第十七章遗传物质的功能单位优秀课件
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▪ 1953年，James Watson和Francis Crick建立了
DNA的双螺旋模型。1962年诺贝尔奖
▪ 1968年到1973, W. Arber,H. Smith和D. Nathans等人发现了限制性内切酶 ，为重组DNA 技术提供了强大的工具
1944年-现在
▪ 1961年， F. H. C. Crick 等用实验证明他于 1958年提出的关于遗传三联密码子的推测
▪ 2. 是研究生物体遗传信息和表达规律的科 学
▪ 解决问题：物种代代
相传；
▪
性状
遗传。
▪ 3. 是研究和了解基因本质的科学
▪ 遗传物质是什么？
▪ 遗传物质
性状？
遗传和变异的概念
1.遗传：亲子间的相似现象。 “种瓜得瓜、种豆得豆”
2.变异：个体之间的差异。 “母生九子，九子有别”
3.遗传和变异是一对矛盾。 遗传Байду номын сангаас变异和选择是生物进化的三大因素
第十七章遗传物质的功能单位
遗传学概述
遗传学是一门涉及生命起源和生物进化的理论 科学，同时也是一门密切联系生产实际的基 础科学。
▪ 遗传学研究生物遗传和变异的科学；是研究 生物体遗传信息和表达规律的科学；是研究 和了解遗传物质本质的科学。
遗传学的研究内容
▪ 1.是研究生物遗传和变异的科学
▪ 遗传学与生命起源和生物进化有关。
二、本泽尔证实了基因是一个功能单位而不是结 构上的最小单位：
①顺反子：一段DNA序列（病毒中为一段RNA序列）， 能够编码一种多肽的所需要的最短的DNA片段，是遗传 的功能单位，包含不同的突变子和重组子。 ②突变子：指基因中发生突变后能产生表型效应的遗传 物质的最小单位，它可以是一个或多个核苷酸。 ③重组子：顺反子中能通过交换重组改变表型的最小单 位，它在结构上不能通过交换而分开。
▪ 1926年，Thomas Hunt Morgan发表了遗传学史上的 名著《The Theory of the Gene》《基因论》，创立了 基因学说，并于1933年诺贝尔奖
▪ 1927年，L. Stadler和H. J. Muller发现了X射线诱导的 基因突变
▪ 1941年， G. W. Beadle 在红色面包霉生化遗传研究中， 提出“一个基因一种酶”假说
RⅡ
RⅡ
RⅡ
RⅡ RⅡ+SⅢ RⅡ
图 9-2 O.Avery 等的体外转化实验
35S
32P
二. Hershey-Chase 的噬菌体实
Waring
10’
验blender
离心
离心 图 9- Hershey 和 Chase 的 T2 渗震实验
二、RNA也是遗传物质
1956年A.Gierer和G.Schraman发现： 烟草花叶病毒（TMV），其遗传物质是
▪ 21世纪，遗传学进入后基因组时代
第一节 遗传物质是核酸
一、遗传物质是DNA的直接证据
1928年，Griffith 肺炎双球菌体内转化实验
SⅢ 杀死细菌 分离提取
多糖
脂类
RNA 蛋白质
DNA DNA+DNase
RⅡ
RⅡ
RⅡ
RⅡ
RⅡ
RⅡ
不杀死 不杀死
小鼠
小鼠
不杀死 小鼠
不杀死 可杀死
小鼠
小鼠
不杀死 小鼠
3、DNA在代谢中较稳定，不受生物体的营养条件、 年龄等因素的影响；
4、作用于DNA的一些物理和化学因素可以引起生 物体遗传特性的改变。
理论上，遗传物质必须具备四个条件：
自我复制； 能储存遗传信息； 能表达遗传信息； 可由突变产生变异。
所以，DNA是生物主要的遗传物质。
第二节 基因概念的发展
一、摩尔根创立的“三位一体”的基因假 说： 基因是决定性状的最小单位、突变的最小单位 和重组的最小单位（P752页）。这种“功能、 交换、突变”三位一体的基因假说就是经典遗传 学的基因概念
▪ 1943年，S. Luria和M. Delbrück证明细菌有正常的遗 传系统，并把细菌作为遗传学研究的模式生物
1944年-现在
▪ 1944年，O. T. Avery用纯化因子研究肺炎球菌的 转化实验，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质
