西藏农牧学院：《动物遗传学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 分子遗传学基础

第一章分子遗传学基础 生命的遗传形式是多样的。大到生态群体，小到 组织细胞，而目前我们所能探究的最微观的遗传 领域是分子，包括核酸、蛋白质以及糖、脂类等 等。在这一章里，重点探究什么是遗传物质，遗 传物质的性质、特征，以及遗传信息的传递。通 过对经典实验的回顾，充分理解上述遗气学基础 理论和框架。结合新的研究进展，领会遗传信息 传递的规律和复杂性。本章要特别重视对经典实 验的逻辑分析，加深对理论的理解

第一章 分子遗传学基础 ⚫ 生命的遗传形式是多样的。大到生态群体，小到 组织细胞，而目前我们所能探究的最微观的遗传 领域是分子，包括核酸、蛋白质以及糖、脂类等 等。在这一章里，重点探究什么是遗传物质，遗 传物质的性质、特征，以及遗传信息的传递。通 过对经典实验的回顾，充分理解上述遗气学基础 理论和框架。结合新的研究进展，领会遗传信息 传递的规律和复杂性。本章要特别重视对经典实 验的逻辑分析，加深对理论的理解

第一节遗传信息的载体 ●几乎与孟德尔发现遗传现象同时，1865年，瑞士 化学家米歇尔(P.Miescher)从病人的脓细胞中 分离出了核酸成分。但在当时人们并没有把核酸 与遗传现象联系起来。 ● 1879年，德国生物学家弗来明(A.Flemming) 在细胞核内发现了染色质。1903年，美国细胞学 家萨顿(W.S.Sutt。。)和德国实验胚胎学家博 韦里(T.H.Boveri)发现，细胞染色体的活动 方式与孟德尔所描述的遗传因子极为类似。1909 年，丹麦的植物遗传学家约翰逊 (w.L.Johannsen)提出“基因”一词，取代了 遗传因子

第一节遗传信息的载体 ⚫ 几乎与孟德尔发现遗传现象同时，1865年，瑞士 化学家米歇尔(P．Miescher)从病人的脓细胞中 分离出了核酸成分。但在当时人们并没有把核酸 与遗传现象联系起来。 ⚫ 1879年，德国生物学家弗来明(A．Flemming) 在细胞核内发现了染色质。1903年，美国细胞学 家萨顿(W．S．Sutt。。)和德国实验胚胎学家博 韦里(T．H．Boveri）发现，细胞染色体的活动 方式与孟德尔所描述的遗传因子极为类似。1909 年，丹麦的植物遗传学家约翰逊 (w．L．Johannsen)提出“基因”一词，取代了 “遗传因子”

● 1910年，美国遗传学家摩尔根(T.H.M。rsan)藉由果 蝇的研究，终于证明了基因的确存在于染色体上。 遗传物质这一抽象的概念才获得了物质的依托。然而，真 正确立DNA是遗传物质的，是两组科学家的重要实验 ∷ 一是：英国生物学家，格里夫兹(P.Griffith)所进行的细 菌转化实验(1928年)，二是：是赫希(A.Hershey)与蔡 斯(M.chase)两位科学家进行的噬菌体侵染实验1952 年)，他们相继证实了DNA才是真正的遗传物质，而不是 蛋白质或其他的生物分子。 ● 1956年，格勒(A.Girer)和施拉姆(C.Scharum)的烟 草花叶病毒实验证明RNA亦可作为遗传物质

⚫ 1910年，美国遗传学家摩尔根(T．H．M。rsan)藉由果 蝇的研究，终于证明了基因的确存在于染色体上。 ⚫ 遗传物质这一抽象的概念才获得了物质的依托。然而，真 正确立DNA是遗传物质的，是两组科学家的重要实验： ⚫ 一是：英国生物学家，格里夫兹(P．Griffith)所进行的细 菌转化实验(1928年)，二是：是赫希(A．Hershey)与蔡 斯(M．chase)两位科学家进行的噬菌体侵染实验(1952 年)，他们相继证实了DNA才是真正的遗传物质，而不是 蛋白质或其他的生物分子。 ⚫ 1956年，格勒(A．Girer)和施拉姆(C．Scharum)的烟 草花叶病毒实验证明RNA亦可作为遗传物质

细菌的转化 肺炎双球菌可分为S型和R型两种类型 (1)有毒性的，外表光滑的，简称S型(smooth),可 导致小鼠患败血症死亡，但经热处理被杀死即丧失感 染能力. (2)无毒性的，外表是粗糙的，简称R型（rough), 感染小鼠不会令小鼠死亡 1928年格里费斯（Griffith)首次实现了细菌遗传性状 的定向转化。将肺炎双球菌的RⅡ型转化为SⅢ型， 其进行的实验如下： S型和R型可以按血清免疫反应不同，分成许多抗原型， SISⅡSⅢRIRⅡ等

