甘肃农业大学：《遗传学》课程教学资源（课件讲稿）第十章 遗传物质的分子基础

第十章遗传物质的分子基础 第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 第二节 核酸的化学结构 第三节染色体的分子结构 第四节DNA复制 第五节RNA的转录及加工 第六节遗传密码与蛋白质的翻译

第十章 遗传物质的分子基础 第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 第二节 核酸的化学结构 第三节 染色体的分子结构 第四节 DNA复制 第五节 RNA的转录及加工 第六节 遗传密码与蛋白质的翻译

第一节DNA作为主要遗传物质的证据 一、DNA作为主要遗传物质的间接证据 > DNA是所有生物（除个别病毒）的染色体所共有的； > DNA的含量在每个物种不同组织的细胞里是恒定的； > DNA在代谢上是比较稳定的； > DNA吸收最多的紫外线光波是260nm,与诱发基因突变的光波相同； > DNA能够自我复制并通过细胞分裂均匀地传给下一代。 gene gene gene SCCCCCCCc

第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 一、DNA作为主要遗传物质的间接证据  DNA是所有生物（除个别病毒）的染色体所共有的；  DNA的含量在每个物种不同组织的细胞里是恒定的；  DNA在代谢上是比较稳定的；  DNA吸收最多的紫外线光波是260 nm，与诱发基因突变的光波相同；  DNA能够自我复制并通过细胞分裂均匀地传给下一代

第一节DNA作为主要遗传物质的证据 二、DNA作为主要遗传物质的直接证据 (一)细菌的转化 格里费斯（Griffith F,1928)肺炎双球菌定向转化实验 RⅡ型肺炎双球菌一无荚膜，菌落粗糙，无毒 SⅢ型肺炎双球菌—有荚膜，菌落光滑，有毒 无毒R型小鼠成活重现R型 > 有毒ⅡS型小鼠死亡重现S型 有毒S型（65℃杀死)小鼠成活无细菌 无毒IIR型有毒S型（65℃杀死)小鼠死亡重现S型 结论：在加热杀死的川S型肺炎双球菌中有较耐高温的转化物质能够进入 川R型，IR型转变为IS型，无毒转变为有毒

第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 （一）细菌的转化 格里费斯（Griffith F，1928）肺炎双球菌定向转化实验 RⅡ型肺炎双球菌——无荚膜，菌落粗糙，无毒 SⅢ型肺炎双球菌——有荚膜，菌落光滑，有毒  无毒IIR型小鼠成活重现IIR型  有毒IIIS型小鼠死亡重现IIIS型  有毒IIIS型（65℃杀死）小鼠成活无细菌  无毒IIR型有毒IIIS型（65℃杀死）小鼠死亡重现IIIS型 二、DNA作为主要遗传物质的直接证据 结论：在加热杀死的IIIS型肺炎双球菌中有较耐高温的转化物质能够进入 IIR型，IIR型转变为IIIS型，无毒转变为有毒

Living Type lIS bacteria recovered Living Type IlS Live mouse 肺炎双球茵 S型 R型 Capsule Dead mouse Heat-killed Type llIS Live mouse o Live mouse Living Type lIR Live mouse o No capsule Live mouse Living Type IIS Heat-killed Type IlIS bacteria recovered IIS Living Type lIR Live mouse ILR Dead mouse Figure 10.2 Griffith's discovery of transformation in Streptococcus pneumonine

阿委瑞（Avery O T,1944)实验：S型DNA提取物+R型细菌 用生物化学方法证明这种活性物质是DNA SⅢ型蛋白质 Type II R型细菌 ⅡR colonies 正实验： + SIII型RNA 三个 Type II IIR colonies SII型DNA Type II IIIS colonies +死SⅢ型+蛋白质酶◆ Type II Oswald T.Avery (1877-1955).(Cou IIIS colonies 负实验： TypeⅡ +死SIII型+DNA酶 三个 IIR colonies 滋+ 死SII型+RNA酶 Type II IIIS colonies

