第1章 遗传物质的分子结构、性质和功能38页PPT
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《遗传物质》课件
翻译意义
翻译是基因表达的最后步骤，通过翻译，基因中的遗传信息被转化为蛋白质的结构和功能，进而影响生 物体的各种生命活动。翻译的调控对于生物体的生长发育、代谢和应激反应等具有重要的意义。
04
遗传物质与生物进化
生物进化的基本概念
01
02
03
生物进化
指生物种群基因频率随时 间改变的过程，是生物多 样性的主要原因。
生物燃料
通过遗传工程手段，改良微生物或植物，生产可 再生生物燃料，如生物柴油、生物乙醇等。
生物检测
利用遗传物质的特异性，开发出各种生物传感器 和检测试剂，用于环境监测、食品安全等领域。
06
遗传物质的前沿研究
基因编辑技术的研究与应用
基因编辑技术
CRISPR-Cas9系统是目前最常用的基因编辑技术，它能够 精确地定位和修改DNA序列，为遗传疾病治疗、农作物改 良等领域提供了强大的工具。
02
遗传物质的组成与结构
DNA的组成与结构
DNA的组成
DNA由四种不同的脱氧核苷酸组成，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸（dATP）、胸腺 嘧啶脱氧核苷酸（dTTP）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（dGTP）和胞嘧啶脱氧核苷酸（ dCTP）。
DNA的结构
DNA的双螺旋结构由两条反向平行的多核苷酸链组成，通过碱基配对（A与T配 对，G与C配对）连接在一起。
基因突变
指基因序列的碱基对的增添、缺失 或替换，导致基因结构的改变。
生物进化中的遗传物质变异
基因突变的意义
基因突变是生物进化的主 要驱动力之一，为生物进 化提供了丰富的遗传资源 。
基因重组
指同源或非同源染色体之 间的交换和重排，是生物 多样性的重要来源之一。
基因流与种群分化
翻译是基因表达的最后步骤，通过翻译，基因中的遗传信息被转化为蛋白质的结构和功能，进而影响生 物体的各种生命活动。翻译的调控对于生物体的生长发育、代谢和应激反应等具有重要的意义。
04
遗传物质与生物进化
生物进化的基本概念
01
02
03
生物进化
指生物种群基因频率随时 间改变的过程，是生物多 样性的主要原因。
生物燃料
通过遗传工程手段，改良微生物或植物，生产可 再生生物燃料，如生物柴油、生物乙醇等。
生物检测
利用遗传物质的特异性，开发出各种生物传感器 和检测试剂，用于环境监测、食品安全等领域。
06
遗传物质的前沿研究
基因编辑技术的研究与应用
基因编辑技术
CRISPR-Cas9系统是目前最常用的基因编辑技术，它能够 精确地定位和修改DNA序列，为遗传疾病治疗、农作物改 良等领域提供了强大的工具。
02
遗传物质的组成与结构
DNA的组成与结构
DNA的组成
DNA由四种不同的脱氧核苷酸组成，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸（dATP）、胸腺 嘧啶脱氧核苷酸（dTTP）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（dGTP）和胞嘧啶脱氧核苷酸（ dCTP）。
DNA的结构
DNA的双螺旋结构由两条反向平行的多核苷酸链组成，通过碱基配对（A与T配 对，G与C配对）连接在一起。
基因突变
指基因序列的碱基对的增添、缺失 或替换，导致基因结构的改变。
生物进化中的遗传物质变异
基因突变的意义
基因突变是生物进化的主 要驱动力之一，为生物进 化提供了丰富的遗传资源 。
基因重组
指同源或非同源染色体之 间的交换和重排，是生物 多样性的重要来源之一。
基因流与种群分化
遗传的分子基础PPT课件
– 基因和多肽成线性对应的一个可能的理由：DNA核 苷酸顺序规定该基因编码蛋白质的氨基酸顺序； DNA中的遗传信息就是碱基序列；并存在某种遗传 密码(genetic code)，将核苷酸序列译成蛋白质氨基 酸顺序。
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。
