生命的本质-遗传及其

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1、第五章生命延续的本质-遗传及其分子基础•孟德尔的遗传法则•遗传的染色体学说•基因的连锁和交换•性染色体和伴性遗传n孟德尔的遗传法则l经典遗传学的创始人MendelØMendel1822年出生于奥地利乡村，21岁修道院进修，中学代课教师1851-1853在维也纳大学受物理学家Doppler和植物生理学家Unger的影响激发起研究植物遗传变异的兴趣。选择豌豆作为实验材料的原因。Mendel成功的主要原因：lMendel遗传学第一定律：分离定律Ø7对差别鲜明的性状：花的颜色：紫色/白色；种子形状：圆形/皱缩；种子颜色：黄色/绿色；花着生位置：腋生/顶生；豆

2、荚形状：饱满ØMendel最初实验是对具有单个/皱缩；相对性状的亲代杂交，所有杂豆荚颜色：绿色交产生的F1代都只表现一个亲/黄色；代的性状，F2代具有一定的比植株高度：高/例。矮。豌豆单因子杂交实验与分离定律Mendel按上述方法继续对7组相对性状分别进行杂交实验，统计了子二代植株显性与隐性性状之间比例。3：1规律等位因子纯合子/杂合子显性基因隐性基因豌豆7组相对性状分别杂交实验结果ØMendel首创了测交实验方法，验证了其推断的正确性。ØMendel建立了遗传学第一定律，即“分离定律”：Ø一对基因在形成配子时完全按照原样分离到不同的配子中去，相互不

3、发生影响。lMendel遗传学第二定律：自由组合定律在分析了一对性状传递规律的基础上，Mendel进一步进行了两对相对性状杂交的遗传分析。他选择了这样两个亲本进行杂交：一个是双显性亲本：种子是圆形的，种子的颜色为黄色；一个是双隐性亲本：种子是皱缩的，种子的颜色为绿色。“多对基因的独立分配和自由组合定律”：1.当两对或更多对基因处于异质接合状态时，它们在形成配子时的分离是彼此独立不相牵连的2.同时分配时相互测交实验结果：1：1：1：1间进行自由组合。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,并且提出了遗传因子控制遗传性状的若干规律：

4、大多数生物体（后来称为两个等位基因）控制同一性状。这样的生物体称为2n个体。遗传因子可以区分为显性和隐性。控制不同性状的遗传因子是各自独立的。（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。lMendel遗传学定律的延伸和变化Mendel遗传学定律不能代表所有遗传因子表现的性状及遗传规律。lMendel遗传学定律的延伸和变化环境影响表型产生黑色素的酶在较高温度下失活，所以毛色在端点位置呈黑色n遗传的染色体学说l遗传因子及其独立分离与自由组合特性与染

5、色体的行为特性有平行性：Ø染色体和基因成对存在；Ø形成配子时每对染色体每对基因分离；Ø在配子中，只有每对染色体一个染色单体，也只有每对等位基因中一个基因。基因与染色体的平行关系—基因定位在染色体上n基因的连锁和交换Ø20世纪初，美国著名的实验胚胎学家Morgan及其同事通过果蝇的杂交试验，确立了基因在染色体上的连锁和交换规律，被后人称为遗传学第三定律。•基因交换导致基因重组重组率•染色体上各基因间的重组率与基因位点间的距离成正比•n性染色体和伴性遗传Ø与性别相关的特殊形态的一对同源染色体称为性染色体。Ø4种性染色体类型。Ø人的体细胞中有23对染色体。

6、果蝇复眼颜色的遗传与性连锁基因定位•基因是什么•DNA的复制•RNA的组成和作用•转录•遗传密码的破译•蛋白质的合成n基因是什么Ø在20世纪的前40年，困扰科学家的两个最基本的问题依然没有解决：（1）基因是由什么物质组成的？（2）基因是如何工作的？Ø在Mendel和Morgan时代，使用的实验材料主要是豌豆和果蝇等，它们都是一些非常复杂的多细胞生物。Ø后来，在对细菌和病毒这些极其简单的生命形式的研究中，科学家才发现了遗传物质的蛛丝马迹。Ø1928年，英国GriffithØS型肺炎球菌：有荚膜，菌落表面光滑。ØR型肺炎球菌：没有荚膜，菌落表面粗糙。l结

7、果说明：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l这种生物分子或遗传物质是什么呢？Ø1952年，Hershey和Chase病毒（噬菌体）Ø放射性同位素35S标记病毒的蛋白质外壳，32P标记病毒的DNA内核，感染细菌。Ø新复制的病毒，检测到了32P标记的DNA，没有检测到35S标记的蛋白质，ØDNA在病毒和生物体复制或繁殖中的关键作用。Ø8年的时间nDNA的复制·DNA合成的同位素示踪实验Ø1958，Meselson和StahlØ大肠杆菌15NH4CI为唯一氮源的培养液中生长若干代。Ø

8、被15N标记的大肠杆菌转入14NH4CI为唯一氮源的培养液中。Ø完成第一代和第二代繁殖时，分离DNA，密度梯