遗传物质的结构和类型(精)
高中生物遗传物质知识点
高中生物遗传物质知识点复杂的劳动包含着需要耗费或多或少的辛劳、时间和金钱去获得的技巧和知识的运用。
下面小编给大家分享一些高中生物遗传物质知识,希望能够帮助大家,欢迎阅读!高中生物遗传物质知识11、DNA的特性:①稳定性:DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的,从而导致DNA分子的稳定性。
②多样性:DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
碱基对的排列方式:4n(n为碱基对的数目)③特异性:每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
2、碱基互补配对原则在碱基含量计算中的应用:①在双链DNA分子中,不互补的两碱基含量之和是相等的,占整个分子碱基总量的50%。
②在双链DNA分子中,一条链中的嘌呤之和与嘧啶之和的比值与其互补链中相应的比值互为倒数。
③在双链DNA分子中,一条链中的不互补的两碱基含量之和的比值(A+T/G+C)与其在互补链中的比值和在整个分子中的比值都是一样的。
3、DNA的复制:①时期:有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期。
②场所:主要在细胞核中。
③条件:a、模板:亲代DNA的两条母链;b、原料:四种脱氧核苷酸为;c、能量:(ATP);d、一系列的酶。
缺少其中任何一种,DNA复制都无法进行。
④过程:a、解旋:首先DNA分子利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条扭成螺旋的双链解开,这个过程称为解旋;b、合成子链:然后,以解开的每段链(母链)为模板,以周围环境中的脱氧核苷酸为原料,在有关酶的作用下,按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链。
随的解旋过程的进行,新合成的子链不断地延长,同时每条子链与其对应的母链互相盘绕成螺旋结构,c、形成新的DNA分子。
⑤特点:边解旋边复制,半保留复制。
⑥结果:一个DNA分子复制一次形成两个完全相同的DNA分子。
⑦意义:使亲代的遗传信息传给子代,从而使前后代保持了一定的连续性.。
第三章遗传物质的基础1
蛋白复杂得多,具种和组织特异性。
组蛋白 类型
H1 H2A H2B H3 H4
小牛胸腺染色体组蛋白的特点
碱性氨基酸
Lys
Arg
29%
1%
11%
9%
16%
6%
10%
13%
11%
14%
氨 基 酸 分子量
数
(Da)
215
23,000
129
13,960
125
13,775
135
15,340
102
11,280
•染色体的结构 分子生物学和生物化学研究表明,染色体基本结构单位为核 小体,核小体连接成染色质丝,经卷曲形成螺线管solenoid, (中期)后者进一步卷曲成超粗纤维,再进一步浓缩即为染 色体。高度浓缩的染色体长度只有DNA双螺旋的1/万左右。
第三章 遗传的物质基础
本章内容:
染色体 核酸 基因的组织与结构
遗传物质
生物性状
遗传物质的本质的揭示:
➢ 孟德尔(Mendel,G.J.)1856—1864年进行豌豆杂交 试验,发现分离和独立分配遗传规律
只是一种逻辑推理产物 没有任何物质内容
认为生物性状是受细胞里的颗粒性遗传因子控制
➢ 约翰生(Johannsen,W.L.)1909年用“基因” (gene)一词代替孟德尔的遗传因子概念
二、原核生物及病毒染色体结构
以大肠杆菌为例来阐明原核生 物染色体结构特点。
•大肠杆菌染色体以单个双链环状DNA分子构成,大约有 4.6×106bp。
•这种染色体组成了大肠杆菌的拟核(核质体)。
•在拟核中DNA占80%,其余为RNA和蛋白质。
分子生物学第二章 DNA结构
第一节 遗传物质的本质
一、DNA携带两类不同的遗传信息
a 、 编 码 蛋 白 质 和 RNA 的 信 息 ( 编 码 tRNA、 rRNA)
64个三联体密码子 3个终止密码子 编码氨基酸的61个密码子有简并性、通用性
* 类病毒(viroid): 使高等植物产生疾病的传染性因子 分子结构:含246~375 个核苷酸的单链环状RNA 分 子,没有蛋白质外壳。专性活细胞内寄生。
三、 是否存在核酸以外的遗传物质
反向重复序P列r间i间o隔n较长(proteinaccous infections particle)
a、编码蛋白质和RNA的信息(编码tRNA、 rRNA)
G*C+ A*T
H-DNA 两种异构体
l第三条链位于B-DNA的 Major groove中
T. S. DNA 的连接键
Watson bonding A= T G≡ C (D. S. DNA)
Hoogsteen 氢键
H+
G = C+(质子化 )
(第三链 , pH 小于7)
三股螺旋DNA结构特点总结
Rise 3.4 Å
Pitch 34 Å 10.4 bp/turn
Minor Groove
Major Groove
Width 20 Å
Twist 36°
◘ 大、小沟的差异
⊕ 大沟中碱基差异容易识别 ,往往是蛋 白质因子结合特异DAN序列的位点
⊕ 小沟相对体现的信息较少
二、 影响双螺旋结构稳定性的因素
朊病毒---蛋白质样的感染因子 这也是一般PCR实验技术中把变性温度定为94 ℃的原因
精子的形态结构与化学组成课件(共18张PPT)《动物繁殖》同步教学(中国农业出版社)
2.尾部 (1)线粒体:产生ATP。在精子尾 部的中段,是动力车间。 (2)磷脂类:卵磷脂和缩醛磷酯, 氧化供能。 (3)精子尾部主段还含有Fe、Cu等 元素,其中Fe主要对构成细胞色素有关。
顶体帽 顶体
核后帽
质膜
顶体外膜 顶体内膜
核膜 核
精 子 顶 体 的 基 本 结 构
2.颈部 颈部是连接头部和尾部 的部分,位于头的基部,含有2~3个 基粒,由近端中心小体衍生而来,尾 部的纤丝即以此为起点。
颈部长约0.5µm,是精子最脆弱 的部分。在精子成熟过程中,不利因 素极易影响尾部而形成无尾精子。
(3)无尾精子是由于机械应 激或渗透压的突然改变,出 现这类问题应对整个采精及 其操作过程进行分析。原生 质滴位于精子头尾交界处, 原生质滴是由于精子的成熟 度不够或公猪使用过度。
二、精子的化学及功能
