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1、1/41第二讲第二讲 探索生命的本质探索生命的本质一、生命的基本特征一、生命的基本特征二、生命的物质基础二、生命的物质基础细胞细胞三、三、生命的分子基础生命的分子基础蛋白质、核酸蛋白质、核酸四、探索遗传的奥秘四、探索遗传的奥秘2/41生命就是活的东西！生命就是活的东西！古代古代19世纪初：活力论世纪初：活力论中期：以生命特征描述生命：组织、繁殖、中期：以生命特征描述生命：组织、繁殖、营养、生长以及对疾病和死亡的敏感营养、生长以及对疾病和死亡的敏感现今：在生命机体里既不存在超自然的或超现今：在生命机体里既不存在超自然的或超越于物理学和化学规律之外的活力，也没有越于物理学和化学规律之外的活力，也没
2、有生命状态所特有的原子，生命活动遵从于物生命状态所特有的原子，生命活动遵从于物理学和化学的法则。理学和化学的法则。1 1、什么是生命、什么是生命一一生命的基本特征生命的基本特征3/412 2 2 2 生命的特征生命的特征生命的特征生命的特征 生命表现为化学成分的同一性和复杂有序的物质生命表现为化学成分的同一性和复杂有序的物质生命表现为化学成分的同一性和复杂有序的物质生命表现为化学成分的同一性和复杂有序的物质结构结构结构结构 生命能自我繁殖且繁殖过程存在遗传和变异生命能自我繁殖且繁殖过程存在遗传和变异生命能自我繁殖且繁殖过程存在遗传和变异生命能自我繁殖且繁殖过程存在遗传和变异 生物需新陈代谢生物
3、需新陈代谢生物需新陈代谢生物需新陈代谢 生命会生长发育生命会生长发育生命会生长发育生命会生长发育 生命有应激反应生命有应激反应生命有应激反应生命有应激反应生物体与外部环境生物体与外部环境生物体与外部环境生物体与外部环境生物体内部生物体内部生物体内部生物体内部4/41二、细胞生命形态的基本结构单位和功能单位二、细胞生命形态的基本结构单位和功能单位300多年前，多年前，Leeuwenhoek（列文虎克）发明世界上最早（列文虎克）发明世界上最早的显微镜的显微镜1665年，年，RobertHooke（胡克）（胡克）观察到软木塞有蜂窝状的小格观察到软木塞有蜂窝状的小格子子“细胞细胞”但他们都没有认识到细
4、胞对于但他们都没有认识到细胞对于生物体有何等重要生物体有何等重要 5/41细胞学说的核心：动植物的基本单元是细胞细胞学说的核心：动植物的基本单元是细胞1838年年Schleiden（施莱登）（施莱登）植物发生论：植物发生论：“一切植物都是由细胞构成的一切植物都是由细胞构成的”1839年年Schwann（施旺）（施旺）“关于动植物的结关于动植物的结构和生长一致性的显微研究构和生长一致性的显微研究”一切动物和植物都是细胞的集合体一切动物和植物都是细胞的集合体1838 1839作为细胞学说确立的时间作为细胞学说确立的时间细胞是整个生物界的基础细胞是整个生物界的基础6/41细胞学说的基本概念细胞学说的
5、基本概念细胞是生物体最基本的结构单位，细胞是生物体最基本的结构单位，细胞是生物体最基本的结构单位，细胞是生物体最基本的结构单位，所有生物体都由细胞和细胞的产所有生物体都由细胞和细胞的产所有生物体都由细胞和细胞的产所有生物体都由细胞和细胞的产物构成；物构成；物构成；物构成；细胞是生物的基本功能单位；细胞是生物的基本功能单位；细胞是生物的基本功能单位；细胞是生物的基本功能单位；细胞是有机体生长与发育的基本细胞是有机体生长与发育的基本细胞是有机体生长与发育的基本细胞是有机体生长与发育的基本单位；单位；单位；单位；细胞是生物体的完整遗传单位；细胞是生物体的完整遗传单位；细胞是生物体的完整遗传单位；细胞
