突变子和重组子，并且基
39、因存在重叠、间隔、移动等现象。是遗传物质的最小功突变子和重组子，并且基因存在重叠、间隔、移动等现象。是遗传物质的最小功能单位。能单位。能单位。能单位。基因一词通常指染色体基因。在真核生物称核基因。位于线粒体、基因一词通常指染色体基因。在真核生物称核基因。位于线粒体、基因一词通常指染色体基因。在真核生物称核基因。位于线粒体、基因一词通常指染色体基因。在真核生物称核基因。位于线粒体、质体等上的基因称染色体外质体等上的基因称染色体外质体等上的基因称染色体外质体等上的基因称染色体外基因（核外基因或细胞质基因基因（核外基因或细胞质基因基因（核外基因或细胞质基因基因（核外基因或细胞质基因）。）。现在学习的
40、是第73页，共75页二、基因与性状的表达二、基因与性状的表达二、基因与性状的表达二、基因与性状的表达（一）基因对性状表达的直接作用（一）基因对性状表达的直接作用 基因改变基因改变蛋白质性质改变蛋白质性质改变性状改变性状改变人类的镰形红血球贫血症的遗传：镰形红血球的血红蛋白是由一个正常血红蛋人类的镰形红血球贫血症的遗传：镰形红血球的血红蛋白是由一个正常血红蛋白基因（白基因（HbAHbA）突变引起的，即）突变引起的，即HbA HbSHbA HbS或或HbCHbC，进一步研究表明：，进一步研究表明：HbAHbA与与HbSHbS或或HbCHbC之间仅仅有一对碱基差异。之间仅仅有一对碱基差异。血红蛋白由血红蛋白由22和和22链组成，链组成，链链141141个氨基酸，个氨基酸，链链146146个氨基酸组成。如个氨基酸组成。如果果链第六位的谷氨酸被缬氨酸（链第六位的谷氨酸被缬氨酸（HbSHbS）或赖氨酸（）或赖氨酸（HbCHbC）取代，就会出现两）取代，就会出现两种贫血病。种贫血病。（二）间接作用（二）间接作用基因通过酶或激素的合成，间接地影响生物性状的表达。基因通过酶或激素的合成，间接地影响生物性状的表达。现在学习的是第74页，共75页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第75页，共75页