1.头部 牛精子的含量为3.38×10-9mg。 (1)DNA(脱氧核糖核酸):细胞核的主要成分,携 带遗传信息,其遗传特性决定仔代的性别。 (2)蛋白质与氨基酸:组蛋白占精子干重的50%; 含17种氨基酸,主要是精氨酸,对顶体机能有保护作用; 组蛋白与DNA结合,对遗传信息的表达起控制作用。 (3)无机盐类:K+、Na+和无机P,与精子的运动有关。 P构成核苷酸中的磷酸分子;K+与精子活力有关。
精子的形态结构与化学组成
一、精子的形态结构
凡是哺乳动物射出的精子,在形 态和结构上具有共同特征,长50~ 70µm,由头部、颈部和尾部三部分构 成,表面有一层脂蛋白膜,是具有活 性和遗传物质的雄性生殖细胞。
精子长度不与个体大小成正比,有的甚 至相反。如大白鼠精子全长190µm,而大象 只有50µm。
4第四章遗传物质-基因和染色体
第四章遗传物质——基因和染色体第一节核被膜与核孔复合体细胞核的结构:在固定和染色的细胞中,可观察到细胞有下列结构:核被膜、染色质、核仁、核液(质)四部分。
一、核被膜(nuclear envelope)亦称核膜(nuclear membrane),由此使遗传物质DNA与细胞质分开。
电镜下证实为双层单位膜呈同心性排列。
除两膜之间有间隙外,膜上还有些特化结构。
所以,认为核被膜含义深刻,包括内容多,并执行重要的生理功能。
(一)核被膜结构1 外层核被膜(ONE)(外核膜)膜厚 6.5—7.5nm,相邻细胞质的一面常有核糖体附着,并有时与内质网(RER)相连,因此显得粗糙不平。
2 内层核被膜(INE)(内核膜):膜厚度基本同ONE,膜上无核糖体附着,显得比ONE 平滑。
但在其内表面常附有酸性蛋白质分子的聚合物组成的纤维网状结构(密电子物质),称纤维层(fibrous Lamina)或核纤层(nuclear lamina),又有内致密层之称。
其厚度约在10—20nm(30—160nm),是位于细胞内核膜下的纤维蛋白或纤维蛋白网络。
3 核周隙(perinuclear space)又有核围腔或核围池之称。
指两膜之间的空隙,宽约20—40nm(10—50nm),内充满液态无定形物质(蛋白质、酶类、脂蛋白、分泌蛋白、组蛋白等),它是核质之间活跃的物质交换渠道(有些部位直接与ER或Golgi池相通)。
4 核孔(nuclear pore)核膜并不完全连续,在许多部位,核膜内外两层常彼此融合,形成环状孔道,称为核孔,它们是核质之间的重要通道。
(二)核被膜的主要功能核孔复合体可以看作是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体,并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道。
双功能表现在它有两种运输方式:被动扩散与主动运输;双向性表现在既介导蛋白质的入核转运,又介导RNA、核糖核蛋白颗粒(RNP)的出核转运。
1、构成核、质之间的天然选择性屏障避免生命活动的彼此干扰,保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤2、核质之间的物质交换与信息交流1)通过核孔复合体的被动扩散——小分子物质的转运:核孔复合体作为被动扩散的亲水通道,其有效直径为9~10nm,有的可达12.5nm,即离子、小分子(相对分子质量在60KD以下)以及直径在10nm以下的物质原则上可以自由通过。
高中生物23DNA、RNA结构和基因-知识讲解
DNA、RNA的结构和基因编稿:闫敏敏审稿:宋辰霞【学习目标】1、概述DNA分子结构的主要特点。
2、制作DNA分子的双螺旋结构模型。
3、讨论DNA分子的双螺旋结构模型的构建过程。
4、说明基因的概念和遗传信息的含义。
5、说明基因和遗传信息的关系。
【要点梳理】要点一、DNA分子结构1. 结构层次(1)基本元素组成:C、H、O、N、P等(2)基本组成物质:脱氧核糖、含氮碱基(A、G、C、T)、磷酸(3)DNA分子的基本组成单位——四种脱氧核苷酸(4)化学结构(1级结构):脱氧核糖核苷酸链(5)空间结构(2~4级结构):①模式图②主要特点2. 结构特点 (1)稳定性:DNA 分子双螺旋结构具有相对稳定性。
决定因素:①DNA 分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。
②DNA 分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变。
③DNA 分子双螺旋结构中间为碱基对,对应碱基之间形成氢键,从而维持双螺旋结构的稳定。
④DNA 分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。
⑤每个特定的DNA 分子中,碱基对的数量和排列顺序稳定不变。
(2)特异性:每种生物的DNA 分子都有特定的碱基数目和排列顺序。
(3)多样性:DNA 分子碱基对的数量不同,碱基对的排列顺序千变万化,构成了DNA 分子的多样性。
3.碱基互补配对原则及其应用(1)碱基互补配对原则:A —T 、G —C ,即由此可推知DNA 分子碱基比的共性与特性 ①共性A T 1T A ==;G C 1C G==;A C A G 1T G T C ++==++。
要点诠释:上述比值不因生物种类的不同而不同,即不具有物种特异性。
②特异性 A T G C++的比值是不定的,这恰是DNA 分子多样性和特异性的体现。
(2)碱基计算的一般规律碱基互补配对原则,进行双链DNA 中有关含N 的碱基数目、比例的计算;根据DNA 中碱基种类及配对方式,理解DNA 分子的特性。
遗传的物质基础DNA课件.ppt
( C)
A、76% B、5% C、19% D、38%
习题
6:某生物遗传物质中嘌呤占58%,嘧啶占42%,此生物可能
是( C )
A 噬菌体 B 小麦 C 烟草花叶病毒 D 任何细胞生物
7:将用15N标记的一个DNA分子放在含14N的培养基中
让其复制三次,则含有15N的DNA分子占全部DNA
分子的比例是多少?含有15N的脱氧核苷酸单链占全 部单链的比例是多少?( B )
习题
1:DNA的一条链上A+G/T+C=0.4,那么在其互补
链上和整个DNA分子中,上述比例分别是( B )
A.0.4和0.6
B.2.5和1.0
C.0.4和1.0
D.0.6和1.0
2:对从某中生物组织提取的DNA进行分析,得知G 和C之和占DNA分子全部碱基总数的46%,其中一 条链(称为H链)的碱基中,A(腺嘌呤)占该碱 基总数的28%。请问:与H链互补的DNA链中腺嘌 呤(A)占该链全部碱基总数的百分比是多少?