▪ 1952年， A. D. Hershey等用同位素示踪法在研 究噬菌体感染细菌的实验中，再次确认了DNA是遗 传物质
RNA。
1957年美国的Heinz Fraenkel-Conrat和 B.Singre用重建实验证实了这一结论。
三、真核生物中DNA是遗传物质的间接证据
1、DNA分布在染色体内，是染色体的主要成分，而染 色体是直接与遗传有关的；
2、细胞核内的DNA的含量十分稳定，而且与染色 体的数目存在着平行关系；
4.遗传和变异的表现与环境不可分割。
现代遗传学发展史的简要回顾
现代遗传学可以分为4个时期 1.1860年以前（光学显微镜、细胞理论 物种起源） 2.1860年－1900年（孟德尔遗传定律的发
现和再发现）
3.1900年－1944年 4.1944到现在
1900年-1944年
▪ 1903年， W. Sutton和T. Boveri 提出减数分裂 过程中染色体行为的假设,成功地解释了孟德尔 定律，并最终导致了基因位于染色体上的发现， 奠立了遗传的染色体学说 : 基因在染色体上成 线性排列
所以，一个基因不是一个突变单位，也不是一个重组 单位，仅是一个功能单位，基因内部的一个或者若干 个脱氧核苷酸对才是重组单位或突变单位。打破了 “三位一体”的基因概念。
▪ 1961 年，F. Jacob和J. Monod 提出了大肠杆菌 的操纵子学说，阐明微生物基因表达的调节问题
▪ 1971年，S. Cohen和 H. Boyer等人首次完成了 DNA重组，开创了基因工程的时代
▪ 1993年，K. B. Mullis由于发明PCR技术获诺贝尔 化学奖
▪ 20世纪90年代，“HMG”计划开始实施；随后，多 种模式生物基因组计划开展
▪ 1906年，W. Bateson 从香豌豆中发现性状连锁； 创造（遗传学）
▪ 1909年，丹麦遗传学家约翰逊(W. Johannsen)创 造了“Gene”这个词，中文音译为“基因”
▪ 1913年，Alfred Sturtevant利用果蝇作出了第 一张遗传图谱
1900年-1944年
▪ R. A. Fisher成功运用多基因假设分析资料，首次将数 量变异划分为各个分量，开创数量性状遗传研究的思 想方法。1925年，首次提出了方差分析（ANOVA）方 法,为数量遗传学的发展奠定了基础。
DNA的双螺旋模型。1962年诺贝尔奖
▪ 1968年到1973, W. Arber,H. Smith和D. Nathans等人发现了限制性内切酶 ，为重组DNA 技术提供了强大的工具
1944年-现在
▪ 1961年， F. H. C. Crick 等用实验证明他于 1958年提出的关于遗传三联密码子的推测
▪ 2. 是研究生物体遗传信息和表达规律的科 学
▪ 解决问题：物种代代
相传；
▪
性状
遗传。
▪ 3. 是研究和了解基因本质的科学
▪ 遗传物质是什么？
▪ 遗传物质
性状？
遗传和变异的概念
1.遗传：亲子间的相似现象。 “种瓜得瓜、种豆得豆”
2.变异：个体之间的差异。 “母生九子，九子有别”
3.遗传和变异是一对矛盾。 遗传Байду номын сангаас变异和选择是生物进化的三大因素
第十七章遗传物质的功能单位
遗传学概述
遗传学是一门涉及生命起源和生物进化的理论 科学，同时也是一门密切联系生产实际的基 础科学。
▪ 遗传学研究生物遗传和变异的科学；是研究 生物体遗传信息和表达规律的科学；是研究 和了解遗传物质本质的科学。
遗传学的研究内容
▪ 1.是研究生物遗传和变异的科学
▪ 遗传学与生命起源和生物进化有关。
二、本泽尔证实了基因是一个功能单位而不是结 构上的最小单位：
①顺反子：一段DNA序列（病毒中为一段RNA序列）， 能够编码一种多肽的所需要的最短的DNA片段，是遗传 的功能单位，包含不同的突变子和重组子。 ②突变子：指基因中发生突变后能产生表型效应的遗传 物质的最小单位，它可以是一个或多个核苷酸。 ③重组子：顺反子中能通过交换重组改变表型的最小单 位，它在结构上不能通过交换而分开。
▪ 1926年，Thomas Hunt Morgan发表了遗传学史上的 名著《The Theory of the Gene》《基因论》，创立了 基因学说，并于1933年诺贝尔奖
▪ 1927年，L. Stadler和H. J. Muller发现了X射线诱导的 基因突变