6、是生物体的完整遗传单位；在细胞的中心细胞核中在细胞的中心细胞核中在细胞的中心细胞核中在细胞的中心细胞核中“存在着存在着存在着存在着生命的本质生命的本质生命的本质生命的本质”遗传信息。遗传信息。遗传信息。遗传信息。细胞是最小的生命单位。细胞是最小的生命单位。细胞是最小的生命单位。细胞是最小的生命单位。现代生命科学的四大理论支柱现代生命科学的四大理论支柱现代生命科学的四大理论支柱现代生命科学的四大理论支柱细胞学说、达尔文进化论、细胞学说、达尔文进化论、细胞学说、达尔文进化论、细胞学说、达尔文进化论、遗传定律、遗传定律、遗传定律、遗传定律、DNADNA双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构7/41
7、按照结构的复杂程度及进化顺按照结构的复杂程度及进化顺按照结构的复杂程度及进化顺按照结构的复杂程度及进化顺序，全部细胞可归并为两类：序，全部细胞可归并为两类：序，全部细胞可归并为两类：序，全部细胞可归并为两类：原核细胞（无细胞核、细胞原核细胞（无细胞核、细胞原核细胞（无细胞核、细胞原核细胞（无细胞核、细胞器，不形成细胞组织，无有丝器，不形成细胞组织，无有丝器，不形成细胞组织，无有丝器，不形成细胞组织，无有丝分裂分裂分裂分裂,形成单细胞原核生物）形成单细胞原核生物）形成单细胞原核生物）形成单细胞原核生物）真核细胞：真核细胞：真核细胞：真核细胞：植物细胞（有细胞核、细胞植物细胞（有细胞核、细胞植物细
8、胞（有细胞核、细胞植物细胞（有细胞核、细胞壁、细胞器（叶绿体）壁、细胞器（叶绿体）壁、细胞器（叶绿体）壁、细胞器（叶绿体）动物细胞（有细胞核、细胞动物细胞（有细胞核、细胞动物细胞（有细胞核、细胞动物细胞（有细胞核、细胞器，无细胞壁）器，无细胞壁）器，无细胞壁）器，无细胞壁）细胞分类细胞分类8/41形状大小各异的细胞形状大小各异的细胞9/41原核细胞原核细胞 遗传的信息量遗传的信息量小，遗传信息载小，遗传信息载体仅由一个环状体仅由一个环状DNADNA构成构成 细胞内没有核细胞内没有核膜和具有专门结膜和具有专门结构与功能的细胞构与功能的细胞器的分化器的分化 10/41真核细胞真核细胞11/41动物
9、细胞动物细胞 植物细胞植物细胞同为真核细胞的动、植物细胞同为真核细胞的动、植物细胞具体结构又有不同具体结构又有不同12/41原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞平均平均平均平均1-10m1-10m；共同点：共同点：都具有独立进行生命活动的能力；都具有独立进行生命活动的能力；都具有独立进行生命活动的能力；都具有独立进行生命活动的能力；都有细胞膜；都有细胞膜；都有细胞膜；都有细胞膜；都存在着遗传物质都存在着遗传物质都存在着遗传物质都存在着遗传物质DNADNA；两者之间的遗传密码及代谢活动的某种酶也一致两者之间的遗传密码及代谢活动的某种酶也一致两者之间的遗传密码及代谢活动的某种酶也一致两者之间的遗传密码
10、及代谢活动的某种酶也一致不同点：不同点：形态结构形态结构形态结构形态结构 体积大小体积大小体积大小体积大小真核细胞真核细胞真核细胞真核细胞一般一般一般一般10-100m10-100m原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞 没有典型的细胞核，只有一个没有核膜的没有典型的细胞核，只有一个没有核膜的没有典型的细胞核，只有一个没有核膜的没有典型的细胞核，只有一个没有核膜的核区核区核区核区-拟核。无细胞内膜系统，不存在细胞器拟核。无细胞内膜系统，不存在细胞器拟核。无细胞内膜系统，不存在细胞器拟核。无细胞内膜系统，不存在细胞器真核细胞真核细胞真核细胞真核细胞 有着由核膜包围的细胞核，核内有多条染有着由核膜包围的
11、细胞核，核内有多条染有着由核膜包围的细胞核，核内有多条染有着由核膜包围的细胞核，核内有多条染色体。细胞质内有各种膜性细胞器。色体。细胞质内有各种膜性细胞器。色体。细胞质内有各种膜性细胞器。色体。细胞质内有各种膜性细胞器。13/41细胞的基本结构系统细胞的基本结构系统a a 能量转换系统；能量转换系统；b b 物质吸收与排泄系统；物质吸收与排泄系统；c c 遗传和繁殖系统；遗传和繁殖系统；d d 遗传信息转录、翻译遗传信息转录、翻译和蛋白质合成系统；和蛋白质合成系统；e e 信息交换和传递系统。信息交换和传递系统。细胞结构细胞结构传统描述传统描述14/41电镜下的细胞结构电镜下的细胞结构细胞膜细