基因重组 新基因型
变异
基因突变 新基因
变异
染色体变异
传递信息
遗传病与优生
基因频率改变 生物进化 现代生物进化论
遗传和变异
遗传的物质基础(DNA)
1、DNA是主要的遗传物质
◆证明DNA是遗传物质的科研方法及经典实验
1)证明DNA是遗传物质的一般方法是:设法将DNA和蛋白质分
开,单独、直接地去观察DNA的作用
☻分析子代噬菌体中 的放射性同位素
☻结果:
2个噬菌体含32P,
n个噬菌体含31P;
n个噬菌体都不含35S
例题1:有人试图通过实 验来了解H5N1禽流感病 毒侵入家禽的一些过程, 设计实验如右图:
002遗传物质的分子基础1
(2)1951年Pauling和Corey运用化学的定律来推 理,而不做具体的实验,建立了蛋白质的α -螺 旋模型; (3)受到晶体学者J. Donoh & Chargaff的指点。 (4)R.Franklin & Wilkins(維爾金)在1952年底 拍得了DNA结晶X衍射照片。
1953年,Watson 和 Crick 提出DNA的反 向平行双螺旋模型
1885—1900年间, Kossel、 Johnew、 Levene证实核酸由不 同的碱基组成。其最 简单的单体结构是碱 基- 核糖-磷酸构成的 核苷酸。 1929年又确定了核 酸有两种,一种是脱 氧核糖核酸( DNA), 另一种是核糖核酸 (RNA)。
DNA是遗传物 质的间接证据
不同波长的紫外光
第一节 DNA是主要遗传物质
遗传物质必须具备哪些特点? 1 ) 在体细胞中含量稳定; 2 ) 在生殖细胞中含量减半; 3 ) 能携带遗传信息; 4 ) 能精确地自我复制; 5 ) 能发生变异;
1869年,F.Miescher (米歇尔)从脓细 胞中提取到一种富 含磷元素的酸性化 合物---核素 (muclein)。
决定作用;非组蛋白与基因的调控有关。 (3).其它:RNA和一些脂类。
2.结构:
通过电镜观察和研究,提出染色质结构的串珠模型。
染色质的基本结构单元: 核小体(nucliesome): 由H2A、H2B、H3和H4 4种组蛋白构成。 连接丝: DNA双链 + H1组蛋白。 组蛋白 H1 H2A 53个氨基酸 129个氨基酸
H2B
H3 H4
125个氨基酸
133个氨基酸 102个氨基酸
1个核小体(绕有1.75圈DNA)+连接丝 约200bpDNA。 组蛋白在进化上很保守,亲缘关系很远的生物差异很小。 如H4:牛、豌豆均是102个氨基酸,其中仅2个氨基酸不一样。
第2章 遗传物质的分子本质
三、DNA结构的多态性
DNA的分子构型 ( B, Z, A ) 比较
Form
A
B
Z
Helix Direction Bp/circle Distance/helix Diameter/helix Sequence
Right ~11 2.46nm 2.6nm
感染性粒子
可被蛋白酶K抑制 不被核酸酶和辐射灭活 不含大于100nt的核酸
Prion (proteinaceous infections particle) 传染性病原蛋白颗粒
统称 Prion (朊病毒) 细胞型:PrPc 异常型:PrPsc
Prusiner 1997年Nobel Prize
两种形式的朊病毒的比较
结论二:A=T G=C 结论一:DNA碱基组成具有种属特异性而没有组织特异性
经典实验4——DNA双螺旋结构
“It has no"tMesoclaepceudloaurrSntortuiccetuthraet othfeNspueccliefiiccpAaciriidngs:we have pAosStutlrautecdtuimremfeodriaDteeloyxsuygrigbeostssea NpouscsilbelieccAocpiydin"g mecha(Nniasmturfeo,rAgpenrielt2ic5m, 1a9te5r3ia.l.v”olume 171:737-738.)