RNA二级结构 ： 单链RNA自行盘绕形成局部双螺旋的多“茎”多“环” 结构，螺旋部分称为“茎”或“臂”非螺旋部分称为“ 环”，在螺旋区，A与U配对，G与C配对。
tRNA的二级结构： 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 、二氢尿嘧啶区、TΨC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一个臂。如图所示：
tRNA的 三级结构： 倒“L”形，所有的tRNA折叠后形成 大小相似及三 维构象相似的三级结构，这有利于携带 的氨基酸的tRNA进入核糖体的特定部位。 如图所示：
第三节 遗传信息的表达与调控
一、中心法则及其发展
遗传信息从DNA→mRNA→蛋白质的转录和翻译的 过程，以及遗传信息从DNA→DNA的复制过程，这 就是分子生物学的中心法则(central dogma)
现在还发现，某些DNA序列可以以左 手螺旋的形式存在，称为Z－ DNA(图)。
当某些DNA序列富含G－C，并且在 嘌呤和嘧啶交替出现时，可形成Z－ DNA。Z－DNA除左手螺旋外，其每 个螺圈含有12个碱基对。分子直径为 18Å，并只有一个深沟。现在还不知 道，Z－DNA在体内是否存在。
DNA分子构型的多态性
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
尿嘧啶（U）
美妙的DNA双螺旋
1、DNA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， 很像一个扭曲的梯子。
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。
RNA二级结构 ： 单链RNA自行盘绕形成局部双螺旋的多“茎”多“环” 结构，螺旋部分称为“茎”或“臂”非螺旋部分称为“ 环”，在螺旋区，A与U配对，G与C配对。
tRNA的二级结构： 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 、二氢尿嘧啶区、TΨC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一个臂。如图所示：
tRNA的 三级结构： 倒“L”形，所有的tRNA折叠后形成 大小相似及三 维构象相似的三级结构，这有利于携带 的氨基酸的tRNA进入核糖体的特定部位。 如图所示：
第三节 遗传信息的表达与调控
一、中心法则及其发展
遗传信息从DNA→mRNA→蛋白质的转录和翻译的 过程，以及遗传信息从DNA→DNA的复制过程，这 就是分子生物学的中心法则(central dogma)
现在还发现，某些DNA序列可以以左 手螺旋的形式存在，称为Z－ DNA(图)。
当某些DNA序列富含G－C，并且在 嘌呤和嘧啶交替出现时，可形成Z－ DNA。Z－DNA除左手螺旋外，其每 个螺圈含有12个碱基对。分子直径为 18Å，并只有一个深沟。现在还不知 道，Z－DNA在体内是否存在。
DNA分子构型的多态性
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
尿嘧啶（U）
美妙的DNA双螺旋
1、DNA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， 很像一个扭曲的梯子。
《遗传物质知识点》课件
遗传信息的传递途径
总结词
遗传信息通过DNA的复制、转录和翻译过程传递给后代或合成蛋白质。
详细描述
遗传信息传递给后代主要通过DNA的复制过程，确保亲本的遗传信息传递给子 代。同时，遗传信息也可以通过转录和翻译过程传递给蛋白质，合成相应的蛋 白质。这些蛋白质在生物体内发挥着重要的功能。
04 遗传物质的改变与遗传病
碱基配对
基因与DNA的关系
基因是DNA上的一个片段，用于编码 特定的蛋白质。
DNA中的碱基通过氢键形成碱基对， A与T配对，G与C配对。
DNA的复制过程
复制的起始
DNA复制从特定的起始点 开始，由DNA聚合酶催化 。
半保留复制
DNA复制时，每条链作为 模板，合成互补的新链。
复制的调控
复制过程中受到多种因素 的调控，确保DNA的准确 复制。