▪ 1941年， G. W. Beadle 在红色面包霉生化遗传研究中， 提出“一个基因一种酶”假说
RⅡ
RⅡ
RⅡ
RⅡ RⅡ+SⅢ RⅡ
图 9-2 O.Avery 等的体外转化实验
35S
32P
二. Hershey-Chase 的噬菌体实
Waring
10’
验blender
离心
离心 图 9- Hershey 和 Chase 的 T2 渗震实验
二、RNA也是遗传物质
1956年A.Gierer和G.Schraman发现： 烟草花叶病毒（TMV），其遗传物质是
▪ 21世纪，遗传学进入后基因组时代
第一节 遗传物质是核酸
一、遗传物质是DNA的直接证据
1928年，Griffith 肺炎双球菌体内转化实验
SⅢ 杀死细菌 分离提取
多糖
脂类
RNA 蛋白质
DNA DNA+DNase
RⅡ
RⅡ
RⅡ
RⅡ
RⅡ
RⅡ
不杀死 不杀死
小鼠
小鼠
不杀死 小鼠
不杀死 可杀死
小鼠
小鼠
不杀死 小鼠
3、DNA在代谢中较稳定，不受生物体的营养条件、 年龄等因素的影响；
4、作用于DNA的一些物理和化学因素可以引起生 物体遗传特性的改变。
理论上，遗传物质必须具备四个条件：
自我复制； 能储存遗传信息； 能表达遗传信息； 可由突变产生变异。
所以，DNA是生物主要的遗传物质。
第二节 基因概念的发展
一、摩尔根创立的“三位一体”的基因假 说： 基因是决定性状的最小单位、突变的最小单位 和重组的最小单位（P752页）。这种“功能、 交换、突变”三位一体的基因假说就是经典遗传 学的基因概念
▪ 1943年，S. Luria和M. Delbrück证明细菌有正常的遗 传系统，并把细菌作为遗传学研究的模式生物
1944年-现在
▪ 1944年，O. T. Avery用纯化因子研究肺炎球菌的 转化实验，证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质
▪ 1952年， A. D. Hershey等用同位素示踪法在研 究噬菌体感染细菌的实验中，再次确认了DNA是遗 传物质
RNA。
1957年美国的Heinz Fraenkel-Conrat和 B.Singre用重建实验证实了这一结论。
三、真核生物中DNA是遗传物质的间接证据
1、DNA分布在染色体内，是染色体的主要成分，而染 色体是直接与遗传有关的；
2、细胞核内的DNA的含量十分稳定，而且与染色 体的数目存在着平行关系；
4.遗传和变异的表现与环境不可分割。
现代遗传学发展史的简要回顾
现代遗传学可以分为4个时期 1.1860年以前（光学显微镜、细胞理论 物种起源） 2.1860年－1900年（孟德尔遗传定律的发
现和再发现）
3.1900年－1944年 4.1944到现在
1900年-1944年
▪ 1903年， W. Sutton和T. Boveri 提出减数分裂 过程中染色体行为的假设,成功地解释了孟德尔 定律，并最终导致了基因位于染色体上的发现， 奠立了遗传的染色体学说 : 基因在染色体上成 线性排列
所以，一个基因不是一个突变单位，也不是一个重组 单位，仅是一个功能单位，基因内部的一个或者若干 个脱氧核苷酸对才是重组单位或突变单位。打破了 “三位一体”的基因概念。
▪ 1961 年，F. Jacob和J. Monod 提出了大肠杆菌 的操纵子学说，阐明微生物基因表达的调节问题
▪ 1971年，S. Cohen和 H. Boyer等人首次完成了 DNA重组，开创了基因工程的时代
▪ 1993年，K. B. Mullis由于发明PCR技术获诺贝尔 化学奖
▪ 20世纪90年代，“HMG”计划开始实施；随后，多 种模式生物基因组计划开展
▪ 1906年，W. Bateson 从香豌豆中发现性状连锁； 创造（遗传学）
▪ 1909年，丹麦遗传学家约翰逊(W. Johannsen)创 造了“Gene”这个词，中文音译为“基因”
▪ 1913年，Alfred Sturtevant利用果蝇作出了第 一张遗传图谱
1900年-1944年
▪ R. A. Fisher成功运用多基因假设分析资料，首次将数 量变异划分为各个分量，开创数量性状遗传研究的思 想方法。1925年，首次提出了方差分析（ANOVA）方 法,为数量遗传学的发展奠定了基础。