Any DNA-RNA sRNA
Right ~10 3.32nm 2.0 nm
Any dsDNA
Left 12 4.56nm 1.8nm
Poly G-C Poly C-A Poly T-G Poly T-A
分子生物学:遗传物质的分子结构和性质
左旋DNA
〔一〕Z-DNA的构造特点: 糖磷骨架呈“之〞字形
〔Zigzag〕走向。 左旋。 G残基位于分子外表。 分子外形呈波形。 大沟消失,小沟窄而深。 每个螺旋有12bp。
Z-DNA B-DNA
DNA的分子量不变,二级构造中的氢键遭到破坏,DNA 的双螺旋构造局部解体,或维系DNA分子二级构造的氢 键全部被破坏,双螺旋解旋别离成DNA单链的过程叫做 DNA的变性〔Denaturation〕。
以下因素可导致DNA变性: 高温、 酸、 碱、 尿素、甲酰胺:增加碱基在水中的溶解度,从而
减弱碱基的疏水交互作用而造成。
Z-DNA存在的条件:
(1) 高盐:NaCl>2 Mol/L, MgCl2>0.7 Mol/L (2) Pu, Py相间排列: (3) 在活细胞中如果m5C,那么无需嘌呤-嘧啶相间排列,
在生理盐水的浓度下可产生Z型。 (4) 在体内多胺化合物,如精胺和亚胺及亚精胺和阳离子
一样,可和磷酸基因结合,使B-DNA转变成 Z-DNA。 (5) 某些蛋白质如Z-DNA结合蛋白带有正电荷,可使
DNA周围形成局部的高盐浓度微环境。 (6) 负超螺旋的存在
生物学意义
(1) 可能提供某些调节蛋白的识别。啮齿类动物病毒的复 制起始部位有d〔GC〕有交替顺序的存在;
(2) 在SV40的增强子中有三段8bp的Z-DNA存在。 (3) 原生动物纤毛虫,它有大、小两个核,大核有转录活
性,小核和繁殖有关。Z-DNA抗体以萤光标记后, 显示仅和大核DNA结合,而不和小核的DNA结合, 说明大核DNA有Z-DNA的存在,可能和转录有关。
遗传物质2011
3.无丝分裂 3.无丝分裂
• 无丝分裂(也称为直接分裂) 无丝分裂(也称为直接分裂) • 细胞核拉长,缢裂成两部分,接着胞质分裂→ 个子细胞, 细胞核拉长,缢裂成两部分,接着胞质分裂→2个子细胞,看不 到纺锺丝。细菌等原核生物、 到纺锺丝。细菌等原核生物、高等植物一些专化组织或病变组织中 发生。 发生。
细胞的分裂
1.细胞周期 1.细胞周期 • 高等生物的细胞分裂主要以有丝分裂方式进行,细 胞周期主要包括有丝分裂过程及两次分裂之间的间期。
2.细胞周期的遗传控制 2.细胞周期的遗传控制
• 现发现有两类基因控制细胞周期。一类基因主要是控制细胞周期 过程中所需蛋白质或的合成;二类即直接控制细胞进入细胞周期各个 时期的基因。
5.类别 各生物的染色体不仅形态结构相对稳定,而且其数目 成对。 * 同源染色体:形态和结构相同的一对染色体; * 异源染色体:这一对染色体与另一对形态结构不同 的染色体,互称为异源染色体。
6.染色体组型分析(核型分析) 根据染色体长度、着丝点位置、长短臂比、随体有无 等特点进行分类和编号。这种对生物细胞核内全部染色体 的形态特征所进行的分析,称为染色体组型分析。
五碳糖:脱氧核糖、核糖 磷酸 核苷酸 环状的含氮碱基 胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶 鸟嘌呤、腺嘌呤
五种碱基
嘌呤类
嘧啶 类
第三章 遗传物质的分子基础
2.分布: 高等植物:DNA存在于染色体,叶绿体、线粒体中; RNA在核(核仁、染色体)、细胞质中。 细菌:DNA和RNA。 噬菌体:多数只有DNA。 植物病毒:多数只有RNA。 动物病毒:有些含RNA、有些含DNA。
长臂/短臂 1.00 1.01-1.70 1.71-3.00 3.01-7.00 >7.01 长短臂极其粗短
遗传遗传知识点总结
遗传遗传知识点总结一、基本遗传知识1. 遗传物质:DNA是生物体内的遗传物质,携带着生物体的遗传信息。
DNA是由核糖核酸(RNA)和蛋白质组成的,它决定了生物的遗传性状。
2. 基因:基因是DNA分子上特定的DNA序列,负责携带和表达一个或多个特定的遗传特征。
3. 遗传变异:遗传变异是指在遗传过程中,由于基因重组、突变等原因,导致新的遗传信息出现的现象。
4. 遗传物质的传递:遗传物质的传递是指遗传信息从父母传递给子代的过程。
在有性生殖中,DNA通过卵子和精子传递给下一代。
5. 遗传学定律:孟德尔定律是遗传学的基本定律,包括显性隐性定律、分离定律和自由组合定律。
这些定律总结了基因的遗传规律,对后世的遗传学研究产生了重要影响。
二、遗传物质DNA的结构和功能1. DNA的结构:DNA的结构为双螺旋结构,由磷酸、脱氧核糖和四种不同的碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶)组成。
2. DNA的功能:DNA的主要功能是存储遗传信息,并通过转录和翻译过程,指导蛋白质的合成。
这种转录和翻译过程被称为中心法则。
三、遗传变异与突变1. 遗传变异的原因:遗传变异可以由自然选择、基因重组、突变等多种原因引起。
2. 突变:突变是指遗传物质的变化,包括点突变、插入突变和缺失突变等。
突变可能导致基因功能的改变,从而影响生物的表型特征。
3. 遗传多样性:遗传多样性是指生物个体之间遗传差异的存在。
这种多样性是基因重组和突变等遗传变异的结果。
四、遗传测定与遗传连锁1. 遗传测定:遗传测定是指通过基因型(allele组合)来推测个体表型的方法。
