1、關于遺傳的物質基礎 (2)第一張，PPT共七十頁，創作于2022年6月一、遺傳物質應具備的三種基本功能：1、復制功能 遺傳物質必須貯存遺傳信息，并 能將其復制且一代一代精確地傳遞下去。 2、表達功能 遺傳物質必須控制生物體性狀的發育和表達。3、變異功能 遺傳物質必須發生變異，以適應外界環境的變化，沒有變異就沒有進化。第一節 DNA作為主要遺傳物質的證據第二張，PPT共七十頁，創作于2022年6月第一節 DNA作為主要遺傳物質 的證據 分子遺傳學的大量直接和間接的證據，說明DNA是主要的遺傳物質，而在缺乏DNA的某些病毒中，RNA就是遺傳物質 第三張，PPT共七十頁，創作于2022年6月 DNA

2、是遺傳物質的間接證據 每個物種不同組織的細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含量正好是體細胞的一半。 DNA在代謝上是比較穩定的。 DNA是所有生物的染色體所共有。4. 用不同波長的紫外線誘發各種生物突變時，其最有效的波長均為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，創作于2022年6月 DNA是遺傳物質的直接證據2. 噬菌體的感染3. 煙草花葉病毒的重建1、 肺炎雙球菌的轉化第五張，PPT共七十頁，創作于2022年6月1928, Griffith：首次將II R III S，實現了細菌遺傳性狀的定向轉化 。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變的活性物質 第六張，PPT共七十頁，創作于2022年6月1944 ，Avery等用生物化學方法證明這種活性物質是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，創作于2022年6月2、噬菌體的侵染與繁殖 Hershey等用同位素32P和35S分別標記T2噬菌體的DNA與蛋白質第八張，PPT共七十頁，創作于2022年6月3、煙草花葉病毒的感染和繁殖 RNA接種到煙葉 發病 RNA RNA酶處理RNA 不發病 TMV 蛋白質：接種后不形成新的TMV 不發病說明在不含DNA的TMV中RNA就是遺傳物質第九張，P

4、PT共七十頁，創作于2022年6月為了進一步論證上述的結論 ，Frankel-Conrat和Singer實驗：第十張，PPT共七十頁，創作于2022年6月第二節 核酸的化學結構 一、兩種核酸 * 核酸的構成單元是核苷酸， 是核苷酸的多聚體* 每個核苷酸包括三部分： 五碳糖、磷酸、堿基* 兩個核苷酸之間由3和5位的 磷酸二脂鍵相連 第十一張，PPT共七十頁，創作于2022年6月兩種核酸的主要區別： DNA：脫氧核糖，A、C、G、T 雙鏈，分子鏈較長RNA：核糖，A、C、G、U 單鏈，分子鏈較短第十二張，PPT共七十頁，創作于2022年6月圖 3-4 構成核苷酸分子的堿基結構第十三張，PPT共七十

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

6、小溝交替出現第十六張，PPT共七十頁，創作于2022年6月第十七張，PPT共七十頁，創作于2022年6月DNA分子的雙螺旋結構模型第十八張，PPT共七十頁，創作于2022年6月兩條多核酸鏈間氫鍵相連第十九張，PPT共七十頁，創作于2022年6月 A-T和C-G兩種核苷酸對分子鏈內 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，反映出來的就是41000種不同性質的基因.第二十張，PPT共七十頁，創作于2022年6月 DNA構型之變異：BDNA：瓦特森和克里克提出的

7、雙螺旋構型,是DNA在生理狀 態下的構型 ADNA：在高鹽下存在形式，右旋， 每個螺圈含11bp ZDNA:左旋，每個螺圈含12bp 其他構型第二十一張，PPT共七十頁，創作于2022年6月DNA分子的一種不同構型第二十二張，PPT共七十頁，創作于2022年6月二、RNA的分子結構 絕大部分RNA以單鏈形式存在，但可折疊起來形成若干雙鏈區域。這些區域內，互補的堿基對間可形成氫鍵。一些以RNA為遺傳物質的動物病毒含有雙鏈RNA。 第二十三張，PPT共七十頁，創作于2022年6月第三節 染色體的分子結構 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單得多，其染色體通常只有一個核酸分子(

