《遗传的分子基础》PPT课件
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遗传的分子基础ppt课件
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47
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48
从1857年孟德尔进 行豌豆杂交实验算 起，经过无数科学 家近百年的探索， 蒙在生命遗传奥秘 上的面纱正在一层 层地剥去。
科学探索的道路 是螺旋式的，科学 家们在阶梯上不断 攀登，一个新的螺 旋展现在他们的眼 前，而这将引起一 场生命科学的革命。
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49
• 最初由孟德尔提出的遗传因子的概念， 通过摩尔根、艾弗里、赫尔希和沃森、 克里克等几代科学家的研究，已经使生 物遗传机制建立在遗传物质DNA的基础 之上。
• 结果: （1）可以破坏、消化蛋白质的胰蛋白酶和糜蛋白酶不影
响转化活性； （2）分解、消化RNA（而不是消化分解DNA）的RNA酶对
转化活性无影响； （3）在加入分解、消化DNA的DNA酶后，转化活性丧失。
这些实验进一步证明了DNA作为遗传信息载体的功能。
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32
• 发现遗传物质的化学本质是DNA，这是基 因研究上一个重要的里程碑。但在当时， 这项重要的发现并未引起足够的重视。 艾弗里虽曾被提名为诺贝尔奖的候选人， 但当时评奖委员会认为“最好等到DNA的 转化机理更多地为人们所了解的时候再 说”。可是，当争议平息、诺贝尔奖评 选委员会准备授奖之时，他已经去世了。
36
噬菌体感染实验
• 35S标记蛋白质外壳的噬菌体感染细菌 细菌无放射性
• 32P标记DNA内芯的噬菌体感染细菌细 菌有放射性
• 这一结果确凿无疑地证明，进入寄主细胞内 的是噬菌体DNA，而不是蛋白质外壳。噬菌 体的DNA不但包括噬菌体自我复制的信息， 而且包括合成噬菌体蛋白质所需要的全部信 息。
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42
富兰克林拍摄的DNA晶体的X射线衍射照片，
这张照片正是发现DNA结构的关键
遗传的分子基础PPT课件
13
2、核酸的种类 DNA和RNA
根据组成核苷酸的五碳糖的不同，核酸可以分为
两种:脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA是所有原核生物和真核生物的遗传物质，病
毒只含有RNA或DNA。RNA和DNA的主要区别:
（略）
1953年美国哈佛大学的
Waston和英国剑桥大学理论
物理学者Crick借助于伦敦皇
30
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。
31
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、TΨ C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：
二、RNA合成的一般特点
1、所有的原料为核苷三磷酸；
2、只有一条DNA链被用作模板；
3、RNA链的合成不需要引物的引导； 4、RNA的合成也是从5，向3，端进行；
5、RNA的转录和合成由RNA聚合酶催化， 聚合酶首先在启动子处与DNA结合，形成 转录泡，并开始转录。
6、同样遵循碱基配对原则，只是U代替了
32
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：
33
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)
2、核酸的种类 DNA和RNA
根据组成核苷酸的五碳糖的不同，核酸可以分为
两种:脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA是所有原核生物和真核生物的遗传物质，病
毒只含有RNA或DNA。RNA和DNA的主要区别:
（略）
1953年美国哈佛大学的
Waston和英国剑桥大学理论
物理学者Crick借助于伦敦皇
30
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。
31
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、TΨ C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：
二、RNA合成的一般特点
1、所有的原料为核苷三磷酸；
2、只有一条DNA链被用作模板；
3、RNA链的合成不需要引物的引导； 4、RNA的合成也是从5，向3，端进行；
5、RNA的转录和合成由RNA聚合酶催化， 聚合酶首先在启动子处与DNA结合，形成 转录泡，并开始转录。
6、同样遵循碱基配对原则，只是U代替了
32
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：
33
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)
遗传的分子基础PPT
碱基互）补配对： U－A、A－U
遗传信息流动： mRNA
蛋白质
第二十五页，共27页。
基因的表达
4.相关计算：
(1)基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系：
基因中编码蛋白质的碱基数量： 6m
mRNA上的碱基数量： 3m
mRNA上的密码子数量： m
m 合成的蛋白质中的氨基酸数量：
参与转运氨基酸的tRNA数量： m
种只起终止的作用
不决定为终止密码
子。
遗传密码的特性
通用性
简并性
UU A G A U A UC
mRNA
第二十三页，共27页。
基因的表达
新问题：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质
的“生产线----核糖体”上？
结合氨基 酸的部位
每种tRNA只能识别并转运 一种特定的氨基酸!
反密码子
一共有多少种tRNA?
