遗传物质合肥二中.pptx

第一章 遗传的物质基础第一节 细胞的结构与遗传1、细胞膜（脂类、蛋白质）2、细胞质（基质、细胞器、内含物）3、细胞核（核膜、核质和核仁）4、染色体 指细胞分裂中具有一定形态的染色质 第1页/共24页第一章 遗传的物质基础染色质的概念：细胞核内能被碱性染料染色的物质，称为染色质（chromatin）。染色质可以分为常染色质（euchromatin）和异染色质（heterochromatin）两大类：常染色质呈较松散状态，它们均匀地分布在整个细胞核内，染色较浅，具有转录活性；异染色质在整个细胞周期都处于高度螺旋化状态，在细胞核中形成染色较深的团块，存在于异染色质中的基因是没有转录活性的。第2页/共24页第一章 遗传的物质基础染色体的数目和组型绝大多数高等动物都是二倍体（2n）每一体细胞中有两套第3页/共24页第一章 遗传的物质基础动物细胞第4页/共24页第一章 遗传的物质基础植物细胞第5页/共24页第一章 遗传的物质基础前 期第6页/共24页第一章 遗传的物质基础间 期第7页/共24页第一章 遗传的物质基础中 期第8页/共24页第一章 遗传的物质基础后 期第9页/共24页第一章 遗传的物质基础减 数 分 裂第10页/共24页第三节 遗传物质的分子基础一、遗传和基因的概念 常言道“种瓜得瓜，种豆得豆”，这简练而又朴素的语言真切地反映了生物界物种代代相传的普遍规律。人们早就发现生物（包括植物和动物乃至人类）的性状可从上一代传至下一代，这就是遗传现象，也是为什么儿女的肤色、像貌、高矮等总是与父母相像的原因。普遍存在于色彩斑斓的生物界中，神秘的遗传现象必定有其物质基础，它就是存在于细胞核中的核酸。第11页/共24页第三节 遗传物质的分子基础核酸又和蛋白质一起组成了染色体，人体的每一个成熟细胞的核中含有23对或46条染色体，人体拥有数以万计的遗传信息就蕴藏在这无法用肉眼直接见到的极其微小甚乎其微的染色体中。第12页/共24页第三节 遗传物质的分子基础早在18世纪60年代，作为遗传物质的核酸在脓细胞核中被发现。19世纪40年代科学家发现从一种具有夹膜、致病性的肺炎球菌中提取的核酸，可使另一种无夹膜、不具致病性的球菌的遗传性状发生改变，变成有夹膜和致病性的肺炎球菌，其中的奥秘不言而喻，核酸将携带有夹膜和致病性等的遗传信息传至另一种球菌中，因此，核酸是遗传信息的载体，也是遗传的物质基础。第13页/共24页第三节 遗传物质的分子基础高等生物的遗传性状错综复杂，信息量极其庞大。存在于46条染色体中的核酸分子怎么能包容如此之大的信息量，这曾是困惑人类的千古之谜。1953年科学家发现了称为脱氧核糖核酸（DNA，一种核酸分子）的结构后，此奥秘的谜底才水落石出，这一划时代的发现不仅赢得了诺贝尔奖，更重要的是给生命科学领域带来了革命性的变化。第14页/共24页第三节 遗传物质的分子基础通常说遗传是由基因决定的，当细胞分裂时，核内的染色体或准确无误地复制出一套新的染色体，其脱氧核苷酸排列顺序和结构及母细胞的完全相同，所以父母代的遗传信息全盘且正确地传递至子代。第15页/共24页第三节 遗传物质的分子基础遗传的物质基础是DNA，因此基因就是位于染色体中的DNA片段，不同的基因可决定生物体的不同性状，也可以说某一特定基因携带着某一特定性状的遗传信息，因此基因实际上就是遗传的基本单位。第16页/共24页第三节 遗传物质的分子基础科学家于1985年提出了旨在阐明人类46条染色体上10亿个脱氧核苷酸的排列顺序，这就是震憾全球的人类基因组计划，已于1990年启动，至今已取得巨大成就，使人们对该计划提出的2005年完成人类基因组全部测序工作，以破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面认识自我。第17页/共24页第三节 遗传物质的分子基础基因决定人体的遗传性状，个体的各种性状又是通过各种蛋白质而显现的。不难想像，基因中的遗传信息必须控制蛋白质的合成，这样蕴藏在基因中的住处才可传达至蛋白质，以维持特定的遗传性状。因此如果说DNA是遗传信息的携带者的话，蛋白质就是遗传性状的发现者。蛋白质分子量是由成千上万基本组成单位氨基酸连接而成。人体内组成蛋白质的氨基酸有20种，氨基酸在蛋白质分子中的排列顺序不同就形成成千上万种蛋白质，它们各自执行着特定的功能，代表着特定的生物性状。第18页/共24页第三节 遗传物质的分子基础这样DNA分子中的遗传信息就准确无误地传递至mRNA分子中，这一过程被称为转录。一个特定基因的DNA片段，通过转录可将遗传信息传至mRNA分子中的核苷酸排列顺序中。mRNA分子中3个相邻核苷酸的排列顺序被称为密码子，每个密码子是1种氨基酸的代码，20种氨基酸有各自的密码子，因此mRNA分子中的遗传信息即密码子的排列顺序可严格地指导蛋白质分子中20种氨基酸的排列顺序。也就是说mRNA上携带的遗传密码使氨基酸依次排列，连接为蛋白质，这一过程被称为翻译。第19页/共24页第三节 遗传物质的分子基础mRNA分子中的遗传密码排列顺序相当于电报中电码的排列顺序，mRNA分子中的密码子的排列经翻译后变成蛋白质分子中的氨基酸排列顺序，而电报中的一连串电码可翻译成具有确切含义的文句。第20页/共24页第三节 遗传物质的分子基础人类在漫长的适应外界环境变化而生存的过程中，细胞核内的基因不知不觉中进行着极其缓慢的演变、进化和完善，因此，遗传的稳定性和基因演变是生物界物种进化的原动力。如人体某些基因发生改变而导致的先天性遗传性疾病，往往与人终生相随。第21页/共24页第三节 遗传物质的分子基础血友病就是一个典型的例子。病人因缺乏某一个凝血因子而得病，病人器官组织一旦受轻微的损伤，就会出血不止。由于缺乏凝血因子，使血液在伤口处不易凝聚成块而止住流血。有的遗传性疾病，仅1个基因中的1个脱氧核苷酸丢失或更换就导致整个基因功能的丧失而酿成终生疾病。除先天性遗传性疾病外，后天性的疾病也可由基因突变引发。化学致癌剂进入人体后，会结合到人体的DNA分子上，这样就干扰了遗传信息的正常传递，导致细胞恶变，引发人体产生恶性肿瘤。第22页/共24页第四节 基因工程简介随着分子生物学尖端技术的崛起和迅猛发展，科学家已经可以应用“分子刀”对连在高倍显微镜都看不到的基因进行剪切、修补和更换。因此，征服许多遗传性疾病或基因突变引起的疾病也为期不远了。科学家甚至可按人的意愿将1个外源基因种植入某一生物体内可创造出一个全新的物种，这就是神奇的基因工程。这在防止农作物病虫害、改良畜牧品种、生物制药等方面有着巨大的应用价值。第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页