12、胞膜真核细胞的内部结构真核细胞的内部结构真核细胞的内部结构真核细胞的内部结构膜性结构膜性结构膜性结构膜性结构非膜性结构非膜性结构非膜性结构非膜性结构细胞质细胞质细胞核细胞核细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜内质网内质网内质网内质网高尔基体高尔基体高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体溶酶体溶酶体线粒体线粒体线粒体线粒体核被膜核被膜核被膜核被膜叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体核糖体核糖体核糖体核糖体细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质核仁核仁核仁核仁染色质染色质染色质染色质 染色体染色体染色体染色体核基质核基质核基质核基质细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜3.3.内质网内质网内质网内质网高尔基体高尔基体高尔基体高尔基体溶酶体溶酶
13、体溶酶体溶酶体线粒体线粒体线粒体线粒体叶绿体叶绿体叶绿体叶绿体核被膜核被膜核被膜核被膜核糖体核糖体核糖体核糖体细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质染色质染色质染色质染色质 染色体染色体染色体染色体核基质核基质核基质核基质核仁核仁核仁核仁15/41细胞核细胞核蕴藏遗传信息的中心；细蕴藏遗传信息的中心；细胞代谢、生长及繁殖的控胞代谢、生长及繁殖的控制中心制中心染色质与染色体染色质与染色体染色质染色质染色质染色质 由由由由DNADNA、组蛋白、组蛋白、组蛋白、组蛋白、非组蛋白及少量非组蛋白及少量非组蛋白及少量非组蛋白及少量RNARNA组成组成组成组成染色体染色体染色体染色体可见：二者是同一种物质
14、可见：二者是同一种物质可见：二者是同一种物质可见：二者是同一种物质不同时期的表现形式不同时期的表现形式不同时期的表现形式不同时期的表现形式分裂中期的表现形式分裂中期的表现形式分裂中期的表现形式分裂中期的表现形式16/41C1.11.10.250.252.2.2.2.生物体的元素组成生物体的元素组成生物体的元素组成生物体的元素组成构成生物大分子的必需元素构成生物大分子的必需元素构成生物大分子的必需元素构成生物大分子的必需元素CHONPSCHONPS97.3597.35元素周期表中的元素周期表中的元素周期表中的元素周期表中的100100100100多种多种多种多种维持调节生命活动的必需元素维持调节
15、生命活动的必需元素维持调节生命活动的必需元素维持调节生命活动的必需元素偶然存在的元素偶然存在的元素偶然存在的元素偶然存在的元素CaKNaCIMgFeIMnCoCuZnSeNiCaKNaCIMgFeIMnCoCuZnSeNiVMoLiFBrSiAsSnBeVMoLiFBrSiAsSnBe1.1.1.1.自然界中的元素自然界中的元素自然界中的元素自然界中的元素三、三、生命的分子基础生命的分子基础生命的生命的生命的生命的分子分子分子分子自然界不存在特别的生命元素自然界不存在特别的生命元素自然界不存在特别的生命元素自然界不存在特别的生命元素组成生物体组成生物体组成生物体组成生物体的化学元素的化学元素的