烟
感染
病 毒 TMV的RNA+RNA酶
感染
草
TMV
烟草未感染 烟草被感染 烟草未感染
第十页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
真核生物
（核 物两有酸的种核细是遗酸胞同一 传生时存物切 物在）生 质物 是原的D核N生遗A，物传所物以质D遗，N传A绝是物大主质多要是D数的NA生遗
传物质。
非细胞生物
（只有一种核酸）
a×2n－1。
第十七页，共27页。
DNA分子的复制
3.与DNA复制相关的计算：
(3)如果DNA分子解旋时，一条链上的碱基发生差错，经n次
复制后，发生差错的DNA分子占 。1/2
第十八页，共27页。
例：如果将1个含有1对同源染色体的精原细胞的ＤＮＡ分
遗传信息流动： mRNA
蛋白质
第二十五页，共27页。
基因的表达
4.相关计算：
(1)基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系：
基因中编码蛋白质的碱基数量： 6m
mRNA上的碱基数量： 3m
mRNA上的密码子数量： m
m 合成的蛋白质中的氨基酸数量：
参与转运氨基酸的tRNA数量： m
种只起终止的作用
不决定为终止密码
子。
遗传密码的特性
通用性
简并性
UU A G A U A UC
mRNA
第二十三页，共27页。
基因的表达
新问题：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质
的“生产线----核糖体”上？
结合氨基 酸的部位
每种tRNA只能识别并转运 一种特定的氨基酸!
反密码子
一共有多少种tRNA?
烟
感染
病 毒 TMV的RNA+RNA酶
感染
草
TMV
烟草未感染 烟草被感染 烟草未感染
第十页，共27页。
人类对遗传物质的探索过程
真核生物
（核 物两有酸的种核细是遗酸胞同一 传生时存物切 物在）生 质物 是原的D核N生遗A，物传所物以质D遗，N传A绝是物大主质多要是D数的NA生遗
传物质。
非细胞生物
（只有一种核酸）
a×2n－1。
第十七页，共27页。
DNA分子的复制
3.与DNA复制相关的计算：
(3)如果DNA分子解旋时，一条链上的碱基发生差错，经n次
复制后，发生差错的DNA分子占 。1/2
第十八页，共27页。
例：如果将1个含有1对同源染色体的精原细胞的ＤＮＡ分
遗传的分子基础2.ppt
4、下列不属于DNA转录的产物的是（ B） A、mRNA B、ATP C、t RNA D、r RNA 5、某mRNA分子中，U占20%，A占10%，那
么转录出该mRNA的 DNA片段中胞嘧啶占（C ）
A、25% B、30% C、35% D、70% 6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G 有12个，则转录该mRNA的DNA片段中应有C 和T的个数（ ）A A、30 B、12 C、24 D、60
信使RNA C G A A C C U C A C G C
1、由DNA蕴藏的遗传信息所支配合成的
RNA完全水解后，得到的化学物质是（C ）
A、氨基酸 葡萄糖 碱基 B、氨基酸 核苷酸 葡萄糖 C、核糖 碱基 磷酸 D、脱氧核糖 使RNA （ C ）
A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个
请同学们看书本P67上的图，你能从图上得出什么结论？
一个mRNA分子上可相继结合 多个核糖体，同时合成 多 条肽链，且最终这些肽链结构 相同 。
少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
总结：基因指导蛋白质的合成
氨基酸个数:密码子数:mRNA碱基数:DNA碱基数=
1 ：1 ： 3 ：6
DNA
脱氧核苷酸 的排列顺序
G T GC AT C ACG TA
转录
mRNA
核糖核苷酸 的排列顺序
GUGC AU
翻译
蛋白质 缬氨酸
特定的氨基酸顺序
组氨酸
C GA G CT
CGA
精氨酸
练习：
1、写出a链及以a链为模板转录形成的mRNA碱基序 列。
DNA双链 a链 G C T T G G A G T G C G 片段 b链 C G A A C C T C A C G C
么转录出该mRNA的 DNA片段中胞嘧啶占（C ）
A、25% B、30% C、35% D、70% 6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G 有12个，则转录该mRNA的DNA片段中应有C 和T的个数（ ）A A、30 B、12 C、24 D、60
信使RNA C G A A C C U C A C G C
1、由DNA蕴藏的遗传信息所支配合成的
RNA完全水解后，得到的化学物质是（C ）
A、氨基酸 葡萄糖 碱基 B、氨基酸 核苷酸 葡萄糖 C、核糖 碱基 磷酸 D、脱氧核糖 使RNA （ C ）
A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个
请同学们看书本P67上的图，你能从图上得出什么结论？
一个mRNA分子上可相继结合 多个核糖体，同时合成 多 条肽链，且最终这些肽链结构 相同 。
少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。
总结：基因指导蛋白质的合成
氨基酸个数:密码子数:mRNA碱基数:DNA碱基数=
1 ：1 ： 3 ：6
DNA
脱氧核苷酸 的排列顺序
G T GC AT C ACG TA
转录
mRNA
核糖核苷酸 的排列顺序
GUGC AU
翻译
蛋白质 缬氨酸
特定的氨基酸顺序
组氨酸
C GA G CT
CGA
精氨酸
练习：
1、写出a链及以a链为模板转录形成的mRNA碱基序 列。
DNA双链 a链 G C T T G G A G T G C G 片段 b链 C G A A C C T C A C G C
普通遗传学第五章遗传的分子基础课件
生物多样性
不同物种间基因突变的积累和 遗传变异，形成了生物多样性。
遗传性疾病
突变可以导致遗传性疾病的发 生，如囊性纤维化、镰状细胞 贫血等。
进化与适应性
自然选择下，突变的有益变异 可被固定并传递给后代，促进 物种的进化与适应性。
生物进化
