染色体基因组和基因总结
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17
低等真核生物的单倍体基因组DNA含量
18
各种生物 基因组大 小比较 (从原核 生物到哺 乳动物)
19
不同物种的C值差异很大，随着生物的进化，生物 体的结构与功能越复杂，其C值就越大。
在结构、功能很相似的同一类生物中，甚至在亲缘 关系十分接近的物种之间，它们的C值可以相差数 10倍乃至上百倍。哺乳动物(包括人类)的C值均为 109bp的数量级，人们很难相信两栖动物的结构和 功能会比哺乳动物更复杂。
3
真核生物(Eukaryotes)
遗传物质集中存 在于核膜包围的 细胞核中,并与 特殊的蛋白质结 合为核蛋白－－ 染色体
4
原核生物的遗传物质只以裸露的核 酸分子存在，且与少量蛋白质结合， 但不形成染色体结构。然而习惯上， 原核生物的核酸分子也常被人们称为 染色体。
某些有机体，如噬菌体和病毒，既不是原核生物， 也不是真核生物。它们是一种超分子的亚细胞生命 形式，它们的繁殖必须在寄主体内进行，因而其遗 传机制与其寄主密切相关，如噬菌体（即细菌病毒） 适应了原核生物的遗传战略，而动物病毒和植物病
揭示了原核生物基因表达调控的规律，将 基因分为“结构基因”、“操纵基因”和 “调节基因”，以及后来发现的启动基因。
12
基因：一般是指表达一种蛋白质或功能RNA的遗 传物质的基本单位。是能够表达和产生基因产物 （蛋白质或RNA）的DNA序列。
反向生物学阶段
重组DNA技术 核酸杂交技术 ……
13
2. 基因概念的扩展
1944年，Avery等的肺炎球菌转化实验证明基 因的本质是DNA； 1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋模型；
10
1955年，遗传学家Benzer提出顺反子（Cistron）学说
cis-acting sites and trans-acting molecules
11
1961年，R. Jacob和J. Monod提出了操纵元 （又称操纵子）的概念；
7Hale Waihona Puke Baidu
基因概念的提出
1910年，Morgan指出基因在染色体上直线排列， 基因代表着一个有机的化学实体； Morgan的染色体—基因遗传理论 ， Gene 存在于染色体上。进一步将“性状”与“基 因”相耦联，成为现代遗传学的奠基石。
8
Theory of the gene (1926 T. H. Morgan)
毒则使用真核生物的遗传法则。
5
原核生物和真核生物的差别
6
第二节 基因、基因组与C值
一、基因的概念 1. 对基因的认识
基因的染色体遗传学阶段
1909年，丹麦生物学家W.Johannsen首先使用基因 一词，其概念与当年孟德尔提出的“遗传因子”完 全一致，这一阶段基因是逻辑推理的产物，用作表 示生物性状的符号，并无实质内容；
移动基因 断裂基因 假基因 重叠基因
14
3. 基因的种类
1) 根据产物类别可分为蛋白质基因和RNA基 因（tRNA基因和rRNA基因）；
2) 根据产生物的功能可以分为结构基因（酶 和不影响其它基因表达的蛋白质）和调节 基因（阻碍蛋白或转录激活因子）两大类。
15
二、基因组的概念
一个物种的单倍染色体的数目称为该物种的基因 组(genome)。
C值矛盾：无法用已知的功能解释生物如此大的 DNA量。
20
三、C值矛盾
与预期的编码蛋白质的基因的数量相比，基因 组的 DNA含量过多。即基因组大小与遗传复杂 性并非线性相关，称为C值矛盾(Paradox) 。
例：人类与E.coli编码基因数目的比较研究 E.coli. 4 × 106bp DNA 约编码3000种基因 人类3×109的DNA，是大肠杆菌的700多倍 有上百万个基因？？？
基因组(genome)：是指细胞或生物体的全套遗传 物质，即生物体维持配子或配子体正常功能的全 套染色体所含的全部基因（DNA)。
如人基因组的全长为大约3×109对碱基，编码 3-4 万个蛋白分子。
16
一个单倍体基因组的DNA含量总是恒定的，是 物种所特有的，称为C 值(C-value)。
C值是每种生物的一个特征，不同物种的C值差 异极大，最小的支原体（mycoplasma）只有 104bp，而最大的如某些显花植物和两栖动物可 达1011bp。
第一节：原核生物和真核生物细胞 第二节：基因、基因组和C值 第三节：原核生物染色体及基因特征 第四节：染色质结构 第五节：真核生物染色体及结构特征 第六节：真核生物基因
1
第一节 原核生物与真核生物细胞
按照细胞的结构和遗传物质在细胞内的分布，可将 生命有机体划分为原核生物和真核生物两大类。
21
根据不同细胞中的 mRNA数目来估算表达基因的 方法，哺乳动物的每种表型的细胞表达的基因约 为1×104个，