常用的遗传测定方法有孟德尔方格、3:1比例检验、卡方检验等。
2. 遗传连锁:遗传连锁是指两个或多个基因由于位于同一染色体上而具有一定联系,它们的分离程度远小于因出现在不同染色体上而易于分离的基因。
遗传连锁吻合性的大小取决于两个或多个基因间的距离,可以通过连锁图谱来描述。
五、基因组学和人类遗传学1. 基因组学:基因组学是对整个基因组结构和功能的研究,包括基因组测序、基因组比较、功能基因组学等。
生物遗传的知识点总结
生物遗传的知识点总结生物遗传是生物学中一个重要的领域,它研究的是生物个体与其后代之间遗传物质的传递和继承规律。
遗传学的基本概念和原理已经为我们所熟知,但随着科学技术的不断进步,对遗传学的认识和应用也在不断深化。
本文将围绕生物遗传的基本原理、遗传物质的结构和功能、遗传变异与表型表现、遗传与环境的关系等方面展开论述。
一、遗传物质基本原理1. 遗传物质生物身体中的遗传物质是DNA,它以特定的遗传密码携带着生物体的遗传信息。
DNA是由核苷酸组成,包括脱氧核糖、磷酸和碱基。
DNA的碱基有四种,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(T)、胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)。
这些碱基按照一定的规则排列组合成基因,基因是生物体内控制遗传与发育的最小单位。
2. 遗传物质的复制DNA的分子结构是双螺旋的,由两条互补的链组成。
当生物细胞进行有丝分裂或生殖细胞进行减数分裂时,DNA分子需要复制。
它发生在细胞分裂前的S期,通过复制,每一条亲代DNA链都能产生一个完全相同的后代DNA链。
这一过程确保了遗传物质的连续性和稳定性。
3. 遗传物质的表达DNA分子中的遗传信息是以密码的形式存储的,这种密码是以碱基的排列顺序来表示的。
生物细胞通过翻译DNA分子中的信息,将其翻译成RNA,再根据RNA来合成蛋白质。
蛋白质对于生物体的结构和功能都是至关重要的,因此遗传物质的表达是生物体发育和生长的基础。
二、遗传物质的结构与功能1. DNA的结构DNA分子是一种双螺旋的大分子,由核糖磷酸骨架和碱基组成。
核糖磷酸骨架是由脱氧核糖和磷酸酯键构成的,碱基则连接在核糖的位点上。
DNA分子的双螺旋结构是由两条互补的链通过碱基间的氢键相互结合形成的。
2. DNA的功能DNA分子是生物体内贮存遗传信息的主要分子,它通过编码蛋白质来决定生物体的遗传特征。
此外,DNA还能够进行复制、修复和重组,这些功能确保了遗传物质的稳定性和灵活性。
3. RNA的作用RNA是DNA的转录产物,它可以将DNA的信息翻译成蛋白质。
中考生物遗传学基础知识点
中考生物遗传学基础知识点遗传是生命的重要特征之一,也是生物学中的重要研究领域。
对于即将参加中考的同学们来说,掌握遗传学的基础知识点是非常关键的。
一、遗传物质1、 DNA(脱氧核糖核酸)DNA 是绝大多数生物的遗传物质。
它由两条互补的链组成双螺旋结构,就像一个扭曲的梯子。
梯子的“横杆”由碱基对组成,包括腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对。
2、基因基因是具有遗传效应的 DNA 片段。
它们决定了生物的各种性状,比如眼睛的颜色、头发的卷曲程度等。
二、遗传规律1、孟德尔的遗传定律(1)分离定律孟德尔通过豌豆杂交实验发现,在形成配子时,成对的遗传因子会彼此分离,分别进入不同的配子中。
这意味着杂合子(如 Aa)在产生配子时,会产生两种比例相等的配子(A 和 a)。
(2)自由组合定律孟德尔还发现,不同对的遗传因子在形成配子时是自由组合的。
例如,对于基因型为 AaBb 的个体,在产生配子时,A 和 a 分离,B 和 b分离,然后 A、a 与 B、b 自由组合,产生 AB、Ab、aB、ab 四种配子,比例为 1:1:1:1。
2、遗传规律的应用(1)预测杂交后代的基因型和表现型比例通过已知亲本的基因型,运用遗传规律可以预测后代可能出现的基因型和表现型及其比例。
(2)指导动植物的育种工作例如,在农业生产中,为了获得具有优良性状的品种,可以通过杂交和选育等方法,按照遗传规律来培育新品种。
三、染色体与遗传1、染色体的结构和组成染色体是由 DNA 和蛋白质组成的复合物。
在细胞分裂时,染色体的形态和结构更加清晰可见。
2、性染色体与性别决定人类的性别由性染色体决定。
女性的性染色体为 XX,男性的性染色体为 XY。
在生殖细胞形成过程中,女性只产生一种含有 X 染色体的卵子,而男性产生含有 X 染色体和含有 Y 染色体的两种精子,当含X 染色体的精子与卵子结合,就会发育成女性胎儿;当含 Y 染色体的精子与卵子结合,就会发育成男性胎儿。
遗传病的基础知识-基因(组)结构
一、遗传病的认识关于遗传病的分类,下列不属于的是( )。
解析: 上图可见各种类型的遗传性疾病,有不同的发病时间和发病率。
如以出生为界,出生前许多染色体的异常就可引起胎儿的各种畸形或在出生后的各种疾病,更多的一部分染色体疾病会导致流产、死胎。
此外还有一些环境因素与遗传因素共同作用的多因素疾病,如唇腭裂等。
以青春期为界,单基因病从出生到青春期之前高发,也有多因素疾病随之出现高峰,到青春期之后发病出现低谷,随后随着年龄增长表现出来,因为这些导致组织或者器官功能异常的是逐步的积累或功能逐渐受损的,比较晚发,如脊髓小脑供给失调、帕金森病等。
此外就是成年到老年多发的疾病,多因素疾病比较多。