种群中基因突变的积累和自然 选择作用，推动生物种群的进 化与适应环境变化的能力。
DNA复制的过程
DNA复制过程中，DNA 聚合酶以起始点为起点， 沿着DNA链的5'到3'方向 合成新的DNA链，同时需 要引物、脱氧核糖核苷酸 等基本原料。
DNA复制的调控
DNA复制受到多种因素的 调控，包括细胞周期、环 境因素等，以确保DNA复 制的准确性和完整性。
基因表达与调控
基因表达的概念
02 基因突变与DNA修复
基因突变的类型和机制
点突变
DNA分子中一个或几个碱基对的替换、缺失 或插入，导致基因结构的改变。
染色体变异
染色体数量或结构的改变，包括染色体易位、 倒位、重复和缺失。
基因扩增
特定基因在染色体上的重复复制，可能导致基因 表达的增加。
转座子插入
DNA片段在基因组中的移动插入，可引起基因表达 的改变或基因结构的破坏。
基因重组
DNA分子的断裂和重新连接，导致基因顺序的改 变。
基因突变机制
DNA复制过程中的错误、化学物质或辐射诱导的损伤、 碱基类似物的掺入等。
DNA损伤修复
直接修复
直接修复DNA碱基 上的损伤，如嘧啶二 聚体的切除修复。
切除修复
识别并切除DNA损 伤部位，然后由 DNA聚合酶填补空 隙，最后由DNA连 接酶封闭缺口。
03 基因重组与转座
高三-专题六-遗传的分子基础ppt课件.ppt
体就在体外成功重复了转化现象。关于以上现象最可能的原因是( C)
A．小鼠体内的某种物质控制着肺炎双球菌荚膜的生成，该物质是 “转化因子”
B．抗R型菌株的抗体控制着肺炎双球菌荚膜的生成，该抗体是“转化 因子”
C．S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强，转化生成的S型在与R型的竞 争中占优势
D．未加抗R抗体的混合物培养基中S型的DNA不会进入R型细菌，无 法发生转化
(2)S型细菌死亡实质 加热使生命活动的承担者——蛋白质变性，表现为细菌生命
活动的终止；加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双 螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持其作为遗传 物质的功能。
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板块三 遗 传
10
(2)噬菌体侵染细菌实验中的相互对照
DNA进入宿主细胞，蛋白质留在外面
细菌裂解，释放出子代噬菌体，并检测子代噬菌体放射性， 可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。
说明：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。 结论：DNA是遗传物质。
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板块三 遗 传
11
2．分析噬菌体侵染细菌实验中的放射性 (1)32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌
DNA，证明了 DNA 是遗传物质(√ ) (2)分别用含有放射性同位素 35S 和放射性同位素 32P 的培养基培养噬菌体( ×) (3)32P、35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验分别说明 DNA 是遗传物质，蛋白质不是
遗传物质(× )
(4)沃森和克里克提出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数(× )
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板块三 遗 传
14
A．小鼠体内的某种物质控制着肺炎双球菌荚膜的生成，该物质是 “转化因子”
B．抗R型菌株的抗体控制着肺炎双球菌荚膜的生成，该抗体是“转化 因子”
C．S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强，转化生成的S型在与R型的竞 争中占优势
D．未加抗R抗体的混合物培养基中S型的DNA不会进入R型细菌，无 法发生转化
(2)S型细菌死亡实质 加热使生命活动的承担者——蛋白质变性，表现为细菌生命
活动的终止；加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双 螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持其作为遗传 物质的功能。
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(2)噬菌体侵染细菌实验中的相互对照
DNA进入宿主细胞，蛋白质留在外面
细菌裂解，释放出子代噬菌体，并检测子代噬菌体放射性， 可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。
说明：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。 结论：DNA是遗传物质。
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2．分析噬菌体侵染细菌实验中的放射性 (1)32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌
DNA，证明了 DNA 是遗传物质(√ ) (2)分别用含有放射性同位素 35S 和放射性同位素 32P 的培养基培养噬菌体( ×) (3)32P、35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验分别说明 DNA 是遗传物质，蛋白质不是
遗传物质(× )
(4)沃森和克里克提出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数(× )
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板块三 遗 传
14
遗传的分子基础-PPT课件.ppt