DNA的变异与进化
突变类型
DNA突变包括点突变、插入和缺 失等类型。
基因重组
通过同源重组或非同源重组的方 式实现DNA片段的交换和重排。
进化机制
DNA变异是生物进化的基础，通 过自然选择和遗传漂变影响物种
进化。
03 基因与遗传信息的传递
基因的概念与分类
总结词
基因是携带遗传信息的DNA片段，分为显性基因和隐性基因 。
遗传物质的主要特性
01
02
03
稳定性
遗传物质在生物体的世代 传递中保持相对稳定，不 易发生改变。
特异性
每种生物的遗传物质都是 独特的，决定了不同生物 的特性和差异。
多样性
遗传物质的不同组合方式 可以产生生物体的多样性 。
遗传物质在生物体中的作用
遗传信息的储存
遗传物质携带和储存了生物体的 遗传信息，这些信息决定了生物
第1章 遗传物质的分子结构、性质和功能
第二节 RNA的结构与功能
一、RNA的结构
RNA的一级结构 RNA的二级结构
分子内的局部双链 图tRNA
RNA的三级结构 tRNA 三叶草 倒L rRNA的高级结构 其他RNA高级结构 核酶：锤头型、发夹型等
RNA 的一级结构
RNA 的二级结构
RNA 的二级结构
二、RNA的功能
第一节 DNA的结构与功能
一、DNA的一级结构
DNA的一级结构是由4种脱氧核糖核苷酸即：腺嘌 呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶脱氧核苷酸，通过 3’，5’，—磷酸二酯键连接起来的直线形或环形多 聚体。
DNA的一级结构
5’
5’ 3’
5’---------------------------3’
DNA分子量的表示方法
DNA的相对分子质量非常大，通常一个染色体 就是一个DNA分子，最大的染色体DNA可超 过108bp。 bp, base pair
b,base 那么一种生物基因组有多大呢？
C值：一个物种单 倍体的染色体所含 的DNA的量。
显花植物 鸟类 哺乳类 爬行类 两栖类 骨鱼类 软骨鱼类 棘皮类 甲壳类 昆虫类 软体动物 蠕虫类 酶菌 藻类 真菌 革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌 枝原体 106
（1）概念： 反义核酸是根据碱基互补的原理, 利用人工合成或细胞中天然存在的DNA或RNA 片段(或其化学修饰的衍生物)与目的靶序列核 酸结合，通过空间位阻作用或诱导RNAase活性 的降解作用，在复制、转录、剪接、mRNA转 运及翻译等水平上，抑制或封闭目的靶基因的 表达。 反义核酸的功能主要取决于其稳定性、生物利 用度以及与靶基因结合或反应的特性。
3. microRNA或miRNA，小RNA MicroRNAs (miRNAs)是一种大小约21—23个碱基的 单链小分子RNA，是由具有发夹结构的约70-90个碱 基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成。
遗传学遗传物质的分子基础PPT.
____________________________________________________________ (7)对疼痛者的治疗 对头、肚、关节等疼痛可服用镇痛剂止痛。 二、煤气中毒的原因是什么？ 小提示14：让应聘者寄应聘信时随附他们的照片，这样你可以将人和名字一同记住。 面试过程中，不要摆弄手指或流露出若有所思的神情，因为这样在应聘者看来你并不关心他们的讲话，而是专注于其他的事情。摆弄
达到这种熟悉程度需要多少时间呢？权威机构在世界范围内调查的结果是：最少需要一个月。
1 ）“早上时间太紧张，可以不吃早餐。”对吗？为什么？
(2) 立刻控水，控水时，头要低、脚要高，将溺水者的腹部放在救护人的膝盖上，使溺水者下垂，并按压其背部。
图3－13 核小体结构模型
一个核小体及其连接丝约含180－200bp约146bp盘
第二节 核酸的化学结构 一、两种核酸及其区别
* 核酸的构成单元是核苷酸， 是核苷酸的多聚体
* 每个核苷酸包括三部分： 五碳糖、磷酸、碱基
* 两个核苷酸之间由3’和5’位的 磷酸二脂键相连
两种核酸的主要区别：
DNA：脱氧核糖，A、C、G、T 双链，分子链较长
RNA：核糖，A、C、G、U 单链，分子链较短