(二)疾病发生中的遗传因素和环境因素影响情况染色体病、单基因遗传病、血友病、进行性肌营养不良等完全由遗传因素引起; 苯丙酮尿症 G-6-PD 缺陷等则是遗传 缺陷存在,在环境的一些作用之下逐步发生的; 多因素疾病,如糖尿病、高血压、心脏病精神病、先天畸形等 环境因素与遗传因素均起着作用,但是约在遗传度位 60% 时发病; 外伤、烈性感染病、流感、猩红热、感染性疾病等 遗传因素不起作用,完全由环境因素引起。
注: a 、不包括无症状的平衡易位,但包括一些性染色体的数目异常,其中有些可能没有被诊断。
b 、不包括前突变的携带者、轻或无症状的突变携带者,但包括线粒体基因突变的携带者。
c 、对于先天性畸形只包括了证明有遗传作用的疾病,对于成人期的慢性疾病,该数字只是一个估计。
d 、假定所有的癌症代表了蓄积性遗传突变,不包括遗传性单基因癌症综合征。
e 、AD : 1.4 、 AR : 1.7 、 X 连锁: 0.5解析: 上表为人类不同年龄段遗传性疾病的发生率。
遗传物质主要有核基因和线粒体基因。
核基因位于细胞核中,有46条染色体,为线性双链 DNA ,有2.5 ~ 3 万基因;线粒体基因位于细胞胞浆中,呈环状双链 DNA ,有自身独特的密码子。
遗传知识点分类
遗传知识点分类遗传学是研究遗传变异与遗传规律的科学。
它涉及到基因、染色体和遗传物质的传递与变化。
在这篇文章中,我们将讨论遗传学中的几个重要知识点,并对其进行分类。
一、基因的分类基因是遗传信息的基本单位,它携带了生物体的遗传信息。
基因可以根据功能和结构进行分类。
1.功能分类:基因根据其在生物体中的功能可分为结构基因和调控基因。
•结构基因:编码蛋白质的基因,通过转录和翻译过程,将基因中的信息转化为蛋白质的氨基酸序列。
•调控基因:控制基因表达的基因,它们通过调节转录过程,调控结构基因的表达水平。
2.结构分类:基因根据其结构特点可分为DNA基因和RNA基因。
•DNA基因:基因的主要结构是DNA分子,大多数基因属于这一类别。
•RNA基因:基因的主要结构是RNA分子,这类基因在某些病毒和线粒体中发现。
二、染色体的分类染色体是细胞中储存遗传信息的结构,它们携带了基因并参与遗传物质的传递。
根据形态和功能,染色体可以分为以下几类。
1.形态分类:染色体根据其在有丝分裂时的形态特点可分为四种类型。
•短臂和长臂等长的染色体称为亚等位染色体。
•短臂比长臂短的染色体称为亚甲型染色体。
•短臂比长臂长的染色体称为亚乙型染色体。
•短臂非常缩短的染色体称为亚丙型染色体。
2.功能分类:染色体根据其在细胞有丝分裂和减数分裂中的作用可分为两种类型。
•常染色体:体细胞中存在的染色体,它们携带大部分的基因信息。
•性染色体:决定个体性别的染色体,包括X染色体和Y染色体。
三、遗传物质的分类遗传物质是指能够传递遗传信息的物质,根据其化学性质和功能,遗传物质可以分为DNA和RNA。
1.DNA:脱氧核糖核酸是细胞中最重要的遗传物质,它具有双螺旋结构,并通过碱基配对的方式携带遗传信息。
DNA分为线性DNA和环状DNA两种形式。
2.RNA:核糖核酸是DNA的衍生物,它主要参与基因的转录和翻译过程。
根据功能和结构,RNA可以分为信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)等多种类型。
第三章--遗传物质的分子基础(共73张PPT)
结论:
在加热杀死的 ⅢS型肺炎双球菌 中有较耐高温的 转化物质能够进 入ⅡR型-->ⅡR 型转变为ⅢS型-> 无毒转变为有 毒。
16后,Avery等用生物化学方法证明这种引起转化的物质 是DNA,他们将SⅢ型细菌的DNA提取物与RⅡ型细菌混合 在一起,在离体培养条件下,成功的使少数RⅡ型细菌定向 转化为SⅢ型细菌。(如图)
(2)大肠杆菌的染色体结构:
染色体DNA 结合物质:
几种DNA结合蛋白、RNA。
第25页,共73页。
二、真核生物染色体
(一)染色质的基本结构
染色质(chromatin)是染色体在细胞分裂的间期所表现的形 态,呈纤细的丝状结构,故亦称为染色质线(chromatin fiber)。
染色质
DNA 占染色质重量的30~40% 组蛋白:H1、H2A、H2B、H3和H4
烟草花叶病毒(TMV)是由RNA与蛋白质组成的管状微粒, 它的中心是单螺旋的RNA,外部是蛋白质的外壳。(如图)
第13页,共73页。
如果将TMV的RNA与蛋白质分开,把提纯的RNA接种到烟叶上, 可以形成新的TMV而使烟草发病; 单纯利用它的蛋白质接种,就不能形成新的TMV,烟草继续保持 健壮。 如果事先用RNA酶处理提纯的RNA,再接种到烟草上,也不能 产生新的TMV。
第21页,共73页。
(二)DNA构型之变异
近来发现DNA的构型并不是固定不变 的,除主要以瓦特森和克里克提出的右手双 螺旋构型存在外,还有许多变型。
瓦特森和克里克提出的双螺旋构型称为B-DNA。 B-DNA是DNA在生理状态下的构型。
当DNA在高盐浓度下时,则以A-DNA形式存在。A-DNA是
DNA的脱水构型,它也是右手螺旋,但每螺圈含有11个核苷酸对。 A-DNA比较短和密。
dna双螺旋结构的三种类型及形成原因
dna双螺旋结构的三种类型及形成原因DNA是生物体中的遗传物质,具有双螺旋结构。
这种结构在DNA 的复制和遗传信息的传递中起着重要的作用。
DNA的双螺旋结构有三种类型,分别是B型、A型和Z型。
这些不同类型的双螺旋结构形成的原因与DNA分子中的碱基配对方式和水合作用有关。