(1)稀有性 (2)重演性 (3)可逆性 (4)多向性 (5)有害性和有利性 (6)突变的时期
稀有性
突变率(mutation rate)：指在特定的条件下一
个细胞的某一基因在一个世代中发生突变的概
率。
表3-1人类中某些遗传病的基因突变频率
遗传病
突变频率
白化病 苯丙酮尿症
血友病 色盲 鱼鳞病 肌肉退化症 小眼球症
三、基因突变的类型和遗传效应
(一)碱基替换
➢ 碱基替换发生在编码区可出现的效应： 同义突变(same sense mutation) 错义突变(missense mutation) 无义突变(nonsense mutation)
例：DNA ——ATG → ATT m RNA——UAC → UAA (酪氨酸)(终止信号)
➢ 短分散序列 ➢ 长分散序列
短分散序列
DNA序列长度300-500bp，拷贝数可达105 以上，但无编码作用，散在分布于人类 基因组中，平均间隔距离约2.2kb。
如：Alu家族(Alu family)
Alu家族
长达300bp，在一个基因组中重复30万~50万次。
长分散序列 DNA序列长5-7kb，拷贝数在102-104之间。 如：KpnⅠ家族(KpnⅠ family)
“基因”概念的发展
19世纪60年代初，孟德尔提出“遗传因子”(genetic factor) 1909年，Johansen提出了“基因”(gene) 1910年，摩尔根等证明基因位于染色体上，并呈直线排列。基 因既是一个结构单位，又是一个功能单位(重组单位和突变单 位)——遗传的染色体理论 1941年，Beadle和Tatum提出了“一个基因一个酶”的学说 1944年，Avery证明DNA是遗传物质 1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，明确了 DNA在活体内的复制方式 1957年，Crick提出中心法则，并于1961年提出三联遗传密码
稀有性
突变率(mutation rate)：指在特定的条件下一
个细胞的某一基因在一个世代中发生突变的概
率。
表3-1人类中某些遗传病的基因突变频率
遗传病
突变频率
白化病 苯丙酮尿症
血友病 色盲 鱼鳞病 肌肉退化症 小眼球症
三、基因突变的类型和遗传效应
(一)碱基替换
➢ 碱基替换发生在编码区可出现的效应： 同义突变(same sense mutation) 错义突变(missense mutation) 无义突变(nonsense mutation)
例：DNA ——ATG → ATT m RNA——UAC → UAA (酪氨酸)(终止信号)
➢ 短分散序列 ➢ 长分散序列
短分散序列
DNA序列长度300-500bp，拷贝数可达105 以上，但无编码作用，散在分布于人类 基因组中，平均间隔距离约2.2kb。
如：Alu家族(Alu family)
Alu家族
长达300bp，在一个基因组中重复30万~50万次。
长分散序列 DNA序列长5-7kb，拷贝数在102-104之间。 如：KpnⅠ家族(KpnⅠ family)
“基因”概念的发展
19世纪60年代初，孟德尔提出“遗传因子”(genetic factor) 1909年，Johansen提出了“基因”(gene) 1910年，摩尔根等证明基因位于染色体上，并呈直线排列。基 因既是一个结构单位，又是一个功能单位(重组单位和突变单 位)——遗传的染色体理论 1941年，Beadle和Tatum提出了“一个基因一个酶”的学说 1944年，Avery证明DNA是遗传物质 1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，明确了 DNA在活体内的复制方式 1957年，Crick提出中心法则，并于1961年提出三联遗传密码
遗传的分子基础3中讲2ppt课件
2.一级结构——多聚核苷酸(polynucleotides)
⑴3`→5 `方向连接与DNA极性→螺旋
5 '-端
⑵氢键相连与变性和复性→复制转录
⑶碱基排列与生物多样性；
某基因有1kb能多少种遗传信息？
O
N
HO P OH
O N
5 ' CH 2 O
O
NH G
N
NH 2
H
H 3'
O HO P O
O 5 ' CH 2
二、DNA复制
6、T型折回成环复制 染色体端粒有多个Gn(A/T)m重复序
列防止核酸酶降解，端粒酶(telomerase) 完成端粒。
动物多以TTAGGG重复，端粒酶RNA 核心序列为AAUCCCAAU，是端粒复制模 板，能与TTA配对；每复制 1个TTAGGG 后，移位复制出下一个。多次循环后 重复序列够以折回形成 t 环，完成端粒 DNA复制。
HH OH N
N O
NH 2 N
A N
H
H 3'
O HO P O
O 5 ' CH 2
HH
OH
NH 2
N C
O
N
O
H H 3' H H
3 '-端
OH
OH
一、染色质与核酸结构
（四）RNA结构
2.rRNA结构 rRNA，120-2900bp,发夹状 能识别AUG
主要功能区 ①tRNA识别结合区：如5SrRNA就 有5`CGAAC序列能识别核糖体 ②不同rRNA亚基识别区：能与分 子量不同的核糖体结合。 ③与基因表达调控密切相关CAU就 是mRNA起始密码AUG密码。
mRNA密码子 ：5`—1 2 3 —3` 第3位bp: U CU GU AG ACU tRNA反密码子：3`—3 2 1 —5` 第1位bp： A G C U I
⑴3`→5 `方向连接与DNA极性→螺旋
5 '-端
⑵氢键相连与变性和复性→复制转录
⑶碱基排列与生物多样性；
某基因有1kb能多少种遗传信息？
O
N
HO P OH
O N
5 ' CH 2 O
O
NH G
N
NH 2
H
H 3'
O HO P O
O 5 ' CH 2
二、DNA复制
6、T型折回成环复制 染色体端粒有多个Gn(A/T)m重复序
列防止核酸酶降解，端粒酶(telomerase) 完成端粒。
动物多以TTAGGG重复，端粒酶RNA 核心序列为AAUCCCAAU，是端粒复制模 板，能与TTA配对；每复制 1个TTAGGG 后，移位复制出下一个。多次循环后 重复序列够以折回形成 t 环，完成端粒 DNA复制。
HH OH N
N O
NH 2 N
A N
H
H 3'
O HO P O
O 5 ' CH 2
HH
OH
NH 2
N C
O
N
O
H H 3' H H
3 '-端
OH
OH