这样整个哺乳动物的基因数目要多于每种细胞的 表达数，估计应该有1×105个（不同书上有一定 偏差），
约为大肠杆菌的30倍，那么90％以上的DNA功能 何在？？
22
常见实验生物基因组的大小
23
就哺乳动物而言，由于哺乳动物的基因含有所谓的 “内含子”，因而基因可长达5000-8000 bp，少数 可达10 000 bp。即使按这样大小的基因进行推算， 哺乳动物的基因组相当于400 000-600 000个基因， 这是可能的吗？
24
基因数估计不会超过这个数字的10％。通过 DNA与RNA杂交试验，在特定类型的细胞中表 达的基因数目大约是10 000个，但各种细胞表达 的基因不相同，估计要乘上一个系数（3-4）才 能得到基因组的基因数目，有功能的基因数目为 30 000-40 000个。
原核生物没有真正的细胞核，遗传物质存在于整个 细胞之中，有时虽有相对集中的区域，但并无核膜 围绕。
真核生物的遗传物质集中在有核膜包围着的细胞核 中，并与某些特殊的蛋白质相结合成为核蛋白以构 成一种细密的结构，这种结构叫做染色体。
2
原核生物（ Prokaryotes ） 遗传物质－－类核或拟核 习惯上也称为染色体
• 基因是染色体上的实体
• 基因象链珠(bead)一样，孤立地呈 线状地排列在染色体上
• 基因是：
功能(functional unit) 突变(mutation unit) 交换(cross-over unit)
“三位一体”的 (Three in one)
最小的 不可分割的
基本的
遗传单位
9
基因的分子生物学阶段
低等真核生物的单倍体基因组DNA含量
18
各种生物 基因组大 小比较 (从原核 生物到哺 乳动物)
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不同物种的C值差异很大，随着生物的进化，生物 体的结构与功能越复杂，其C值就越大。
在结构、功能很相似的同一类生物中，甚至在亲缘 关系十分接近的物种之间，它们的C值可以相差数 10倍乃至上百倍。哺乳动物(包括人类)的C值均为 109bp的数量级，人们很难相信两栖动物的结构和 功能会比哺乳动物更复杂。
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真核生物(Eukaryotes)
遗传物质集中存 在于核膜包围的 细胞核中,并与 特殊的蛋白质结 合为核蛋白－－ 染色体
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原核生物的遗传物质只以裸露的核 酸分子存在，且与少量蛋白质结合， 但不形成染色体结构。然而习惯上， 原核生物的核酸分子也常被人们称为 染色体。
某些有机体，如噬菌体和病毒，既不是原核生物， 也不是真核生物。它们是一种超分子的亚细胞生命 形式，它们的繁殖必须在寄主体内进行，因而其遗 传机制与其寄主密切相关，如噬菌体（即细菌病毒） 适应了原核生物的遗传战略，而动物病毒和植物病
揭示了原核生物基因表达调控的规律，将 基因分为“结构基因”、“操纵基因”和 “调节基因”，以及后来发现的启动基因。
12
基因：一般是指表达一种蛋白质或功能RNA的遗 传物质的基本单位。是能够表达和产生基因产物 （蛋白质或RNA）的DNA序列。
反向生物学阶段
重组DNA技术 核酸杂交技术 ……
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2. 基因概念的扩展
1944年，Avery等的肺炎球菌转化实验证明基 因的本质是DNA； 1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋模型；
10
1955年，遗传学家Benzer提出顺反子（Cistron）学说
cis-acting sites and trans-acting molecules
11
1961年，R. Jacob和J. Monod提出了操纵元 （又称操纵子）的概念；
7Hale Waihona Puke Baidu
基因概念的提出
1910年，Morgan指出基因在染色体上直线排列， 基因代表着一个有机的化学实体； Morgan的染色体—基因遗传理论 ， Gene 存在于染色体上。进一步将“性状”与“基 因”相耦联，成为现代遗传学的奠基石。
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Theory of the gene (1926 T. H. Morgan)
毒则使用真核生物的遗传法则。
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原核生物和真核生物的差别
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第二节 基因、基因组与C值
一、基因的概念 1. 对基因的认识
