第四章 基因和基因组的结构与功能

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1、第四章遗传物质DNA是主要的遗传物质遗传物质的性质可转移的遗传因子基因和基因组的概念原核生物基因组的结构与功能真核生物基因组的结构与功能一、DNA是主要的遗传物质生物通过___________和____________保证生物亲代与子代之间遗传性状的稳定性。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？金丝猴的后代仍然是金丝猴牛的后代仍然是牛减数分裂受精作用通过对细胞有丝分裂、减数分裂和受精过程的研究，人们了解到染色体在生物的传宗接代

2、过程中，能够保持一定的稳定性和连续性。因此，人们认为染色体在遗传上起着主要作用。作为遗传物质，必须具备什么条件呢？具备作为遗传物质的条件。2）在体细胞中含量稳定，在生殖细胞中含量减半。能够自我复制，使前后代保持一定的连续性4）能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状，能发生变异。1）分子结构具有相对的稳定性3）能够储存大量的遗传信息实验一——肺炎双球菌转化实验R型菌（粗糙、无毒性）S型菌（光滑、有毒性）多糖类荚膜将R型活菌注入小鼠体内一段时间后将S型活菌注入小鼠体内一段时间后将杀死的S型菌注

3、入小鼠体内一段时间后将R型活菌与杀死的S型菌注入小鼠体内一段时间后细菌发生转化，性状的转化可以遗传。DNA蛋白质多糖DNA酶只有加入DNA，R型转化为S型。DNA是遗传物质。实验二——噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌过程吸附注入合成组装释放噬菌体借尾丝吸附在细菌表面把DNA注入到细菌细胞利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的DNA、蛋白质细菌解体，释放出噬菌体新合成的DNA、蛋白质组装成很多噬菌体Blendor实验——噬菌体侵染细菌的实验（含S）（含P）用放射性同位素35S标记外壳蛋白质细菌内无

4、放射性吸附注入合成组装释放DNA是唯一的遗传物质吗？此实验证明:烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，蛋白质不是遗传物质RNA（核糖核酸）有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含有DNA,只含有RNA。在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。目前，已有充分的科学研究资料证明，绝大多数生物都以是DNA作为遗传物质的。DNA—主要的遗传物质DNA的分布主要在染色体上细胞质内细胞核遗传细胞质遗传生物的遗传（所以说，染色体是DNA的主要载体）二、遗传物质的性质（P76-80）遗传物质由DNA储存和传递遗传信息从亲代

5、传递到子代DNA具有化学稳定的特点（结构决定）遗传物质的变异性三、可转移的遗传因子质粒（一般性质、复制机制、几种主要质粒）转座因子1.Plasmid(质粒)P81-90染色体外能独立复制的小分子共价闭合环状DNA。MW:1～100×106dt,几～几十个基因；遗传工程的重要载体。质粒的特性控制次要性状，自我复制，稳定遗传；大质粒数量少，小质粒数量多；具互不相容性；可转移；可整合；可重组；可清除；耐碱性。大肠杆菌质粒的种类F质粒（其本身与染色体基因一起能转移到无此质粒的细胞中）R质粒Col质粒（合成大

6、肠杆菌素，对亲缘关系近而不含该质粒的菌株有毒）质粒的种类接合质粒抗性质粒降解质粒致瘤质粒共生质粒细菌素质粒转座子(P91-103)插入序列复合转座子质粒复制机制复制方向：单向或双向复制复制终止点：单向——起点终点相同。双向——复制叉在同一区域终止；固定位置终止。复制方式：θ复制四、基因和基因组（一）基因概念的发展历程基因的生物学概念基因的分子水平概念几种基因1、基因概念的发展历程泛基因（或者称前基因）阶段孟德尔的遗传因子阶段，摩尔根的基因阶段，顺反子阶段，操纵子阶段现代基因阶段Mendel(孟德尔)

7、——遗传因子（1866）Johannsen（1909）——基因(Genesareunitsofgeneticinformation)Morgan(摩尔根，1926）——基因落实到染色体上Beadle（比德尔）和Tatum（塔特姆）——“一个基因一个酶”假说基因对于遗传性状表达的作用直接作用：基因表达产物→性状表现例如：人类的镰形红血球贫血症的遗传，镰形红血球的血红蛋白是由一个正常血红蛋白基因（HbA）突变引起的，即HbA→HbS或HbC进一步研究表明：HbA与HbS或HbC之间仅仅有一对碱基差异。间

8、接作用基因通过酶的合成，间接地影响生物性状的表达2、基因的生物学概念●突变子（Muton）：性状突变时，产生突变的最小单位。一个突变子可以小到只是一个核苷酸对。●重组子（recon）：在发生性状重组时，可交换的最小单位。一个交换子只包含一个核苷酸对。●顺反子（作用子）（cistron）：Cistronisthegeneticunitdefinedbythecis/transtest;equivalenttogene。基因功能的一个单位，可以编码特定产物（蛋白质或功能R