8、DNA或RNA) 。 第二十四張，PPT共七十頁，創作于2022年6月大腸桿菌的染色體DNA分子伸展有1200m長，細菌直徑12m 第二十五張，PPT共七十頁，創作于2022年6月原核生物的染色體結構模型 第二十六張，PPT共七十頁，創作于2022年6月二、真核生物染色體 1、染色質的基本結構 DNA: 30%(重量) RNA: 少量染色質 組蛋白：1H1、2H2A、2H2B、 2H3和2H4 (重量相當于DNA） 非組蛋白：少量第二十七張，PPT共七十頁，創作于2022年6月染色質基本結構單位 核小體： 2H2A、2H2B、2H3、2H4 -八聚體 連接絲 ：串聯兩個核小體 1H1：結合于連

9、接絲與核小體 的接合部位 第二十八張，PPT共七十頁，創作于2022年6月核小體結構模型一個核小體及其連接絲約含180200bp約146bp盤繞在核小體表面1.75圈，其余bp為連接絲，其長度變化較大，從短的8bp到長的114bp第二十九張，PPT共七十頁，創作于2022年6月第三十張，PPT共七十頁，創作于2022年6月 異染色質，異染色質區 染色很深的區段染色質 常染色質，常染色質區 染色很淺的區段（核酸的緊縮程度及含量不同 ，異染色質的復制時間總是遲于常染色質 ） 異固縮現象 第三十一張，PPT共七十頁，創作于2022年6月2、染色體的結構模型 染色單體1DNA+pro 染色質線是單線

10、染色體 染色單體在細胞分裂過程中染色質線到底是怎樣卷縮成為一定形態結構的染色體？第三十二張，PPT共七十頁，創作于2022年6月染色體結構模型現在認為至少存在三個層次的卷縮:核小體 螺線管 染色體 卷縮機理不清楚 第三十三張，PPT共七十頁，創作于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，創作于2022年6月第三十五張，PPT共七十頁，創作于2022年6月第四節 DNA的復制 一、DNA復制的一般特點 1、復制方式：半保留復制2、復制起點：大多數細菌及病 毒只有一個復制起點 ，一個 復制子 ；真核生物是多起點 的，多個復制子 3、復制方向：一般為雙向復制 第三十六張，

11、PPT共七十頁，創作于2022年6月DNA半保留復制 第三十七張，PPT共七十頁，創作于2022年6月真核生物染色體多起點DNA復制電鏡照片 第三十八張，PPT共七十頁，創作于2022年6月二、原核生物DNA合成 1、半保留復制，雙向復制 2、有引物的引導，為RNA 3、延伸方向為53。4、一條鏈一直從5向3方向延 伸，稱前導鏈，連續合成 ；另一條先沿53 合成岡 崎片段，再由連接酶連起 來鏈，后隨鏈，不連續合成 第三十九張，PPT共七十頁，創作于2022年6月原核生物DNA合成(一)、有關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，創作

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

13、然后這個“”鏈從“”鏈模板釋放出來，它也以自己為模板復制出一條與自己互補的“”鏈，形成了一條新生的病毒RNA。 第四十六張，PPT共七十頁，創作于2022年6月三、真核生物DNA合成 真核生物DNA的復制與原核生 物的主要不同點：1、DNA的合成只是在S期進行，原 核生物則在整個細胞生長過程 中都進行DNA合成 2、原核生物DNA的復制是單起點 的，真核生物染色體的復制則 為多起點的第四十七張，PPT共七十頁，創作于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鏈（）和后隨鏈（）的合成 ；在原核生物中由聚合酶III同