一、细菌的转化 肺炎双球菌可分为S型和R型两种类型 （1）有毒性的，外表光滑的，简称S型（smooth）,可 导致小鼠患败血症死亡,但经热处理被杀死即丧失感 染能力. （2）无毒性的，外表是粗糙的，简称R型（rough）, 感染小鼠不会令小鼠死亡. 1928年格里费斯（Griffith）首次实现了细菌遗传性状 的定向转化。将肺炎双球菌的RⅡ型转化为SⅢ型， 其进行的实验如下： S型和R 型可以按血清免疫反应不同，分成许多抗原型， SⅠSⅡSⅢ RⅠRⅡ等

(a) 888 888 活的有毒S型 死亡 S型活菌 b 活的无毒R型 活的 无肺炎球菌 (c) 888 加热 888 活的有毒S型 热灭活S型 活的 无肺炎球茵 肺炎球菌的转化试验 (d) 加热 活的有毒S型 热灭活S型（无毒 )q 死亡 S型活菌 十活的R型 (无毒)

结论： ●加热杀死的SⅢ型细菌可以使活的RⅡ型细 菌合成SⅢ型荚膜多糖而成为有毒细菌，这 种现象叫转化（transformation) ●10年后Avery等的体外转化实验，弄清转化 因子是DNA

结论： ⚫加热杀死的SⅢ型细菌可以使活的RⅡ 型细 菌合成SⅢ型荚膜多糖而成为有毒细菌，这 种现象叫转化（transformation）。 ⚫10年后Avery等的体外转化实验，弄清转化 因子是DNA

S菌株 杀死细菌分离提取 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA+DNase R菌株 R菌株 R菌株 R菌株 R菌株 R菌株 活 活 活 活 死亡 活 e的体外转化实验 R菌株 R菌株 R菌株 R菌株 ?菌株 S菌 R菌株

二、噬菌体的侵染 噬菌体是微小的细菌病毒，其中T,噬菌体 侵染大肠杆菌。绝大多数是含有DNA的病 毒，只有少数含有RNA的病毒。 ●1952年赫尔歇（Hershey)和索斯 (Chose)进行噬菌体侵染的分析实验如 图：

二、噬菌体的侵染 ⚫噬菌体是微小的细菌病毒，其中T2噬菌体 侵染大肠杆菌。绝大多数是含有DNA的病 毒，只有少数含有RNA的病毒。 ⚫1952年赫尔歇（Hershey）和索斯 （Chose）进行噬菌体侵染的分析实验 如 图:

● 1952年，赫希和蔡斯把宿主细菌分别培养在含有35S和32P的培养基 1,宿主细菌在生长过程中就分别被3$和32P所标记。T2噬菌体由 壳蛋直和DNA组成，蛋质含有而不含有P,DNA含有而不 。赫希等人用T：噬菌还分脚長染被35和32P标记的细菌。，【 有 体在细菌的内增殖裂解后释 致出的子代噬菌体中1 3S标花细菌的噬園体蛋首液棕花，侵类32P标记细崮的噬菌体bN八 被标。接下来用被35$和32P记的噬菌体分别一 培养基 的细菌（培养1Qm后，经型烈薹荡使吸的娃菌体表面的城芬脱落 下 离父后脱落感汾悬浮在上清液中，菌连细胞沉迂底部 :d漾面躇禁 测 累雀威赛 镇我再 胞的同位素标记。 信 感 染的细菌测定军 远示，{ 素标记天多数同位32P标定信号出现美细胞内鹰1二2。 实验说明应体在得类细黄时进人细丙的主要分冕中 - DNA一附羞专到菌表面的是蛋名质。，司觅，在碰菌林的生结 DNA是起增殖产生字代的畅质。因此，再次证萌5NA是遗传物质

⚫ 1952年，赫希和蔡斯把宿主细菌分别培养在含有35S和32P的培养基 中，宿主细菌在生长过程中就分别被35S和32P所标记。T2噬菌体由 外壳蛋白和DNA组成，蛋白质含有S而不含有P， DNA含有P而不含 有S。赫希等人用T：噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的细菌。噬 菌体在细菌细胞内增殖，细菌裂解后释放出的子代噬菌体中，侵染 35S标记细菌的噬菌体蛋白被标记，侵染32P标记细菌的噬菌体DNA 被标记。接下来用被35S和32P标记的噬菌体分别去侵染一般培养基 中的细菌，培养10min后，经剧烈震荡使吸附于菌体表面的成分脱落 下来，离心后，脱落成分悬浮在上清液中，菌体细胞沉于底部。测定 宿主细胞的同位素标记。对于用35S标记的噬菌体侵染的细菌，测定 结果显示，宿主细胞内很少有同位素标记，而大多数35S标记信号出 现在含有宿主细胞表面附着物的上清液里面；对于用32P标记的噬菌 体感染的细菌，测定结果显示，宿主细胞的表面附着物中很少有同位 素标记，而大多数同位素32P标记信号出现在宿主细胞内(图1—2)。 这一实验说明，噬菌体在侵染细菌时，进入细菌内的主要成分是 DNA，而附着于细菌表面的是蛋白质。可见，在噬菌体的生活史中， DNA是引起增殖产生子代的物质。因此，再次证明DNA是遗传物质

噬菌体 2P标记内核A 5s标记外壳蛋白 2 实验，证明02是遗传物质 隐菌体感染H 3 离心 外壳 噬菌体外壳 80%) 细菌 细菌 (32P:30瑞) 35S: 20%) (32p: 70%)