遗传物质的动物病毒含有双链RNA。
第三节 染色体的分子结构
一、原核生物染色体 与真核生物相比，原核生物的染色 体要简单得多，其染色体通常只有
一个核酸分子(DNA或RNA) 。
图3－11 大肠杆菌的染色体
DNA分子伸展有1200µm长，细菌直径1－2µm
图3－12 原核生物的染色体结构模型
二、真核生物染色体
A T，C G (4)每个螺旋3.4nm，含10bp，直径约为
达到这种熟悉程度需要多少时间呢？权威机构在世界范围内调查的结果是：最少需要一个月。
1 ）“早上时间太紧张，可以不吃早餐。”对吗？为什么？
(2) 立刻控水，控水时，头要低、脚要高，将溺水者的腹部放在救护人的膝盖上，使溺水者下垂，并按压其背部。
图3－13 核小体结构模型
一个核小体及其连接丝约含180－200bp约146bp盘
第二节 核酸的化学结构 一、两种核酸及其区别
* 核酸的构成单元是核苷酸， 是核苷酸的多聚体
* 每个核苷酸包括三部分： 五碳糖、磷酸、碱基
* 两个核苷酸之间由3’和5’位的 磷酸二脂键相连
两种核酸的主要区别：
DNA：脱氧核糖，A、C、G、T 双链，分子链较长
RNA：核糖，A、C、G、U 单链，分子链较短
遗传物质的动物病毒含有双链RNA。
第三节 染色体的分子结构
一、原核生物染色体 与真核生物相比，原核生物的染色 体要简单得多，其染色体通常只有
一个核酸分子(DNA或RNA) 。
图3－11 大肠杆菌的染色体
DNA分子伸展有1200µm长，细菌直径1－2µm
图3－12 原核生物的染色体结构模型
二、真核生物染色体
A T，C G (4)每个螺旋3.4nm，含10bp，直径约为
遗传物质PPT课件
核酸中各具有碱基和核苷酸的种类
依次是(
)
CA 4,8,4 和 4,8,4
B 4,5,4 和 4,5,4
C 4,5,4 和 4,8,4
D 4,8,4 和 4,5,4
•17
100
100个核苷酸所含的五碳糖个数是( )
•7
•8
•9
•10
DNA与RNA的比较
DNA 结构特点 双螺旋结构
RNA 单链结构
基本单位 脱氧核糖核苷 核糖核苷酸 酸
•11
三、DNA和RNA组成成分的差异
类别 基本单位 核苷酸
碱基 五碳糖 磷酸
DNA
RNA
脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
腺嘌呤脱氧核糖核苷酸
含有DNA 和RNA 两种核酸
DNA
DNA主要分布 于细胞核中， 储存、传递和 表达遗传信息
细菌、 动物、 植物
病毒
只含DNA DNA 只含RNA RNA
RNA主要分布 于细胞质中， 指导蛋白质的 合成
大多数噬菌体 烟草花叶病毒
无
蛋白质 正在研究中 朊病毒
•13
碱基、核苷酸的种类
1、 若是在含有DNA和RNA 的生物体中，碱 基的种类为5种，核苷酸的种类为8种。
4种含氮碱基
A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 U 尿嘧啶
腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸
•6
核酸中的相关计算
1 脱氧核苷酸数目=磷酸分子数=脱氧核糖分子数=碱基
数 2 脱氧核苷酸长链其中一端的脱氧核糖同一个磷酸直接相
连，其余的脱氧核糖（包括另一端的脱氧核糖）都直接同 两个磷酸相连。
的物质。
由命于活一动切的生主命要活承动担都者离，不所开以蛋核白酸质通，过蛋控遗白制传质蛋信是白息生质
现代分子生物学-课件(1)遗传物质的性质、结构与功能
(1)割裂基因split gene 是指基因的编码序列在DNA分子 上不是连接排列的，而是被不编码的序列所隔开。
(2)割裂基因DNA序列分类 分为外显子exon和内含子 intron。外显子是基因中编码的序列，是基因中对应于 mRNA序列的区域。内含子是不编码的序列，是从mRNA 中消失的区域。
(3)割裂基因的证据 通过对DNA和相应的mRNA进行杂交, 杂交后用电镜进行观察,如果基因中含有内含子,在所形成的 RNA-DNA杂交双链的某一部位就会出现不能配对的单链环。 (4)割裂基因转录后经剪接除去内含子
2、割裂基因的分布