一、染色质与核酸结构
（四）RNA结构
2.rRNA结构 rRNA，120-2900bp,发夹状 能识别AUG
主要功能区 ①tRNA识别结合区：如5SrRNA就 有5`CGAAC序列能识别核糖体 ②不同rRNA亚基识别区：能与分 子量不同的核糖体结合。 ③与基因表达调控密切相关CAU就 是mRNA起始密码AUG密码。
mRNA密码子 ：5`—1 2 3 —3` 第3位bp: U CU GU AG ACU tRNA反密码子：3`—3 2 1 —5` 第1位bp： A G C U I
遗传的分子基础 PPT课件
基面结构和病毒复制机制
E. W. Sutherland（美） 1971 R. Dulbecco（意） W. Arber（瑞士） H. O. Smith（美） 1975 1978 1978
发现3’,5’-环AMP和激素作用机制 肿瘤病毒和细胞遗传物质之间的相互作用 发现细菌限制性内切酶 发现限制性内切酶作用方式的特点
磷酸、戊糖和碱基
核酸有两类，一类为脱氧核糖核酸 （deoxyribonucleic acid, DNA)，另 一类为核糖核酸（ribonuleic acid RNA)。 DNA存在细胞核和线粒体内，携带和 传递遗传信息，决定细胞和个体的基因 型（genetype)。 RNA存在于细胞质和细胞核内，参 入细胞内DNA遗传信息的表达。 病毒中，RNA也可作为遗传信息的 载体。
功能：遗传信息的贮存和携带者
核糖核酸：RNA
(ribonucleic acid)
分布于胞质、核、胞液。 参与遗传信息的表达的各过程。 某些病毒RNA也可作为遗传信息 的载体。
DNA是遗传的物质基础
阿委瑞
Oswald Avery
R型细菌：无毒型肺炎球菌 S型细菌：有毒型肺炎球菌
（1877-1955）
科学证明，一切生物都含有核酸。
核
酸
核酸（nucleic acid)是以核苷酸为 基本组成单位,通过3′，5′-磷酸二酯键 连接而成的生物大分子。 4种三磷酸脱氧核糖核苷以3’、5’磷酸二 酯键相连构成一个没有分枝的绒性大分子，它 们的两个末端分别称5’末端（游离磷酸基） 和3’末端。
核酸的基本组成单位—核苷酸
Ala一级结构测定
合成遗传密码
M. W. Nirenberg（美）1968
生理学、医学
遗传分子基础ppt.ppt
D组：S型细菌的DNA+DNA酶→水解产物+R型细菌→ 注射到小鼠体内
3.观测小鼠的生活状况
实验结果
A组:存活,B组:死亡,C组:存活,D组:存活
只有B组小鼠死亡,说明B组有S型细菌,说明S型细菌的
实验分析 DNA使R型细菌发生转化变成了S型细菌;S型细菌的其
他物质不能使R型细菌发生转化
12
二、 艾弗里确定转化因子的实验
(1)如果“转化因子”是DNA，那么S型细菌的DNA+R 型细菌→注射到小鼠体内，小鼠死亡。
假设
(2)如果“转化因子”是蛋白质，那么S型细菌的蛋白质 +R型细菌→注射到小鼠体内，小鼠死亡。
(3)如果“转化因子”是多糖，那么S型细菌的多糖+11R 型细菌→注射到小鼠体内，小鼠死亡。
实验材料
S型细菌、R型细菌、小鼠
S型菌的DNA R型细菌
S型菌
R型细菌
S型菌的
R型细菌 蛋白质或荚膜多糖 只长R型菌
S型菌的 R型细菌 DNA+DNA酶
只长R型菌
13
实验结 S型细菌体内只有DNA才是“转化因子”,即DNA 论 是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
思考: 你认为在证明DNA是遗传物质还是
蛋白质是遗传物质的实验中最关键的设 计思路是什么？
第三章 遗传的分子基础
第一节 探索遗传物质的过程
1
生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理功能上 常常相似，这就是遗传现象。
生物的遗传特性，使生物界的物种能够保持相对稳 定。
生物的各项生命活动都有 它的物质基础。生物遗传的物 质基础是什么呢？
根据现代细胞学和 遗传学的研究得知，控 制生物性状的主要遗传 物质是脱氧核糖核酸 （DNA）。
《遗传的分子基础》PPT课件
三、烟草花叶病毒的感染和重建实验
1.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
（1）实验过程及现象：
蛋白质 感染 烟草叶不出现病斑 烟草
烟草花 提 叶病毒 取
RNA 感染 烟草叶出现病斑 烟草
（2）结论：
RNA+RNA酶 感染 烟草叶不出现病斑 烟草
__R_N_A_是烟草花叶病毒的遗传物质，_蛋__白_质__不是遗传物质。
放射性同位素 标记对象
_3_5_S _
噬菌体
被标记物 蛋白质
放射性的出现 位置
_悬__浮__液__中__
_3_2_P_
噬菌体
_D_N_A__
_沉__淀__中___
4.实验结论：__D_N_A_是__遗__传__物__质___ 由于噬菌体营寄生生活，标记噬菌体时不能用含标记物的培养 基直接培养噬菌体，需先标记细菌，然后用不含标记物的噬菌 体去侵染被标记的细菌。
肺炎双球菌转化实验 1.肺炎双球菌活体和离体转化实验的比较
活体转化实验
离体转化实验
培养细菌
用小鼠(体内)
用培养基(体外)
实验结论 联系
S型菌体内有“转化 因子”
S型菌的DNA是遗 传物质
(1)所用材料相同,都是R型和S型肺炎双球菌; (2)两实验都遵循对照原则、单一变量原则
活体转化实验注射R型菌和加热杀死的S型菌后，小鼠体内分离 出的细菌和“离体S型菌DNA+R型活菌”培养基上生存的细菌都 是R型和S型都有，但是R型多。
3.结果及分析
分组
结果
结果分析
含32P噬 悬浮液中无32P，32P主要
菌体+细 分布在宿主细胞内，在
菌
子代噬菌体中检测到32P
遗传的分子基础(遗传学基础课件)
转录(transcription)：在RNA聚合酶的催化下，以 的反编码链为模板，按照碱基互补配对原则， dNTPs为原料合成RNA的过程。
编码链：5' - ATG AAA CGA GTC TTA TGA -
反编码链： 3'- TAC TTT GCT CAG AAT ACT mRNA： 5'- AUG AAA CGA GUC UUA UGA -
2、侧翼序列与调控序列
每个结构基因的第一个和最后一个外显子的 侧，都有一段不被转录的非编码区，称为侧翼序 （Flanking sequence）。