阿委瑞（Avery O T，1944）实验：S型DNA提取物+R型细菌 用生物化学方法证明这种活性物质是DNA R型细菌

第一节DNA作为主要遗传物质的证据 二、DNA作为主要遗传物质的直接证据 (二)噬菌体的侵染与繁殖 Hershey A D和Chase M（1952)用同位素32P和 35S验证DNA是遗传物质 T,噬菌体侵染大肠杆菌后，遗传物质进入细菌 细胞； A.D.Hershey (1908-). P是DNA的组成部分，但不存在于蛋白质中； S存在于蛋白质中，但DNA中没有； 32P标记T2噬菌体； 35S标记T2噬菌体。 Martha Chase.(Courtesy of Cold Sp

第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 （二）噬菌体的侵染与繁殖 Hershey A D和Chase M（1952）用同位素32P和 35S验证DNA是遗传物质 T2噬菌体侵染大肠杆菌后，遗传物质进入细菌 细胞； P是DNA的组成部分，但不存在于蛋白质中； S存在于蛋白质中，但DNA中没有； 32P标记T2噬菌体； 35S标记T2噬菌体。 二、DNA作为主要遗传物质的直接证据

Bacterium in 35S medium Bacterium in 32P medium Phage(unlabeled) Progeny phage with 35s-labeled protein Progeny phage Labeled phage with unlabeled and unlabeled DNA progeny released protein and 32P-labeled DNA Labeled protein Unlabeled stays outside, Infects unlabeled protein stays unlabeled bacteria outside,labeled DNA enters cell DNA enters cell Progeny phage Progeny phage virtually unlabeled strongly labeled (less than 1%of (more than 30% original 35s of original 32P recovered) recovered) Hershey A D和Chase M(1952)用同位素32P和35S验证DNA是遗传物质

Hershey A D和Chase M（1952）用同位素32P和35S验证DNA是遗传物质

第一节DNA作为主要遗传物质的证据 二、DNA作为主要遗传物质的直接证据 (三)烟草花叶病毒的感染和繁殖 Fraenke-Conrat H和Singer B（1957)实验 烟草花叶病毒简称TMV(Tobacco Mosaic Virus) TMV的蛋白质外壳和单螺旋RNA接种： TMV蛋白质→烟草→不发病 TMV RNA→烟草→发病 TMV RNA十RNA酶→烟草→不发病 A型RNA与B型蛋白质重建病毒→发病→A型TMV 结论：在不含DNA的某些病毒中，RNA是遗传物质

第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 （三）烟草花叶病毒的感染和繁殖 Fraenkel-Conrat H和Singer B（1957）实验 烟草花叶病毒简称TMV (Tobacco Mosaic Virus) TMV的蛋白质外壳和单螺旋RNA接种： TMV蛋白质→烟草→不发病 TMV RNA →烟草→发病 TMV RNA＋RNA酶→烟草→不发病 A型RNA与B型蛋白质重建病毒→发病→A型TMV 二、DNA作为主要遗传物质的直接证据 结论：在不含DNA的某些病毒中，RNA是遗传物质

Protein A Degraded Protein B Protein B Reconstituted TMV type B RNA mixed Offspring B virus ◆ ◆ RNA RNA A A Degraded Infection of Protein A tobacco leaf TMV type A A Figure 10.5 Demonstration that the genetic material of tobacco mosaic virus(TMV)is RNA,not protein.TMV contains no DNA;it is composed of just RNA and protein. Fraenkel--Conrat H和Singer B（1957)实验证明： 在不含DNA的某些病毒中，RNA是遗传物质

Fraenkel-Conrat H和Singer B（1957）实验证明： 在不含DNA的某些病毒中，RNA是遗传物质

第二节核酸的化学结构 一、两种核酸及其分布 Nuclids aremfrean subsledds. )In RNA only (b)In both RNA (c)In DNA only and DNA: Eachnucleotideiscomposedofthreeunts. (with rare exceptions): (with rare exceptions): NH2 0 0 H一N H H CH3 A 0=C hosphate 0-P=0 H group: Uracil Cytosine Thymine 0 (2,4-oxypyrimidine) (4-amino-2-oxypyrimidine) (2,4-oxy-5-methyl pyrimidine) NH2 h (b)in DNA: Ribose 2Dexibose 2 H OH Adenine A OH 50H2A OH (6-aminopurine) five-caron sugaror H H H -H pentose: H NH2- OH OH OH H ←-Nohydrox grou Guanine (2-amino-6-oxypurine)

第二节 核酸的化学结构 一、两种核酸及其分布