基因与基因工程PPT课件

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➢孟德尔提出了杂交、自交、回交等一套 科学有效的遗传研究方法，来研究遗传 因子的规律。孟德尔创立的这套方法一 直沿用到 1950s，才被分子遗传学方法取 代。
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基因是一段 DNA 序列
“遗传因子/基因”的设想一经提出，
便推动人们去寻找，去探索
基因在哪里？
基因是什么？
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基因在染色体上
•显性基因 •隐性基因 •致死基因
显性性状 隐性性状 致死作用
➢基因理论中的许多复杂情况
以孟德尔学说为开端的遗传理 论，发展到以 DNA 分子结构为基础 的分子遗传学，使我们对遗传规律有 了确切的理解。
应该看到，实际上生命世界的遗 传现象远比上面谈到的要复杂得多。
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一个基因一个性状？不一定。 例如肤色的控制至少有三个基因参 与。
不致病的R型
活S
死S 死S 活R
活R
格里菲斯的转化. 实验
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格里菲斯的肺炎双球菌转化实验
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35S－ 标记蛋白质
32P－ 标记 DNA
分别用放射性同位素标记噬菌体
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35S 标记外壳蛋白质,感染后放射标记不进入大肠杆菌细胞
32P 标记 DNA ,感染后放射标记进入大肠杆菌细胞
爱弗莱证实转化. 物质是 DNA 29
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➢ 遗传物质是 DNA
各方面的实验证据表明，基因的化学本质 不是蛋白质，而是 DNA。格里菲斯的实验 （1928）证明遗传物质可以转化进入细菌， 改变细菌特性。后来爱弗莱的实验（1944） 证实，进入细菌改变特性的遗传物质是 DNA， 而不是蛋白质。
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肺炎双球菌有多糖荚膜
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可致病的S型
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孟德尔学说的重要意义
（1）孟德尔第一次明确提出遗传因 子的概念, 并且提出了遗传因子控制 遗传性状的若干规律：
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➢大多数生物体通常由 一对遗传因子（后 来称为两个等位基因）控制同一性状。这 样的生物体称为 2n 个体。 ➢ 遗传因子可以区分为显性和隐性。 ➢ 控制不同性状的遗传因子是各自独立的。
（2）传递遗传信息的功能
（3）表达遗传信息的功能
由此，克里克提出中心法则, 确定
遗传信息由 DNA 通过 RNA 流向蛋
白质的普遍规律。
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➢中心法则
遗传信息储存在DNA中，DNA通过转录生成 mRNA，mRNA再通过翻译生成蛋白质，从而完 成遗传信息的表达过程。
DNA
DNA
RNA
蛋白质
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细菌细胞（原核）的基因表达
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2.基因位于染色体上
基因的概念
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野生果蝇没有现成的成对性状
触须 长/短
身体 灰/黑
眼睛 红/紫
翅 长/短
控 在制 2# 不 染同 色性 体状 上的 的等 位位 置基
因
摩根在长期饲养中找到各. 个性状的突变株。 19
减数分裂时发生：染色体交叉/基因重组。
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g－ 身体 灰/黑
c－ 眼睛 红/紫
基因决定性状，环境还起不起 作用？在基因型确定的基础上, 环 境常常会影响表型。
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人的肤色至少由三个基因控制
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环 境 影 响 表 型
产生黑色素的酶在较 高温度下失活，所
以毛色在端点位置体温较. 低处呈黑色
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基因与基因工程
二、基因工程的原理
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➢ DNA作为遗传物质的功能
（1）贮藏遗传信息的功能
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孟 德 尔 (1822-1884)
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孟德尔（1822－1884）从 1856 年 起开始豌豆试验。
孟德尔的基本方法是杂交。 经过近 10 年的潜心研究，孟德尔 发表了他的研究报告。其内容可概 括两个定律。
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基因的概念
1.孟德尔遗传因子
孟 德 尔 研 究 的 七 对 性 状
豌豆杂交操作
华生和克里克提出 DNA 双螺旋模型。
DNA 双螺旋模型说明 DNA 分子能 够充 当遗传的物质基础。 按照双螺旋模型， 在细胞分裂时，DNA 的合成应是“半保 留复制”的模式。
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DNA双螺旋. 模型
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DNA的半保留复制
DNA在自我复制的过程中，两条双链 打开，以形成的两条单链为模板，各 自合成一条与之互补的新链。新形成 的两条双链DNA中各含有一条旧链和 一条新链，所以称为半保留复制。
显微镜技术与染色技术的发展，使 人们注意到，细胞分裂时，尤其是减数 分裂中，染色体的行为和孟德尔提出的 等位基因的分离规律相当一致，所以， 确定基因在细胞核中，在染色体上。
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摩尔根实验室用果蝇为材料的 工作，确定了基因在染色体上的分 布规律（基因的连锁与互换定律）。
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果蝇有 4 对染色体
生命科学导论
王绍明
石河子大学生命科学学院 College of Life Science，Shihezi University
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基因与基因工程
一、基因的基本知识 二、基因工程的原理 三、基因工程技术的应用 四、人类基因组计划
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基因与基因工程
一、基因的基本知识
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➢基因的概念
1.孟德尔遗传因子
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动物植物（真 核）细胞中的
基因表达
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➢ 什么是基因工程
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。 是在生物体外，通过对DNA分子进行人工
2.基因位于染色体上
3.DNA与染色体的关 系
4.从DNA到蛋白质
5.DNA与性状
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生命最重要的本质之一是性状特征 自上代传至下代——遗传。
今天，从遗传学研究衍生出来的 基因工程技术，已构成生物技术的核 心，在实际应用中显示出极大的潜力。
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➢孟德尔学说奠定了遗传学基础
在孟德尔以前，人们看到遗传现象，猜 想遗传是有规律的，甚至在农牧业育种 中实际运用了遗传规律，但是，一直找 不到研究遗传规律的恰当方法。
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半 保 留 复 制
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细菌培养在含15N 的培养
基中
细菌培养在含14N 的培养基中
一代
两代
证实半保
留复制的
实验
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. DNA
基因的概念
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从
到 蛋 白 质
DNA
前体 mRN RNA A
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多肽链 35
基因的概念
5.DNA与性状
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➢基因在遗传中的作用
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基因在遗传中的作用
性状是由基因与环境共同作用的结果
l－ 翅 长/短
重 组频 率
基因重组服从这样的规则：
两个基因在染色体离得越远，重组频率越高； 两个基因在染色体上离得越. 近，重组频率越低。 21
基因的概念
3.染色体与DNA的关系
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显性等位基因 隐性等位基因
纯合子
纯合. 子
杂合子
同
同 一
源 染 色
性体
状 的 两 个
分 别 带 着
等控
位制Biblioteka Baidu
基
因