它是基因的调控序列，对基因的有效表达起调 作用，包括：启动子、增强子、终止子等。
二、基因复制
1. 复制子(replicon) 2. 半保留复制(semiconservative replication) 3. 半不连续复制
的分子机制。
第三节、基因的结构特征和功能
一、基因的结构
enhancer CAAT box TATA box
exon
GC box
intron
HGCAoCgAbnToesxbsobxGoGxGGTTCG—GACTGTAGCAGAlATaAwATATC A
AATA
1、外显子和内含子
• 在结构基因中，编码序列称为外显子(exon)， 多肽链部分。非编码序列称为内含子(Intron 称插入序列。
授课提纲
第一节： 基因的概述 概念；类别；一般特性；DNA结构。
第二节：人类基因组DNA 单一序列；重复序列；多基因家族，假基因。
第三节：基因的结构和功能 基因的结构；基因的复制，基因表达。
第四节：基因突变 概念；特性；突变的结构；诱发突变的因素；
突变的分子机制。
编码链：5' - ATG AAA CGA GTC TTA TGA -
反编码链： 3'- TAC TTT GCT CAG AAT ACT mRNA： 5'- AUG AAA CGA GUC UUA UGA -
2、侧翼序列与调控序列
每个结构基因的第一个和最后一个外显子的 侧，都有一段不被转录的非编码区，称为侧翼序 （Flanking sequence）。
它是基因的调控序列，对基因的有效表达起调 作用，包括：启动子、增强子、终止子等。
二、基因复制
1. 复制子(replicon) 2. 半保留复制(semiconservative replication) 3. 半不连续复制
的分子机制。
第三节、基因的结构特征和功能
一、基因的结构
enhancer CAAT box TATA box
exon
GC box
intron
HGCAoCgAbnToesxbsobxGoGxGGTTCG—GACTGTAGCAGAlATaAwATATC A
AATA
1、外显子和内含子
• 在结构基因中，编码序列称为外显子(exon)， 多肽链部分。非编码序列称为内含子(Intron 称插入序列。
授课提纲
第一节： 基因的概述 概念；类别；一般特性；DNA结构。
第二节：人类基因组DNA 单一序列；重复序列；多基因家族，假基因。
第三节：基因的结构和功能 基因的结构；基因的复制，基因表达。
第四节：基因突变 概念；特性；突变的结构；诱发突变的因素；
突变的分子机制。
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★实验结论：DNA分子具有连续性和稳定性，
说明遗传物质是DNA。
噬菌体的各种性状是通过亲代DNA传递给后代的。
精选课件
14
考点提醒
1．少量放射性出现的原因 (1)用 P32 标记实验时，上清液中也有一定的放射性的原
因有二：一是保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大
肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放
离心
短 时 间 保 温
离心
精选课件
13
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验 (3)赫尔希和蔡斯的放射性同位素标记实验(1952年) ★实验结果
亲代噬菌体 寄主细胞内
子代噬菌体
第一组实验 35S标记蛋白质 无35S标记蛋白 外壳蛋白质无35S 质
第二组实验 32P标记DNA 有32P标记DNA DNA中有32P标记 DNA
射性；二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，
这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子
代，经离心后分布于上清液，也会使上清液放射性含量升高。 (2)用 S35 标记实验时，沉淀物中出现少量放射性的原
因：可能由于搅拌不充分，有少量 S 35 的噬菌体蛋白质外壳 吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现 少量的放射性。
培养未标记的大肠杆菌
培养未标记的大肠杆菌
进一步培养噬菌体
进一步培养噬菌体
获得蛋白质含有35S标记的噬菌 获得DNA含有32P标记的噬菌体 体
精选课件
12
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验 (3)赫尔希和蔡斯的放射性同位素标记实验(1952年) 实验 ①获得有放射性的T2噬菌体 过程 ②用35S、32P标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌
第7讲 遗传的分子基础
--- 基因的本质与表达
精选课件
1
考纲解读
1. 人类对遗传物质的探索历程（相关实验） 2. DNA分子结构的主要特点 3. DNA分子的复制 4. 基因的概念 5. 遗传信息的转录和翻译 6. 基因、蛋白质、性状的关系 7. 中心法则的内容及其应用
精选课件
2
DNA的分布
主要在染色体上
一、DNA是主要的遗传物质
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验材料： 大肠杆菌、T2噬菌体 T2噬菌体的S元素仅存在 于蛋白质分子中，
T2噬菌体模式图
99％的P元素存在于DNA 分子中。
T2噬菌体主要是寄生在 大肠杆菌内。
精选课件
10
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验 (2)噬菌体的增殖
吸附 注入 复制、合成 组装 释放
侵染别的细菌
★增殖特点：T2噬菌体侵染细菌后，在自身遗传物质的作用下，
利用细菌体内的物质来合成自身精选组课件成物质，从而进行大量增殖1。1
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验 (3)赫尔希和蔡斯的放射性同位素标记实验(1952年)
①获得有放射性的T2噬菌体
含放射性同位素35S的培养基 含放射性同位素32P的培养基
★(2)艾弗里 (体外转化实验)
