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时间:2018-10-07
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1、第五讲遗传与基因一、遗传与孟德尔学说二、基因三、人类基因组计划1生命最重要的本质之一是性状特征自上代传至下代——遗传。2一、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。3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。他挑选了七对性状,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。4孟德尔(1822-1884)5豌豆杂交操作孟德尔
2、研究的七对性状61、孟德尔第一定律--分离律他用一对性状杂交,子一代全为显性性状,子一代之间自交,子二代为:显性性状:隐性性状=3:1分离律:一对等位基因形成配子时,完全独立地分离到不同的配子中去,相互不影响。7孟德尔分离律82、孟德尔第二定律--自由组合律他用两对性状杂交,子一代全为显性性状,子一代之间杂交,子二代出现四种性状,其数量比例为9:3:3:1自由组合律:当两对或更多对基因处于异质结合状态(即不在同一条染色体上)时,它们在形成配子时彼此独立的完成分离,然后互相间进行自由组合。9孟德尔自由
3、组合律黄圆绿圆黄皱绿皱双显性亲本双稳性亲本103、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,本从本质上揭示了基因和性状的关系。并且提出了遗传因子控制遗传性状的两大定律。(2)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。11二、基因的奥秘“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?基因如何工作?121、证明DNA是生命遗传物质的几个经典实验A
4、、著名的肺炎链球菌实验1928年,英国GriffithS型肺炎球菌:有荚膜,菌落表面光滑,致死性R型肺炎球菌:没有荚膜,菌落表面粗糙,非致死性13加热杀死的S型肺炎球菌中一定有某种特殊的生物分子或遗传物质,可以使无害的R型肺炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌这种生物分子或遗传物质是什么呢?纽约洛克非勒研究所Avery从加热杀死的S型肺炎球菌将蛋白质、核酸、多糖、脂类分离出来,分别加入到无害的R型肺炎球菌中,结果发现,惟独只有核酸可以使无害的R型肺炎球菌转化为有害的S型肺炎球菌。1944年结论:DNA是生
5、命的遗传物质14分别用放射性同位素标记噬菌体35S-标记蛋白质32P-标记DNAB、更有说服力的噬菌体实验1535S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16到1952年用了8年时间,全世界的科学家才一致接受了Avery1944年提出的结论:生命的遗传物质是DNA。172、华生和克里克提出DNA双螺旋模型。1953年,Watson和Crick看到富兰克琳在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片激发了他们的灵感。18半保留
6、复制DNA的半保留复制规律为:DNA分子解旋后,两条链分别为模版,按照碱基互补配对原则,合成两分子双链DNA,每个新的DNA分子中的两条链,一条来自原来DNA分子,一条为新合成的。194、DNA作为遗传物质的功能(1)贮藏遗传信息的功能(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,DNA是自身复制和RNA合成的模板,RNA又是蛋白质合成的模板。20中心法则遗传信息可以从DNA流向DNA,即完成DNA的自我复制过程,
7、也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,完成遗传信息的转录和翻译过程。后来发现,在某些病毒中,RNA也可以自我复制,在逆转录酶的作用下合成DNA。21三 人类基因组计划(HGP)人类基因组计划产生的背景人类基因组计划意义“基因”让中国争取到了未来!图谱绘制仅是第一步,基因研究是把双刃剑222000年6月26日23何为基因组计划?基因组是生物体内遗传因子的集合,是某一个特定特种细胞内全部DNA分子的总和。22对常染色体,1对性染色体30亿个碱基对排列顺序24一、人类基因组计划产生的背景数据表明:全球
8、约有20%-50%的人每天备受各种慢性疾病的折磨;我国11%的人患有高血压;4.2%人有不同程度的残疾;2.5%的人智力低下;肿瘤、心血管疾病等主要死因已成为驱除不掉的幽灵;人类可以遨游太空、漫步月球,但对人体自身的奥秘知之甚少。有鉴于此,联合起来共同研究人类基因组,揭示人类基因的奥秘,了解人类各种疾病与基因的相互关系,从而达到从根本上预防人类疾病发生以及有效根治疾病。25最早提出HGP这一设想的是美国生物学家、诺贝尔奖得主Dulbecco。他在1986年3月7日出版
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