16、化学元素的化学元素化合化合化合化合组成生物体组成生物体组成生物体组成生物体的化合物的化合物的化合物的化合物17/413 生命活动的物质基础生命活动的物质基础无机物无机物有机物有机物水水无机盐无机盐核酸核酸蛋白质蛋白质糖类糖类脂类脂类有机小分子有机小分子有机小分子有机小分子有机大分子有机大分子有机大分子有机大分子核苷酸核苷酸氨基酸氨基酸脂肪酸脂肪酸单糖单糖生物小分子生物小分子生物大分子生物大分子单体单体单体单体多聚体多聚体多聚体多聚体脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合脱水缩合水解水解水解水解+细胞细胞18/41（一）（一）（一）（一）.蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质4 4 生物大分子生物大分子生
17、物大分子生物大分子蛋白质、核酸及多糖蛋白质、核酸及多糖蛋白质、核酸及多糖蛋白质、核酸及多糖 蛋白质是由多个氨基酸单体组成的生物大分子多聚蛋白质是由多个氨基酸单体组成的生物大分子多聚蛋白质是由多个氨基酸单体组成的生物大分子多聚蛋白质是由多个氨基酸单体组成的生物大分子多聚体。蛋白质结构复杂、种类繁多、功能各异，是细体。蛋白质结构复杂、种类繁多、功能各异，是细体。蛋白质结构复杂、种类繁多、功能各异，是细体。蛋白质结构复杂、种类繁多、功能各异，是细胞最重要的结构成分，是生物体内组建生命结构，胞最重要的结构成分，是生物体内组建生命结构，胞最重要的结构成分，是生物体内组建生命结构，胞最重要的结构成分，是生
18、物体内组建生命结构，行使生命活动的最主要的功能分子，它参与几乎所行使生命活动的最主要的功能分子，它参与几乎所行使生命活动的最主要的功能分子，它参与几乎所行使生命活动的最主要的功能分子，它参与几乎所有的生命活动过程并起着关键的作用。是决定生物有的生命活动过程并起着关键的作用。是决定生物有的生命活动过程并起着关键的作用。是决定生物有的生命活动过程并起着关键的作用。是决定生物体结构和功能的重要成分。体结构和功能的重要成分。体结构和功能的重要成分。体结构和功能的重要成分。如果说基因是生命体的蓝图，则蛋白质既是组成生如果说基因是生命体的蓝图，则蛋白质既是组成生如果说基因是生命体的蓝图，则蛋白质既是组成生
19、如果说基因是生命体的蓝图，则蛋白质既是组成生命体的主要材料，又是将各种材料按蓝图组建成生命体的主要材料，又是将各种材料按蓝图组建成生命体的主要材料，又是将各种材料按蓝图组建成生命体的主要材料，又是将各种材料按蓝图组建成生命体的工程师。命体的工程师。命体的工程师。命体的工程师。19/41外部外部食物供给食物供给内部内部自身合成自身合成(1).(1).(1).(1).氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 合成蛋白质的基本单体合成蛋白质的基本单体合成蛋白质的基本单体合成蛋白质的基本单体蛋白质所有单体组分都是蛋白质所有单体组分都是蛋白质所有单体组分都是蛋白质所有单体组分都是 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸共共共共202
20、02020种种种种化学结构特征相近通式化学结构特征相近通式一个羧基一个羧基COOH一个氨基一个氨基NH2一条侧链一条侧链R来源来源植物植物必需氨基酸必需氨基酸自身合成自身合成人类人类8种种在结构上的共同点是在结构上的共同点是动物动物20/41组成蛋白质的组成蛋白质的20种种R基氨基酸基氨基酸非极性氨基酸非极性氨基酸非极性氨基酸非极性氨基酸不带电荷的氨基酸不带电荷的氨基酸不带电荷的氨基酸不带电荷的氨基酸带正电荷的氨基酸带正电荷的氨基酸带正电荷的氨基酸带正电荷的氨基酸带负电荷的氨基酸带负电荷的氨基酸带负电荷的氨基酸带负电荷的氨基酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮
21、氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸脯脯脯脯氨酸氨酸氨酸氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸半光氨酸半光氨酸半光氨酸半光氨酸酪酪酪酪氨酸氨酸氨酸氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺天冬酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸 缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮
22、氨酸异亮氨酸 亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸 功能：功能：功能：功能：合成蛋白质的原材料合成蛋白质的原材料合成蛋白质的原材料合成蛋白质的原材料甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸：又名蛋又名蛋氨酸，氨酸，氨酸，氨酸，参与组成血红蛋白、组参与组成血红蛋白、组织与血清，有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能。织与血清，有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能。色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸：促进胃液及胰液的产生。：促进胃液及胰液的产生。：促进胃液及胰液的产生。：促进胃液及胰液的产生。缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸：作用于黄体、乳腺及卵巢。作用于黄体、乳腺及卵巢。赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸
23、：促进大脑发育，是肝及胆的组成：促进大脑发育，是肝及胆的组成：促进大脑发育，是肝及胆的组成：促进大脑发育，是肝及胆的组成 成分，成分，成分，成分，能促进脂肪代谢，调节松果腺、乳腺、黄体及卵能促进脂肪代谢，调节松果腺、乳腺、黄体及卵能促进脂肪代谢，调节松果腺、乳腺、黄体及卵能促进脂肪代谢，调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢，防止细胞退化。巢，防止细胞退化。巢，防止细胞退化。巢，防止细胞退化。异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸：参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及代谢；脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺；代谢；脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺；亮氨酸：亮氨酸：亮氨酸：亮氨酸：
24、作用平衡异亮氨酸；作用平衡异亮氨酸；作用平衡异亮氨酸；作用平衡异亮氨酸；苯丙氨酸：苯丙氨酸：苯丙氨酸：苯丙氨酸：参与消除肾及膀胱功能的损耗；参与消除肾及膀胱功能的损耗；参与消除肾及膀胱功能的损耗；参与消除肾及膀胱功能的损耗；苏氨酸：苏氨酸：苏氨酸：苏氨酸：有转变某些氨基酸达到平衡的功能；有转变某些氨基酸达到平衡的功能；有转变某些氨基酸达到平衡的功能；有转变某些氨基酸达到平衡的功能；21/4122/41(2).(2).(2).(2).蛋白质的结构蛋白质的结构蛋白质的结构蛋白质的结构由许多氨基酸以肽键结合起来形由许多氨基酸以肽键结合起来形由许多氨基酸以肽键结合起来形由许多氨基酸以肽键结合起来形成的