我们来介绍B型DNA的结构。
B型DNA是最常见的DNA结构,也是最为稳定的一种。
它是由两条DNA链以螺旋形式绕着一个共同的轴线排列而成的。
这种结构中,DNA链由磷酸基团和脱氧核糖组成,两条链之间通过碱基对(腺嘌呤与胸腺嘧啶、鸟嘌呤与胞嘧啶)相互连接。
这种碱基对的配对方式被称为互补配对,是由碱基间的氢键相互作用所导致的。
B型DNA的螺旋结构是右旋的,每转一圈大约有10个碱基对,螺旋直径约为2纳米。
B型DNA的结构稳定性较高,适合用于遗传信息的传递和复制。
我们来介绍A型DNA的结构。
A型DNA与B型DNA的结构类似,也是由两条DNA链以螺旋形式排列而成的。
但与B型DNA不同的是,A型DNA的螺旋结构更为紧凑,每转一圈只有11个碱基对。
A型DNA的碱基对之间的氢键角度较大,使得整个结构呈现出右倾的外观。
A型DNA通常出现在一些特殊的生物环境中,例如高盐浓度、低水分或RNA-DNA复合物中。
这种结构的形成与碱基之间的相互作用有关,碱基对之间的氢键数量和角度的改变导致了A 型DNA的形成。
我们来介绍Z型DNA的结构。
Z型DNA是一种左旋的双螺旋结构,与B型和A型DNA的右旋结构不同。
Z型DNA的结构较为特殊,每转一圈约有12个碱基对,螺旋直径约为1.8纳米。
Z型DNA的形成主要受到DNA序列中的GC碱基对的影响。
当DNA序列中存在连续的GC碱基对时,DNA链会发生扭曲,从而形成Z型DNA。
Z型DNA的存在常常与基因表达调控、DNA复制和DNA损伤修复等过程相关。
DNA的双螺旋结构对于生物体的遗传信息传递和复制至关重要。
B 型、A型和Z型是DNA双螺旋结构的三种类型,它们的形成与碱基配对方式和水合作用密切相关。
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Wr
超螺旋数:指把二级结构的DNA拧松或拧紧所产 生的负超螺旋数或正超螺旋数。 假定420对核苷酸的松弛环状DNA时 拓扑环绕数(LK) 超螺旋数(Wr )= = 42
双螺旋的圈数(Tw) = 42 0
LK =Tw + Wr = 42 + 0 = 42
假定420对核苷酸的松弛环状DNA时再向右
拧紧 6圈,则产生6个正超螺旋
Formation of a polynucleotide chain by joining nucleotides with phosphodiester linkages
四、遗传物质的空间结构
1、DNA的一级结构 1)链的阅读方向 从同一个磷酸基的3’酯键到5’酯键的方向定为 链的阅读方向
3)噬菌体的感染试验:(Hershey Chase 1952)
试验1: 用32P标记细菌的DNA T2噬菌体感染标记的细菌
裂解收集噬菌体
感染未标记的细菌
培养10分钟
搅拌离心收集噬菌体
试验2:
35S标记细菌的蛋白质
T2噬菌体感染标记的细菌 裂解收集噬菌体
感染未标记的细菌
搅拌离心收集噬菌体
35S标记细菌
第二章
遗传物质的结构和类型
生命科学学院
卢龙斗
基本内容
一、遗传物质是DNA的证据
二、遗传物质的化学组成 三、遗传物质的空间结构 四、遗传物质的不同存在形态
五、遗传物质的不同类型
1868年,瑞士科学家F.Miescher从外科绷带上的
脓细胞中分离一种有机物质-核素(nuclein)是
人类第一次有了核酸的概念。但到1928年人们仍 然认为遗传物质是蛋白质
一、遗传物是DNA的证据
1、遗传物质的必备条件 1)能储存大量的遗传信息 2)结构相对稳定 3)能够精确复制 4)能够世代传递 5)能表达为其它大分子物质 6)具有变异能力
2、遗传物质是DNA的间接证据
DNA的稳定性:作为遗传物质要有稳定性,要
有世代连续性(种类、数量) DNA 蛋白质
不同细胞
不同组织 不同发育时期
Avery试验的意义:
发现了生命的本质,
为分子遗传学的发展奠定了基础, 让人们知道了应该升入研究什么,
提供了一个巧妙的实验设计方法
我是世界上第一个手拿一试管基因的人。
Avery没有获得诺贝尔奖金的原因:
蛋白质是遗传物质的观念根深蒂固 提取的核酸中仍然有少量蛋白质污染 Avery不善于宣传自己和争辩 Avery去世过早
2)Avery的转化试验:(1944年)
Avery的进一步证实:
对猜想物质的超离心,根据分子重量证明是DNA
对猜想物质的电泳,证明是DNA
对猜想物质的紫外线吸收测定(260),证明是DNA
(蛋白质的吸收波长为280)
对猜想物质氮与磷比值较高为1.67,也证明是DNA
对猜想物质用蛋白酶、多糖酶、核糖核酸酶处理, 均不被破坏,只被DNA酶所破坏。
4)烟草花叶病毒重建试验(1957,Fraenkel) 烟草花叶病毒有一圆筒状蛋白质外壳,由2130
个蛋白质亚基组成,内含一个单链RNA分子。把
此病毒放在水和苯酚中震荡可以把蛋白质与RNA 分开。1956年,Gierer 病毒RNA RNAase处理RNA
有病斑 出 现
无病斑
出 现
烟草花叶病毒A:
每转碱基数10bp
碱基位于螺旋桶 内,碱基平面与 螺旋轴垂直 磷酸与脱氧核糖 形成螺旋链的骨 架,磷酸位于螺 旋轴外测
核糖位于螺旋轴 外测,核糖平面 与螺旋轴平行
2)二级结构稳定的因素
氢键:A T间两条键,2.82埃 2.91埃
G C间三条键,2.84埃,2.92埃,2.84埃 碱基堆积力:指同一条链中相邻碱基之间的非特 异性作用力和旺得瓦尔氏力。 非特异性作用力:指疏水或难溶于 水的两个分子在水中具有相互联 合,成串结合在一起的趋势。 旺得瓦尔氏力:指原子间或分子间 很弱的短距离的吸引力。