14、時控制二條鏈的合成（真核生物共有 5種聚合酶）5、染色體端體的復制：原核生物的染色體大多數為環狀 ，而真核生物為線狀。第四十八張，PPT共七十頁，創作于2022年6月真核生物DNA復制 第四十九張，PPT共七十頁，創作于2022年6月第五節 RNA的轉錄及加工一、三種RNA分子1、mRNA把DNA上的遺傳信息精確無誤地轉錄下來，然后由mRNA的堿基順序決定蛋白質的氨基酸順序，完成基因表達過程中的遺傳信息傳遞過程。（從細胞核細胞質）2、tRNA：最小的RNA，由70到90個核苷酸組成，具有稀有堿基的特點。根據mRNA的遺傳密碼依次準確地將合成多肽的原料氨基酸運送到工廠，是氨基酸的特異運輸車。第五

15、十張，PPT共七十頁，創作于2022年6月tRNA的三維結構 第五十一張，PPT共七十頁，創作于2022年6月DNA分子的雙螺旋結構模型第五十二張，PPT共七十頁，創作于2022年6月3、rRNA：核糖體的主要成 分。在大腸桿菌中： rRNA量占細胞總RNA量的 75-85 tRNA占15 mRNA占3-5 第五十三張，PPT共七十頁，創作于2022年6月二、RNA合成的一般特點 1、所用原料為核苷三磷酸；在DNA合成 時為脫氧核苷三磷酸 2、只有一條DNA鏈被用作模板；DNA合成 時，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，創作于2022年6月三、原核生物RNA的合成 * 轉錄后形成一個RNA分子的一段DNA序列稱為一個轉錄單位 * 一個轉錄單位可能剛好是一個基因，也可能含有多個基因 * RNA轉錄分三步：(1)RNA鏈的起始；(2)RNA鏈的延長；(3)RNA鏈的終 止及新鏈的釋放 第五十五張，PPT共七十頁，創作于2022年6月RNA的轉錄過程 第五十六張，PPT共七十頁，創作于2022年6月啟動子的結構 第五十七張，PPT共七十頁，創作于2022年6月RNA鏈的延伸 第五十八張，PPT共七十頁，創作于2022年6月四、真核生物RNA

17、的轉錄及加工 第五十九張，PPT共七十頁，創作于2022年6月真核生物與原核生物RNA的轉錄的不同點1、真核生物RNA的轉錄是在細胞核內進行， 而蛋白質的合成則是在細胞質內2、原核生物的一個mRNA分子通常含有多個基 因；而少數較低等真核生物外，真核生物 一個mRNA分子一般只編碼一個基因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聚合酶直接起始轉錄合成RNA ；真核生物三種RNA聚合酶都必須在蛋白 質轉錄因子的協助下才能進行RNA的轉錄 第六十張，PPT共七十頁，創作于2022年6月真

18、核生物mRNA在轉錄后的加工： 1、5端加上帽子(7甲基鳥嘌呤核苷) 在蛋白質翻譯時識別起始位置及防止 被RNA酶降解 2、3端加上尾巴(聚腺苷酸,polyA) 對增加mRNA的穩定性及從細胞核向細 胞質的運輸具有重要作用 3、切除非編碼序列(內含子)，將編碼序 列(外顯子)連接起來，才能進行蛋白 質的翻譯 第六十一張，PPT共七十頁，創作于2022年6月真核生物mRNA的加工 第六十二張，PPT共七十頁，創作于2022年6月第六節 遺傳密碼與蛋白質的翻譯 一、遺傳密碼 （1）三聯體密碼 （2）通用性（3）簡并現象（4）遺傳密碼間不能重復利用： 除少數情況外，一個mRNA上每 個堿基只屬于一個密碼子 （5）起始密碼子：AUG GUG 和終止密碼子: UAA UAG UGA (6) 遺傳密碼間無逗號