25、长形链状结构成的长形链状结构成的长形链状结构成的长形链状结构多肽链，多肽链，多肽链，多肽链，方向性方向性方向性方向性 以氨基端为头，羧基端为尾。以氨基端为头，羧基端为尾。以氨基端为头，羧基端为尾。以氨基端为头，羧基端为尾。二肽二肽二肽二肽 由两个氨基酸残基组成由两个氨基酸残基组成由两个氨基酸残基组成由两个氨基酸残基组成一个蛋白质分子可以是由一条或多条肽链构成一个蛋白质分子可以是由一条或多条肽链构成多肽多肽多肽多肽H2O肽键肽键氨基酸残基氨基酸残基氨基酸残基氨基酸残基氨基酸残基氨基酸残基氨基酸残基氨基酸残基头头头头尾尾尾尾23/41 作为酶的催化功能作为酶的催化功能 是生命的主要结构成分是生命的
26、主要结构成分 某些专一的蛋白质担负细胞内的运输和储藏某些专一的蛋白质担负细胞内的运输和储藏功能功能 高等动物的免疫反应主要也是蛋白质实现高等动物的免疫反应主要也是蛋白质实现 有些蛋白质具有激素功能，调节机体的生长、有些蛋白质具有激素功能，调节机体的生长、发育、和新陈代谢发育、和新陈代谢 还有些蛋白质传递神经冲动，使机体能对外还有些蛋白质传递神经冲动，使机体能对外界环境和内部环境的变化和刺激作出快速界环境和内部环境的变化和刺激作出快速的应激反应的应激反应(3).(3).蛋白质的功能蛋白质的功能蛋白质的功能蛋白质的功能24/41由核苷酸为单体连接形成的大分子多聚体由核苷酸为单体连接形成的大分子多聚
27、体 两类两类两类两类脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNADNA）核糖核酸（核糖核酸（核糖核酸（核糖核酸（RNARNA）主要存在于细胞核内主要存在于细胞核内主要存在于细胞核内主要存在于细胞核内主要分布在细胞质中主要分布在细胞质中主要分布在细胞质中主要分布在细胞质中（二）（二）核酸核酸25/41OHOH1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 由核苷酸为单体连接形成的大分子多聚体由核苷酸为单体连接形成的大分子多聚体 两类两类两类两类脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNADNA）核糖核酸（核糖核酸（核糖核酸（核糖核酸（RNARNA）DNA的结构的结构由
28、四种由四种由四种由四种脱氧脱氧脱氧脱氧核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸为基本单位组成的链状分子为基本单位组成的链状分子为基本单位组成的链状分子为基本单位组成的链状分子一级结构一级结构一级结构一级结构一级结构一级结构主要存在于细胞核内主要存在于细胞核内主要存在于细胞核内主要存在于细胞核内主要分布在细胞质中主要分布在细胞质中主要分布在细胞质中主要分布在细胞质中每一个脱氧核苷酸每一个脱氧核苷酸一个脱氧核糖一个脱氧核糖一个脱氧核糖一个脱氧核糖一个磷酸基团一个磷酸基团一个磷酸基团一个磷酸基团一个含氮碱基一个含氮碱基一个含氮碱基一个含氮碱基CHCHCHCH2 2 2 2OHOHOHOH（二）（二）核酸核酸26/4
29、1由含氮碱基的类别区分由含氮碱基的类别区分由含氮碱基的类别区分由含氮碱基的类别区分嘌呤碱嘌呤碱嘌呤碱嘌呤碱密啶碱密啶碱密啶碱密啶碱A A腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤G G鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤T T胸腺密啶胸腺密啶胸腺密啶胸腺密啶C C胞密啶胞密啶胞密啶胞密啶脱氧核苷酸的种类只有四种脱氧核苷酸的种类只有四种C CT TA AGGC CT TA AGG二级结构：二级结构：两条单链反向互补配两条单链反向互补配对，以氢键相连对，以氢键相连双环双环单环单环四种碱基形成两种特异四种碱基形成两种特异的配对：的配对：A配配T，G配配C27/410.34nm0.34nm3.4nm3.4nm2nm2nm28/41