5’CGCGCG3’的稳定性。既从嘌呤到嘧啶方向
的碱基堆积力显著大于同样组成的嘧啶到嘌
呤的堆积力。
5’ GCGCGCGCGCGCGCGCGC 3’
3’ CGCGCGCGCGCGCGCGCG 5’
稳定性高
5’ CGCGCGCGCGCGCGCGCG 3’
3’ GCGCGCGCGCGCGCGCGC 5’ 稳定性低
这是由于前者的嘌呤环与嘧啶环的重叠面积大
于后者的面积。堆积力越大,越稳定,需要的
解链温度(Tm值)越高。不同的核苷酸、不同
的排列方向所需的Tm 值是不同的
相邻二核苷酸对Tm值
5 3’
A 54.50 36.73 86.44 54.71
T 57.02 54.50 97.73 58.42
G 58.42 54.71 85.97 72.55
DNA与蛋白质的异同
DNA 信息量 变异性 多样性 稳定性 传递性 多 有 有 有 有 蛋白质 多 有 有 无 无
复制性
信息放大
有
有
无
无
3、遗传物质是DNA的直接证据
1)肺炎双球菌的转化试验:(Griffith 1928)
两种肺炎双球菌的区别
光滑型(SⅢ) 粗糙型(RⅡ)
荚膜
毒性 保护作用 致病作用 菌落类型
5’AGGGTT 间隔 间隔
富含AT序列和富含GC序列: 在DNA中有的区域含AT较多,有的区域含GC 较多,含AT较多的区域往往不太稳定,这是
ห้องสมุดไป่ตู้
由于碱基之间的堆积力的不同和碱基之间键
能的不同。即便是碱基组成相同,但嘌呤和
嘧啶的排列不同,也会使双螺旋的 稳定性差
异很大。例如:5’GCGCGC3’稳定性远远大于
5’pApTpCpTpApCpTpTpCpCpApTpTpA3’ (DNA、RNA.反密码子阅读方向统为5’ → 3’) (复制、转录时的5’ → 3’方向指延长链本身的方向)
2) 不均一性
反向重复序列 :真核细胞染色体DNA分子上两条
链正读和反读时都有相同的遗传
信息的核苷酸序列。又指两侧对
称的序列,又叫回文序列 (palindrome)旋转对称序列
碱基夹角
小沟1.2nm
36°
螺旋直径20埃
碱基夹角:
螺距大小34埃
相邻两对核苷酸之间相差的度数 碱基倾角: 碱基对与水平面的倾斜度数
Watson and Crick's 1953 Nature paper proposing a double helix structure for DNA: A structure for Deoxyribose Nucleic Acid 2 April 1953 MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS
有
有 有
无
无 无
有(肺炎、败血症) 无 光滑 粗糙
对试验结果的解释:
Griffith的实验高温(65O C)破坏的是蛋白
质,结果已经说明用高温杀死的S型细菌中
有一种物质能够进入R型细菌,使R细菌转化
为S型细菌。实际上进入R型细菌的是DNA, 是遗传物质,但是,他却指出是一些营养 上的“汁”。得出了非常重要的结果,却没 能科学的解释它
拓扑环绕数(LK) 超螺旋数(Wr )=
= ?
双螺旋的圈数(Tw) = 42
+6
LK = Wr + Tw = 42 + (+6) = 48
420对核苷酸的松弛环状DNA向左拧松6圈产 生6个负超螺旋 ,此时,产生6个负超螺旋
LK =? Tw = 42 Wr = ﹣6 LK = Tw + Wr = 42 + (﹣6) = 36
Antiparallel strands and normal base pairs in DNA
磷酸基的静电斥力:每一个核苷酸的磷酸基上都 带有一个负电荷,因此,双链之间会产生 强有力的静电排斥作用使双链分开而不 稳定,但是,一定的钠盐环境中,这些 负电荷会被中和, 用丧失。维持稳定。 碱基分子内能:由于温度等因素使碱基分子内能 增加而削弱氢键结合力和碱基堆积力,使 双螺旋结构不稳定 从而使静电排斥作
感染时出现A病斑
烟草花叶病毒B:
感染时出现B病斑
RNA
蛋白质
RNA
蛋白质
蛋白质
蛋白质
RNA
RNA
病 斑
B
病 斑
A
三、核酸的化学组成 1、元素组成 含有C.H.O.N外,还有大量P,个别核 酸中还有S 2、水解产物 把核酸水解后会产生嘌呤及嘧啶的衍 生物 3、嘧啶碱 胞嘧啶 尿嘧啶 胸腺嘧啶 4、嘌呤碱 腺嘌呤 鸟嘌呤 戊糖 磷酸 C U T A G
LK 拓扑环绕数:指在DNA分子中一条链绕另一条
链的次数,右手螺旋时为正值,左手螺 旋时为负值。等于两条链交叉点数的一
半。又叫连接数。
Tw 双螺旋的圈数:又叫双链环绕数,全饶率,
扭转数。指双链DNA环绕螺旋轴旋转 的周数。右手螺旋时为正值,左手螺 旋时为负值。没有外加应力时 , LK=Tw, 此时,DNA成一平环状二级结构
5’ NNNNGAACGTCCNNNGGACGTTCNNNN3’ 3’ NNNNCTTGCAGGNNNCCTGCAAGNNNN5’ 核心序列
5’ NNNNNCGATCG · CGATCGNNNNN 3’
3’ NNNNNGCTAGC · GCTAGCNNNNN 5’
回文序列可短可长,数个碱基或几千个碱基,序 列中间可以有核心序列也可以无核心序列,核心 序列可长可短。回文序列是真核生物DNA的重 要特征,如人的DNA中此占5%。它是蛋白质 和DNA相互作用的部位,是基因调控的所在。 原核生物中也存在回文结构,但是较少、较短。