• 分布于各种核基因中 编码蛋白质的核基因、编码rRNA的 核基因，以及编码tRNA的核基因存在割裂基因。
• 分布于低等真核生物的线粒体及叶绿体基因中 • 某些原核生物如古细菌和大肠杆菌的噬菌体中也存在割裂
基因。 • 真细菌中不存在割裂基因。 • 真核基因不一定都是割裂基因，真核生物也有一些结构基
基因突变是指基因发生的可遗传的变异。 携带突变基因的生物体叫突变体。 携带正常基因的生物体叫野生型。 4.孟德尔使用遗传粒子描述基因,并总结了两条基本遗传定律: 即遗传因子的分离定律和自由组合定律
孟德尔及所使用的实验材料-豌豆 和性状
Gregor Mendel,
Austrian Monk (奥地利和尚)
DNA拓扑异构体的相互转化由 拓扑异构酶（Ⅰ型和Ⅱ型）催化完成。
（四）DNA的四级结构
真核生物中核酸与蛋白质相互作用 形成的核糖体、剪接体，即可看成核酸 的四级结构。
另外DNA缠绕组蛋白构成核小体。
二、RNA的结构 （Structure of RNA）
RNA的种类、分布、功能
细胞核和胞液 线粒体 功
(2)割裂基因DNA序列分类 分为外显子exon和内含子 intron。外显子是基因中编码的序列，是基因中对应于 mRNA序列的区域。内含子是不编码的序列，是从mRNA 中消失的区域。
(3)割裂基因的证据 通过对DNA和相应的mRNA进行杂交, 杂交后用电镜进行观察,如果基因中含有内含子,在所形成的 RNA-DNA杂交双链的某一部位就会出现不能配对的单链环。 (4)割裂基因转录后经剪接除去内含子
2、割裂基因的分布
• 分布于各种核基因中 编码蛋白质的核基因、编码rRNA的 核基因，以及编码tRNA的核基因存在割裂基因。
• 分布于低等真核生物的线粒体及叶绿体基因中 • 某些原核生物如古细菌和大肠杆菌的噬菌体中也存在割裂
基因。 • 真细菌中不存在割裂基因。 • 真核基因不一定都是割裂基因，真核生物也有一些结构基
基因突变是指基因发生的可遗传的变异。 携带突变基因的生物体叫突变体。 携带正常基因的生物体叫野生型。 4.孟德尔使用遗传粒子描述基因,并总结了两条基本遗传定律: 即遗传因子的分离定律和自由组合定律
孟德尔及所使用的实验材料-豌豆 和性状
Gregor Mendel,
Austrian Monk (奥地利和尚)
DNA拓扑异构体的相互转化由 拓扑异构酶（Ⅰ型和Ⅱ型）催化完成。
（四）DNA的四级结构
真核生物中核酸与蛋白质相互作用 形成的核糖体、剪接体，即可看成核酸 的四级结构。
另外DNA缠绕组蛋白构成核小体。
二、RNA的结构 （Structure of RNA）
RNA的种类、分布、功能
细胞核和胞液 线粒体 功
遗传物质的分子基础PPT课件
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园艺植物遗传育种
中心法则的发展
反转录(逆转录)： 反转录酶； cDNA。
RNA的自我复制。 DNA指导蛋白质合成。
出版社 医学分社
35
园艺植物遗传育种
DNA 结构示意图
A 腺嘌呤
C G 胞嘧啶
鸟嘌呤
出版社 医学分社
T 胸腺嘧啶
磷酸
核糖
脱氧核糖核苷酸组成 多聚核苷酸链，两条链
互相盘绕形成双螺旋
碱基 5 ’ 端磷酸
碱基 碱基
3.4nm
碱基
2nm
碱基对
3 ’ 端羟基
氢键
核糖-磷酸骨架
遗传信息载体： 脱氧核糖核酸（DNA）双螺旋分子；长度 单位：碱基对 (bp)，千碱基对 (Kb)，百万碱基对 (Mb) 10
遗传物质的分子基础
出版社 医学分社
1
园艺植物遗传育种
2.1.2 DNA作为主要遗传物质直接证据
1）噬菌体的浸染实验 2）细菌转化试验 3）烟草花叶病毒(TMV)的感染实验
出版社 医学分社
2
园艺植物遗传育种
1）噬菌体的浸染实验
出版社 医学分社
3
园艺植物遗传育种
出版社 医学分社
噬菌体感染图象
4
园艺植物遗传育种
2）转录
在细胞核中，以DNA双链中的一条信息链为模板， 将DNA的遗传信息通过碱基互补的方式合成mRNA的过 程叫转录。
30
园艺植物遗传育种
出版社 医学分社
3）翻译
就是以ｍRNA为模板，将ｔRNA送来的各种氨基酸 按照ｍRNA的密码顺序，相互连接起来成为多肽链，并 进一步折叠起来成为立体蛋白质分子的过程。大致有４ 个阶段：
出版社 医学分社