基因的染色体遗传学阶段
1909年，丹麦生物学家W.Johannsen首先使用基因 一词，其概念与当年孟德尔提出的“遗传因子”完 全一致，这一阶段基因是逻辑推理的产物，用作表 示生物性状的符号，并无实质内容；
移动基因 断裂基因 假基因 重叠基因
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3. 基因的种类
1) 根据产物类别可分为蛋白质基因和RNA基 因（tRNA基因和rRNA基因）；
2) 根据产生物的功能可以分为结构基因（酶 和不影响其它基因表达的蛋白质）和调节 基因（阻碍蛋白或转录激活因子）两大类。
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二、基因组的概念
一个物种的单倍染色体的数目称为该物种的基因 组(genome)。
C值矛盾：无法用已知的功能解释生物如此大的 DNA量。
20
三、C值矛盾
与预期的编码蛋白质的基因的数量相比，基因 组的 DNA含量过多。即基因组大小与遗传复杂 性并非线性相关，称为C值矛盾(Paradox) 。
例：人类与E.coli编码基因数目的比较研究 E.coli. 4 × 106bp DNA 约编码3000种基因 人类3×109的DNA，是大肠杆菌的700多倍 有上百万个基因？？？
基因组(genome)：是指细胞或生物体的全套遗传 物质，即生物体维持配子或配子体正常功能的全 套染色体所含的全部基因（DNA)。
如人基因组的全长为大约3×109对碱基，编码 3-4 万个蛋白分子。
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一个单倍体基因组的DNA含量总是恒定的，是 物种所特有的，称为C 值(C-value)。
C值是每种生物的一个特征，不同物种的C值差 异极大，最小的支原体（mycoplasma）只有 104bp，而最大的如某些显花植物和两栖动物可 达1011bp。
第一节：原核生物和真核生物细胞 第二节：基因、基因组和C值 第三节：原核生物染色体及基因特征 第四节：染色质结构 第五节：真核生物染色体及结构特征 第六节：真核生物基因
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第一节 原核生物与真核生物细胞
按照细胞的结构和遗传物质在细胞内的分布，可将 生命有机体划分为原核生物和真核生物两大类。
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根据不同细胞中的 mRNA数目来估算表达基因的 方法，哺乳动物的每种表型的细胞表达的基因约 为1×104个，
这样整个哺乳动物的基因数目要多于每种细胞的 表达数，估计应该有1×105个（不同书上有一定 偏差），
约为大肠杆菌的30倍，那么90％以上的DNA功能 何在？？
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常见实验生物基因组的大小
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就哺乳动物而言，由于哺乳动物的基因含有所谓的 “内含子”，因而基因可长达5000-8000 bp，少数 可达10 000 bp。即使按这样大小的基因进行推算， 哺乳动物的基因组相当于400 000-600 000个基因， 这是可能的吗？
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基因数估计不会超过这个数字的10％。通过 DNA与RNA杂交试验，在特定类型的细胞中表 达的基因数目大约是10 000个，但各种细胞表达 的基因不相同，估计要乘上一个系数（3-4）才 能得到基因组的基因数目，有功能的基因数目为 30 000-40 000个。
原核生物没有真正的细胞核，遗传物质存在于整个 细胞之中，有时虽有相对集中的区域，但并无核膜 围绕。
真核生物的遗传物质集中在有核膜包围着的细胞核 中，并与某些特殊的蛋白质相结合成为核蛋白以构 成一种细密的结构，这种结构叫做染色体。
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原核生物（ Prokaryotes ） 遗传物质－－类核或拟核 习惯上也称为染色体
• 基因是染色体上的实体
• 基因象链珠(bead)一样，孤立地呈 线状地排列在染色体上
• 基因是：
功能(functional unit) 突变(mutation unit) 交换(cross-over unit)
“三位一体”的 (Three in one)
最小的 不可分割的
基本的
遗传单位
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基因的分子生物学阶段