30、 DNA的功能的功能DNA通过碱基对的排列顺序来携带遗传信息，通过碱基对的排列顺序来携带遗传信息，3个碱基对决定蛋白质上的个碱基对决定蛋白质上的1个氨基酸，称为个氨基酸，称为三联体密码，最简单的病毒三联体密码，最简单的病毒DNA约含有约含有5000个碱基对，而个碱基对，而100个碱基对的个碱基对的DNA分子分子就有就有4100种可能的排列方式，可以携带大量种可能的排列方式，可以携带大量的遗传信息。的遗传信息。29/41 DNA的功能的功能作为生物遗传信息复制的模板作为生物遗传信息复制的模板作为作为遗传信息遗传信息转录的模板转录的模板30/41RNA的结构及功能的结构及功能RNA是以是以DNA为
31、模板转录而来的为模板转录而来的根据在生物体中的作用分三种根据在生物体中的作用分三种mRNAtRNArRNAmRNAtRNArRNA结构：以核苷酸为单体相连形成结构：以核苷酸为单体相连形成的长而无分支的大分子。的长而无分支的大分子。5嘧啶碱基中以嘧啶碱基中以U代替代替TRNA分子一般都是单链分子一般都是单链不存在互补的碱基比例不存在互补的碱基比例RNA分子的核苷酸顺序与相应的一段分子的核苷酸顺序与相应的一段DNA的脱氧核苷酸顺序存在互补性的脱氧核苷酸顺序存在互补性31/41功能：功能：mRNA传递遗传信息传递遗传信息传递遗传信息传递遗传信息三种三种三种三种RNARNA的分工的分工的分工的分工tR
32、NA识别识别mRNA上的遗传信息，并将合成蛋白质上的遗传信息，并将合成蛋白质所需的氨基酸正确地定位在蛋白质链（肽链）上。所需的氨基酸正确地定位在蛋白质链（肽链）上。rRNA是构成细胞内蛋白质合成场所是构成细胞内蛋白质合成场所核糖体的核糖体的主要成分。主要成分。32/41三、探索遗传的奥秘三、探索遗传的奥秘生命通过繁殖而延续生命通过繁殖而延续,通过繁殖通过繁殖,生物生物的基本特征信息由父方和母方传递给的基本特征信息由父方和母方传递给子代子代,这种这种信息传递信息传递称为称为遗传遗传.遗传和变异是生物世界最普遍、最基遗传和变异是生物世界最普遍、最基本的生命现象和过程，本的生命现象和过程，“种瓜得瓜
33、，种豆得豆种瓜得瓜，种豆得豆”、“一母生一母生九子，连母十个样九子，连母十个样”，等等。，等等。是什么因素控制着生命特征的遗传？是什么因素控制着生命特征的遗传？33/411、孟德尔学说奠定了遗传学的基础、孟德尔学说奠定了遗传学的基础1919世世纪纪中中叶叶，奥奥地地利利的的牧牧师师孟孟德德尔尔通通过过著著名名的的豌豌豆豆杂杂交交实实验验，提提出出了了遗遗传传因因子子的的概概念念，揭揭示示了了遗遗传的基本规律传的基本规律分离定律和自由组合定律。分离定律和自由组合定律。表表明明遗遗传传是是由由成成对对的的遗遗传传因因子子所所控控制制的的，遗遗传传因因子子在在形形成成单单倍倍体体生生殖殖细细胞胞时时
34、分分离离；控控制制两两对对性性状状的的显显性性遗遗传传因因子子和和隐隐性性遗遗传传因因子子，在在遗遗传传中中彼彼此此是是独独立立的的，不不存存在在相相互互影影响响，在在遗遗传传中中表表现现出出自自由组合的特点。由组合的特点。被誉为经典遗传学之父。被誉为经典遗传学之父。34/412、摩尔根提出了基因的染色体学说、摩尔根提出了基因的染色体学说19101910年，年，美国遗传学家美国遗传学家摩尔根摩尔根通过果蝇的研通过果蝇的研究，结合细胞学研究成果，提出了染色体遗究，结合细胞学研究成果，提出了染色体遗传学说，认为传学说，认为“遗传因子遗传因子”基因基因存在于存在于细胞核中细胞分裂时出现的细胞核中细胞
35、分裂时出现的染色体染色体上。上。揭示了基因在染色体上的分布和上、下代之揭示了基因在染色体上的分布和上、下代之间传递的规律，还提出了基因突变、连锁、间传递的规律，还提出了基因突变、连锁、交换、伴性遗传等概念。写出经典著作基交换、伴性遗传等概念。写出经典著作基因论并获因论并获 1933 1933 年度诺贝尔奖。年度诺贝尔奖。35/413 3、基因的载体是、基因的载体是DNADNA基因的概念基因的概念基因基因是是DNA（有时是（有时是RNA）分子上具有遗传）分子上具有遗传效应的核苷酸顺序，是遗传信息的基本单效应的核苷酸顺序，是遗传信息的基本单位。位。基因基因是遗传信息传递、表达、性状分化发育是遗传信
