湖北大学：《遗传学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十一章 遗传的分子基础（11.1-11.2）

遗传学在微观水平的深入 基因的化学基础是什么? o遗传的染色体理论认为:基因位于细胞核内染色体上 o染色体的主要化学成份蛋白质和核酸何者为基因 的化学基础? *“蛋白质是遗传物质”观点及其主要论据。 基因化学本质的条件:具有三种功能 o贵传功能(复制与世代传递); o表型功能(具有适当的控制性状的表达机制) o进化功能能够产生变异满足生物进化的要求

1/95 遗传学在微观水平的深入 基因的化学基础是什么？ 遗传的染色体理论认为：基因位于细胞核内染色体上； 染色体的主要化学成份——蛋白质和核酸何者为基因 的化学基础？ *“蛋白质是遗传物质”观点及其主要论据。 基因化学本质的条件：具有三种功能。 遗传功能(复制与世代传递)； 表型功能(具有适当的控制性状的表达机制)； 进化功能(能够产生变异满足生物进化的要求)

个学派 @E. Schrodinger(1945薛丁格): What is life? 二十世纪,由于物理学、化学和数学研究工作者 的加入,在生物学与遗传学研究领域形成了三个 学派 o物理学结构结构学派; o化学—生化—生化学派; o数学信息信息学派。 2/95

2/95 三个学派 E. Schrödinger(1945)(薛丁格)：What is life? 二十世纪，由于物理学、化学和数学研究工作者 的加入，在生物学与遗传学研究领域形成了三个 学派： 物理学——结构——结构学派； 化 学——生化——生化学派； 数 学——信息——信息学派

第十一章遗传的分子基础 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与DNA复制 第三节遗传信息的表达与调控 第四节基因的概念与发展 第五节遗传工程 本章要点 /95

3/95 第十一章 遗传的分子基础 第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 第二节 核酸的化学结构与DNA复制 *第三节 遗传信息的表达与调控 第四节 基因的概念与发展 第五节 遗传工程 本章要点

第一节DNA作为主要遗传物质的证据 DNA是遗传物质的间接证据 、DNA是遗传物质的直接证据 )、细菌转化试验 2)、噬菌体侵染与繁殖试验 三)、烟草花叶病毒拆合实验 三、非核酸类的遗传物质 4/95

4/95 第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 一、 DNA是遗传物质的间接证据 二、 DNA是遗传物质的直接证据 (一)、 细菌转化试验 (二)、 噬菌体侵染与繁殖试验 (三)、 烟草花叶病毒拆合实验 *三、非核酸类的遗传物质

、DNA是遗传物质的间接证据P76 1.DNA含量的恒定性(每个物种不同组织的细 胞不论其大小和功能如何,它们的DNA含量 是恒定) 2.DNA代谢的稳定性(DNA在代谢上是比较稳 定的 3DNA是所有生物染色体所共有的; 4.基因突变与紫外线诱变波长的关系; 用不同浪长的紫外线诱发各种生物突变时, 其最有效的浪长为2600埃,这与DNA所吸收 的紫外线光谱是一致的,证明基因突变与 DNA分子的变异密切相关 595

5/95 一、 DNA是遗传物质的间接证据 P76 1. DNA含量的恒定性（每个物种不同组织的细 胞不论其大小和功能如何，它们的DNA含量 是恒定）； 2. DNA代谢的稳定性（DNA在代谢上是比较稳 定的）； 3. DNA是所有生物染色体所共有的； 4. 基因突变与紫外线诱变波长的关系； 用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时， 其最有效的波长为2600埃，这与DNA所吸收 的紫外线光谱是一致的，证明基因突变与 DNA分子的变异密切相关

DNA是遗传物质的直接证据P77 ()、噬菌体侵染与繁殖试验一7 1.背景知识 噬菌体侵染与繁殖基本过程: ◎T2噬菌体浸染大肠杄菌后,遗传物质进入细菌细胞; o利用大肠杆菌的遗传复制系统复制噬菌体遗传物质; ◎利用大肠杆菌的遗传信息表达系统合成噬菌体组件; o最后组装形成完整的I2噬菌体 @因此只要弄清侵染时进入细菌的是噬菌体的哪一部 分,就可能证明哪种物质是遗传信息的载体。 @另外 oP是DNA的组成部分,但不存在于蛋白质中 oS存在于蛋白质中,但DNA中没有 6/95

6/95 二、 DNA是遗传物质的直接证据 P77 (一)、 噬菌体侵染与繁殖试验 P78 1. 背景知识 噬菌体侵染与繁殖基本过程： T2噬菌体浸染大肠杆菌后，遗传物质进入细菌细胞； 利用大肠杆菌的遗传复制系统复制噬菌体遗传物质； 利用大肠杆菌的遗传信息表达系统合成噬菌体组件； 最后组装形成完整的T2噬菌体。 因此只要弄清侵染时进入细菌的是噬菌体的哪一部 分，就可能证明哪种物质是遗传信息的载体。 另外： 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

2. hershey和 Chase的实验 P dNa 搅拌 33 放射性活性大 331部分见于细菌 33/并可传递给子代 32S蛋白质 搅拌 放射性活性大部分 3 见于被甩掉的外壳 n中,不能遗传给子代 图3-2赫尔歇等证明DNA是T2噬菌体的遗传物质 (引自Hue,2000) 7195

7/95 2. Hershey和Chase的实验

结果与结论 @试验结果表明 ◎主要是由于DNA进入细胞内才产生完整的噬菌体; @结论:DNA才是(噬菌体的遗传物质。 动画:B101B102 题外话 o与 Avery等人研究比较,本试验的精度低得多。但是由于 放射性标记法(也称为示踪原子法),当时为人们普遍采用; o同时由于核酸研究及其它相关的成果,本试验结果很快 得到人们的广泛认同 8/95

8/95 结果与结论 试验结果表明： 主要是由于DNA进入细胞内才产生完整的噬菌体； 结论：DNA才是(噬菌体的)遗传物质。 动画 ：B101 B102 题外话： 与Avery等人研究比较，本试验的精度低得多。但是由于 放射性标记法(也称为示踪原子法)，当时为人们普遍采用； 同时由于核酸研究及其它相关的成果，本试验结果很快 得到人们的广泛认同

(二)、烟草花叶病毒拆合试验P9 烟草花叶病毒(①MV是由RNA与蛋白质构成的管 状微粒(如图) o中心是单链螺旋RNA、外部是蛋白质外壳。 1.拆分感染试验: o将IMV的RNA与蛋白质分离、提纯 分别接种烟叶,发现RNA能使烟叶致病,而蛋白质 不能; o用RNA酶处理RNA后接种烟叶也不能致病,表明 RNA可能就是TMV的传物质 9195

9/95 (二)、 烟草花叶病毒拆合试验 P79 烟草花叶病毒(TMV)是由RNA与蛋白质构成的管 状微粒（如图）： 中心是单链螺旋RNA、外部是蛋白质外壳。 1. 拆分感染试验： 将TMV的RNA与蛋白质分离、提纯； 分别接种烟叶，发现RNA能使烟叶致病，而蛋白质 不能； 用RNA酶处理RNA后接种烟叶也不能致病，表明 RNA可能就是TMV的遗传物质

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