第2章--遗传物质的分子基础

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1、2.1DNA是主要的遗传物质2.1.1DNA作为主要遗传物质的间接证据（1）DNA是所有生物共有的从噬菌体、病毒到人类染色体中都含有DNA，而蛋白质则不同，噬菌体和病毒的蛋白质不是存在于染色体上，而是在外壳上，在细菌的染色体上也没有蛋白质，只有真核生物的染色体上才有核蛋白。（2）DNA在代谢上比较稳定利用放射性元素标记，发现细胞内除DNA分子外，大部分物质都是一边迅速合成，一边分解，而原子一旦组成DNA分子，则在细胞保持健全生长的情况下，它不会离开DNA。（3）DNA含量稳定同一种植物的不同组织的细胞，不论其大小和功能如何，它们的

2、ＤＮＡ含量基本上是相同的，配子的DNA含量正好是体细胞的一半，而蛋白质等其他化学物质则不是恒定的。（4）基因突变与DNA分子变异密切相关用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，最有效的波长是260ｎｍ，这正是DNA的紫外光谱吸收高峰，说明基因突变是与DNA分子变异密切相关的。第2章遗传物质的分子基础12.1.2DNA作为主要遗传物质直接证据1）噬菌体的浸染实验2）细菌转化试验3）烟草花叶病毒(TMV)的感染实验21）噬菌体的浸染实验3噬菌体感染图象452）细菌转化试验63）烟草花叶病毒(TMV)的感染实验72.2.1核酸的分子组成1

3、）戊糖2）碱基3）磷酸（H3P04）8DNA的一级结构DNA的二维结构9遗传信息载体：脱氧核糖核酸（DNA）双螺旋分子；长度单位：碱基对(bp)，千碱基对(Kb)，百万碱基对(Mb)脱氧核糖核苷酸组成多聚核苷酸链，两条链互相盘绕形成双螺旋磷酸核糖腺嘌呤A碱基碱基碱基碱基胞嘧啶C碱基对核糖-磷酸骨架氢键3’端羟基5’端磷酸胸腺嘧啶T鸟嘌呤GDNA结构示意图2nm3.4nm102.2.2核酸的分子结构1）DNA的分子结构（1）DNA分子是由2条多核苷酸链组成，核苷酸之间通过3‘，5’磷酸二酯键连接。其中一条链5‘→3’；另一条链3‘→

4、5’，这种现象称为反向平行。2条核苷酸链围绕1个公共的轴形成右旋的双螺旋结构。（2）螺旋的直径为2nm，相邻两碱基间的距离为0.34nm，每10个核苷酸碱基绕螺旋转一圈，螺距为3.4nm。（3）碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖骨架在螺旋的外侧。2条反向平行的链通过内侧碱基间形成的氢键相连，A与T之间是2个氢键连接，G与C之间是3个氢键连接。（4）2条链的碱基是互补配对的，即腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对（图2-7），配对的碱基称为互补碱基。因此，DNA分子中2条多核苷酸链是互补的，即如果一条链上

5、的碱基顺序确定，那么另一条链上必有相对应的碱基序列。11DNA的二级结构1、结构要点：反向平行;碱基配对;碱基距离为0.34nm;螺距为3.4nm。20A034A03.4A012DNA模型131953年2003年142）RNA的分子结构RNA的分子结构与DNA相似，也是由多个核苷酸组成的多聚体，但它与DNA存在一些重要的区别。首先，RNA的核糖取代了DNA的脱氧核糖，尿嘧啶(U)取代了胸腺嘧啶(T)；其次是RNA分子大部分是以单链形式存在，不形成双螺旋，但一条RNA链上的互补部分也会产生碱基配对，形成双链区域。如在蛋白质合成中涉及

6、到的rRNA和tRNA。15RNA与DNA区别162.2.3DNA的复制1）DNA的复制过程细胞分裂间期DNA复制时，首先是DNA双链在解旋酶的作用下解开双螺旋，局部分解为两条单链。每条链以自身碱基序列为模板，根据碱基互补配对的原则，在DNA聚合酶的作用下，选择带有互补碱基的核苷酸与模板链形成氢键。随着DNA聚合酶在模板链上的移动，合成了与其互补的一条新链，与原来的模板单链互相盘旋在一起，又恢复了DNA分子双螺旋结构。随着DNA分子双链的完全拆开，逐渐形成了2个新的DNA分子，与原来的DNA分子完全一样。17182）DNA的复制特

7、点一是半保留复制。在DNA分子的子代双链中，一条是亲本链，另一条是新合成的链，这种复制方式称为半保留复制，这对保持生物遗传的稳定性是至关重要的；二是DNA的复制是边解旋边复制的，所以会出现复制叉；三是DNA复制有方向性。新链的合成只能是按照从5‘→3’的方向。19DNA复制的半不连续性202.3基因的表达调控2.3.1基因的概念基因是一段有功能的特定DNA序列，是一个遗传功能单位，其内部存在许多的重组子和突变子。212.3.2遗传密码1）三联体密码将核苷酸序列翻译成相应氨基酸序列，靠的是RNA分子上3个连续碱基构成的遗传密码。我们

8、把相对应于1个氨基酸的3个相连的碱基称为1个密码子(codon)，即三联体密码。222）遗传密码的特点（1）遗传密码的简并性（2）遗传密码指导蛋白质合成的有序性（3）遗传密码是三联体密码（4）遗传密码的通用性23遗传学密码最早的提出者：George