36、息传递、表达、性状分化发育的依据。的依据。基因的分子生物学定义：基因的分子生物学定义：产生一条多肽链或产生一条多肽链或功能功能RNA所必需的全部核苷酸序列。所必需的全部核苷酸序列。返返返返回回回回36/41物种物种 染色体数目染色体数目 物种物种 染色体数目染色体数目 人人 46 豌豆豌豆 14 小鼠小鼠 40 玉米玉米 20 爪蟾爪蟾 36 小麦小麦 42 果蝇果蝇 8 酵母酵母 32人类基因组人类基因组核基因组核基因组22对常染色体对常染色体XY性染色体性染色体DNA37/41人的体细胞染色体38/41探索生命的本质探索生命的本质4、生命密码生命密码的破译的破译基因的遗传信息是如何转变成蛋
37、白质的基因的遗传信息是如何转变成蛋白质的蛋白质氨蛋白质氨基酸序列基酸序列决定它的空间结构决定它的空间结构蛋白质最基蛋白质最基本的结构本的结构决定蛋白质的功能决定蛋白质的功能39/411.1.贮藏遗传物质贮藏遗传物质贮藏遗传物质贮藏遗传物质:人体的全部遗传信息，贮藏于细胞人体的全部遗传信息，贮藏于细胞人体的全部遗传信息，贮藏于细胞人体的全部遗传信息，贮藏于细胞核中的核中的核中的核中的 46 46 条条条条 DNA DNA 双螺旋大分子中双螺旋大分子中双螺旋大分子中双螺旋大分子中.2.2.传递遗传信息传递遗传信息传递遗传信息传递遗传信息：在细胞分裂时，亲代细胞必需先：在细胞分裂时，亲代细胞必需先：
38、在细胞分裂时，亲代细胞必需先：在细胞分裂时，亲代细胞必需先进行进行进行进行 DNA DNA 的半保留复制，然后，把两份的半保留复制，然后，把两份的半保留复制，然后，把两份的半保留复制，然后，把两份 DNA DNA 均匀均匀均匀均匀地分配给两个子细胞。地分配给两个子细胞。地分配给两个子细胞。地分配给两个子细胞。3.3.表达遗传信息：表达遗传信息：表达遗传信息：表达遗传信息：在一段特定在一段特定在一段特定在一段特定 DNA DNA 序列中（通常称序列中（通常称序列中（通常称序列中（通常称为一个基因）的遗传信息，首先通过转录，产生特为一个基因）的遗传信息，首先通过转录，产生特为一个基因）的遗传信息，
39、首先通过转录，产生特为一个基因）的遗传信息，首先通过转录，产生特定序列的信使定序列的信使定序列的信使定序列的信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)，然后再以，然后再以，然后再以，然后再以 mRNA mRNA 为为为为模板，翻译成特定氨基酸序列的某种蛋白质。模板，翻译成特定氨基酸序列的某种蛋白质。模板，翻译成特定氨基酸序列的某种蛋白质。模板，翻译成特定氨基酸序列的某种蛋白质。遗传的中心法则遗传的中心法则完完完完40/41A-A-腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸G-G-鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸C-C-胞密啶脱氧核苷酸胞密啶脱氧核苷酸T-T-胸腺密啶脱氧核苷酸胸腺密啶脱氧核苷酸对应着四种脱氧核苷酸：对应着四种脱氧核苷酸：双环双环双环双环单环单环单环单环1 11 11 11 12 22 22 22 23 33 33 33 34 45 56 64 45 56 64 45 56 64 45 56 69 98 87 79 98 87 7嘌呤碱嘌呤碱密啶碱密啶碱TCAG染色质丝染色质丝染色质丝染色质丝分裂中期分裂中期八个组蛋白：八个组蛋白：H2A、H2B、H3、H4各两个各两个组蛋白组蛋白返返返返回回回回