实验过程
S型活细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物 分别与R型活细菌混合培养
结果 结论
R型 R型 R型
R型 R型+ S型 R型
继 续培 养
R型 S型
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质， 即，DNA是转化因子，DNA是遗传物质。 而S型细菌的其他物质不能精选使课件 R型细菌发生转化。 9
DNA是遗传物质，蛋
实验结论 白质不是遗传物质
进一步证明DNA是遗传物 质，但不能证明蛋白质不 是遗传物质
两者都不能证明DNA是主要的遗传物质
精选课件
16
例2、如果用15N、32P、35S标记噬菌体后让其侵染细菌，
在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到放
射性元素的为（ ）
A.可在外壳中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32P
(染色体是DNA 的主要载体)
细胞质内
细胞核遗传
细胞质遗传
生物的遗传
精选课件
3
一、DNA是主要的遗传物质
1、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代
蛋白质 由20种氨基酸组成 种类繁多
遗传物质？
20世纪30年代
DNA 由4种脱氧核苷酸组成 种类繁多 (磷酸、碱基、脱氧核糖)
遗传物质？
腺嘌呤 脱氧核苷酸
死亡
有S型活细菌 (DNA的纯度越
有R型细菌转精化选课为件 S型细菌
高,转化就越有效) 6
提示：
1、加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变 性失活，但其体内的DNA在加热结束后随温 度的恢复又逐渐恢复其活性。
2、R型的细菌转化成S型的细菌的原因是S型 细菌的DNA进入R型细菌内，与R型菌DNA 实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于 基因重组。
精选课件
7
例1【2010•苏锡调研】格里菲思用肺炎双球菌在小 鼠身上进行了著名的转化实验，关于实验的结论不正确的 是( ) A．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA B．说明了R型活菌在一定条件下能够转化为S型菌 C．说明了R型活菌是无毒性的 D．说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的
A
精选课件
8
2、直接证据之一： 肺炎双球菌的转化实验
胸腺嘧啶 脱氧核苷酸
鸟嘌呤 脱氧核苷酸
精选课件
胞嘧啶 脱氧核苷酸
4
一、DNA是主要的遗传物质
2、直接证据之一： 肺炎双球菌的转化实验 (1)格里菲思 (体内转化实验)
菌落 菌体
毒性
S型细菌
光滑
有多糖类的荚膜
有毒性，可致死
(可使人患肺炎 或使小鼠患败血症)
R型细菌
粗糙 无多糖类的荚膜
无毒性
图
荚膜
精选课件
精选课件
Байду номын сангаас
15
一、DNA是主要的遗传物质
4、两个实验的比较
细菌转化实验(艾弗里) 噬菌体侵染细菌实验
实验思路
设法把DNA与蛋白质等其他物质分开，单独研究它 们各自的作用
直接将S型细胞的DNA、 分别用35S、32P标记噬菌
实验处理 多糖、蛋白质等物质分开，体蛋白质和DNA，分别让
分别与R型细胞混合培养 其侵染大肠杆菌
蛋白质 DNA DNA和蛋白质
B
C.可在外壳中找到15N
D.可在DNA中找到15N、32P、35S
5
2、直接证据之一： 肺炎双球菌的转化实验
(1)格里菲思 (体内转化实验)
实验过程
结果
结论
鼠 注射R型 活细菌
不死亡
鼠 注射S型 活细菌
死亡
鼠 注射加热杀 死S型细菌
不死亡
R型活细 菌无毒性
S型活细 菌有毒性
S型死细 菌无毒性
结论:
被加热杀死S型 细菌中必然存 在“转化因子”
鼠
加热杀死S型和 R型混合后注射
说明遗传物质是DNA。
噬菌体的各种性状是通过亲代DNA传递给后代的。
精选课件
14
考点提醒
1．少量放射性出现的原因 (1)用 P32 标记实验时，上清液中也有一定的放射性的原
因有二：一是保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大
肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放
离心
短 时 间 保 温
离心
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13
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验 (3)赫尔希和蔡斯的放射性同位素标记实验(1952年) ★实验结果
亲代噬菌体 寄主细胞内
子代噬菌体
第一组实验 35S标记蛋白质 无35S标记蛋白 外壳蛋白质无35S 质
第二组实验 32P标记DNA 有32P标记DNA DNA中有32P标记 DNA
射性；二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，
这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子
代，经离心后分布于上清液，也会使上清液放射性含量升高。 (2)用 S35 标记实验时，沉淀物中出现少量放射性的原
因：可能由于搅拌不充分，有少量 S 35 的噬菌体蛋白质外壳 吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现 少量的放射性。
培养未标记的大肠杆菌
培养未标记的大肠杆菌
进一步培养噬菌体
进一步培养噬菌体
获得蛋白质含有35S标记的噬菌 获得DNA含有32P标记的噬菌体 体
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12
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验 (3)赫尔希和蔡斯的放射性同位素标记实验(1952年) 实验 ①获得有放射性的T2噬菌体 过程 ②用35S、32P标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌
第7讲 遗传的分子基础
--- 基因的本质与表达
精选课件
1
考纲解读
1. 人类对遗传物质的探索历程（相关实验） 2. DNA分子结构的主要特点 3. DNA分子的复制 4. 基因的概念 5. 遗传信息的转录和翻译 6. 基因、蛋白质、性状的关系 7. 中心法则的内容及其应用
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2
DNA的分布
主要在染色体上
一、DNA是主要的遗传物质
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验材料： 大肠杆菌、T2噬菌体 T2噬菌体的S元素仅存在 于蛋白质分子中，
T2噬菌体模式图
99％的P元素存在于DNA 分子中。
T2噬菌体主要是寄生在 大肠杆菌内。
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10
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验 (2)噬菌体的增殖
吸附 注入 复制、合成 组装 释放
侵染别的细菌
★增殖特点：T2噬菌体侵染细菌后，在自身遗传物质的作用下，
利用细菌体内的物质来合成自身精选组课件成物质，从而进行大量增殖1。1
★ 3、直接证据之二：噬菌体侵染细菌的实验 (3)赫尔希和蔡斯的放射性同位素标记实验(1952年)
①获得有放射性的T2噬菌体
含放射性同位素35S的培养基 含放射性同位素32P的培养基
★(2)艾弗里 (体外转化实验)
实验过程
S型活细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物 分别与R型活细菌混合培养
结果 结论
R型 R型 R型
R型 R型+ S型 R型
继 续培 养
R型 S型
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质， 即，DNA是转化因子，DNA是遗传物质。 而S型细菌的其他物质不能精选使课件 R型细菌发生转化。 9
DNA是遗传物质，蛋
实验结论 白质不是遗传物质
进一步证明DNA是遗传物 质，但不能证明蛋白质不 是遗传物质
两者都不能证明DNA是主要的遗传物质
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16
例2、如果用15N、32P、35S标记噬菌体后让其侵染细菌，
在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到放
射性元素的为（ ）
A.可在外壳中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32P
(染色体是DNA 的主要载体)
细胞质内
细胞核遗传
细胞质遗传
生物的遗传
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3
一、DNA是主要的遗传物质
1、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代
蛋白质 由20种氨基酸组成 种类繁多
遗传物质？
20世纪30年代
DNA 由4种脱氧核苷酸组成 种类繁多 (磷酸、碱基、脱氧核糖)
遗传物质？
腺嘌呤 脱氧核苷酸
死亡
有S型活细菌 (DNA的纯度越
有R型细菌转精化选课为件 S型细菌
高,转化就越有效) 6
提示：
1、加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变 性失活，但其体内的DNA在加热结束后随温 度的恢复又逐渐恢复其活性。
2、R型的细菌转化成S型的细菌的原因是S型 细菌的DNA进入R型细菌内，与R型菌DNA 实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于 基因重组。
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7
例1【2010•苏锡调研】格里菲思用肺炎双球菌在小 鼠身上进行了著名的转化实验，关于实验的结论不正确的 是( ) A．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA B．说明了R型活菌在一定条件下能够转化为S型菌 C．说明了R型活菌是无毒性的 D．说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的
A
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2、直接证据之一： 肺炎双球菌的转化实验
胸腺嘧啶 脱氧核苷酸
鸟嘌呤 脱氧核苷酸
精选课件
胞嘧啶 脱氧核苷酸
4
一、DNA是主要的遗传物质
2、直接证据之一： 肺炎双球菌的转化实验 (1)格里菲思 (体内转化实验)
菌落 菌体
毒性
S型细菌
光滑
有多糖类的荚膜
有毒性，可致死
(可使人患肺炎 或使小鼠患败血症)
R型细菌
粗糙 无多糖类的荚膜
无毒性
图
荚膜
精选课件
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一、DNA是主要的遗传物质
4、两个实验的比较
细菌转化实验(艾弗里) 噬菌体侵染细菌实验
实验思路
设法把DNA与蛋白质等其他物质分开，单独研究它 们各自的作用
直接将S型细胞的DNA、 分别用35S、32P标记噬菌
实验处理 多糖、蛋白质等物质分开，体蛋白质和DNA，分别让
分别与R型细胞混合培养 其侵染大肠杆菌
蛋白质 DNA DNA和蛋白质
B
C.可在外壳中找到15N
D.可在DNA中找到15N、32P、35S
5
2、直接证据之一： 肺炎双球菌的转化实验
(1)格里菲思 (体内转化实验)
实验过程
结果
结论
鼠 注射R型 活细菌
不死亡
鼠 注射S型 活细菌
死亡
鼠 注射加热杀 死S型细菌
不死亡
R型活细 菌无毒性
S型活细 菌有毒性
S型死细 菌无毒性
结论:
被加热杀死S型 细菌中必然存 在“转化因子”
鼠
加热杀死S型和 R型混合后注射