第二章 微生物的遗传基础PPT讲稿.ppt

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1、第二章 微生物的遗传基础第1页，共50页，编辑于2022年，星期二一、遗传与变异的基本概念n n二、遗传的物质基础n n三、遗传信息的复制和表达主要内容主要内容第2页，共50页，编辑于2022年，星期二 一、一、遗传与变异的基本概念遗传与变异的基本概念第3页，共50页，编辑于2022年，星期二遗传遗传遗传遗传(Inheritance Inheritance)指亲代的性状在子代表现的现象。指亲代的性状在子代表现的现象。（生物繁殖过程中，子代与亲代在各方面的相似现象）（生物繁殖过程中，子代与亲代在各方面的相似现象）nn变异变异(Variation)指同种生物亲代与子代之间或同代不同个体之间性状的差

2、异。（子代个体发生了改变，在某些方面不同于原来亲代的现象）nn遗传与变异遗传与变异 是生物的共同特征，它们之间是辩证统一的。第4页，共50页，编辑于2022年，星期二 二、二、遗传的物质基础遗传的物质基础第5页，共50页，编辑于2022年，星期二一）遗传物质化学本质的确证一）遗传物质化学本质的确证肺炎链球菌转化实验肺炎链球菌转化实验 转化：一个品系的生物吸收了来自另一品系生物的遗传物质，从而获得后一品系的某些遗传性状的现象。第6页，共50页，编辑于2022年，星期二19281928年，英国微生物学家年，英国微生物学家年，英国微生物学家年，英国微生物学家Griffith.FGriffith.F做

3、了肺炎双球菌的转化实验做了肺炎双球菌的转化实验做了肺炎双球菌的转化实验做了肺炎双球菌的转化实验第7页，共50页，编辑于2022年，星期二转化因子的本质是转化因子的本质是DNA第8页，共50页，编辑于2022年，星期二T2噬菌体的感染试验：噬菌体的感染试验：DNA是遗传物质是遗传物质第9页，共50页，编辑于2022年，星期二RNA作为遗传物质作为遗传物质TMV病毒拆分重建实验病毒拆分重建实验（1）RNA（TMV）蛋白质（蛋白质（蛋白质（蛋白质（HRVHRV）（2 2）RNARNA（HRVHRV）蛋白质（蛋白质（蛋白质（蛋白质（TMVTMV）第10页，共50页，编辑于2022年，星期二RNA是遗传

4、物质是遗传物质第11页，共50页，编辑于2022年，星期二结论：结论：生物的遗传物质的化学本质是核酸，在绝大多数生物中是DNA，在少数病毒中是RNA。第12页，共50页，编辑于2022年，星期二1.遗传物质的结构遗传物质的结构二）遗传物质的结构和存在状态二）遗传物质的结构和存在状态碱基第13页，共50页，编辑于2022年，星期二核核核核糖糖糖糖脱脱脱脱氧氧氧氧核核核核糖糖糖糖核核核核苷、苷、苷、苷、核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸第14页，共50页，编辑于2022年，星期二磷酸二酯键磷酸二酯键第15页，共50页，编辑于2022年，星期二核核核核酸酸酸酸序序序序列列列列第16页，共50页，编辑于2022

5、年，星期二碱基碱基碱基碱基配对配对配对配对第17页，共50页，编辑于2022年，星期二DNDNA A双双链链第18页，共50页，编辑于2022年，星期二D DN NA A双双螺螺旋旋结结构构第19页，共50页，编辑于2022年，星期二2.遗传物质的存在状态遗传物质的存在状态n细菌拟核（细菌拟核（nucleoid）化学组成和结构化学组成和结构n nDNADNAn n蛋白蛋白蛋白蛋白nRNA第20页，共50页，编辑于2022年，星期二细菌质粒（细菌质粒（plasmid）第21页，共50页，编辑于2022年，星期二真核细胞染色体（真核细胞染色体（Chromosome)Chromosome)存在于真核

6、生物细胞核内，由DNA、蛋白质及少量RNA组成的嗜碱性丝状或杆状小体。在细胞分裂间期时又称染色质（chromatin）。第22页，共50页，编辑于2022年，星期二a 染色体的化学组成与结构染色体的化学组成与结构化学组成：化学组成：n1/3 DNAn1/3 Histones（组蛋白）（组蛋白）n n1/3 Nonhistons 1/3 Nonhistons（非组蛋白）（非组蛋白）（非组蛋白）（非组蛋白）n少量少量RNA和磷脂。和磷脂。DNA DNA：携带传递遗传信息，是染色体的功能体现者。携带传递遗传信息，是染色体的功能体现者。携带传递遗传信息，是染色体的功能体现者。携带传递遗传信息，是染色体

7、的功能体现者。组蛋白：组蛋白：染色体中与染色体中与染色体中与染色体中与DNADNADNADNA联结的碱性蛋白质，是染色体主联结的碱性蛋白质，是染色体主联结的碱性蛋白质，是染色体主联结的碱性蛋白质，是染色体主要的结构蛋白。近乎所有的染色体中都含有要的结构蛋白。近乎所有的染色体中都含有要的结构蛋白。近乎所有的染色体中都含有要的结构蛋白。近乎所有的染色体中都含有5 5 5 5种组蛋白，除种组蛋白，除种组蛋白，除种组蛋白，除H1H1H1H1外，无种或组织特异性。外，无种或组织特异性。外，无种或组织特异性。外，无种或组织特异性。非组蛋白：非组蛋白：非组蛋白：非组蛋白：染色体中除组蛋白外的其他蛋白，其种类

8、比组蛋染色体中除组蛋白外的其他蛋白，其种类比组蛋染色体中除组蛋白外的其他蛋白，其种类比组蛋染色体中除组蛋白外的其他蛋白，其种类比组蛋白复杂得多，具种和组织特异性。白复杂得多，具种和组织特异性。白复杂得多，具种和组织特异性。白复杂得多，具种和组织特异性。第23页，共50页，编辑于2022年，星期二组蛋白组蛋白类型类型碱性氨基酸碱性氨基酸氨氨 基基 酸酸数数分子量分子量（DaDa）LysLysArgArgH1H129%29%1%1%21521523,00023,000H2AH2A11%11%9%9%12912913,96013,960H2BH2B16%16%6%6%12512513,77513,7

9、75H3H310%10%13%13%13513515,34015,340H4H411%11%14%14%10210211,28011,280小牛胸腺染色体小牛胸腺染色体小牛胸腺染色体小牛胸腺染色体组蛋白的特点组蛋白的特点第24页，共50页，编辑于2022年，星期二u染色体的结构染色体的结构 分子生物学和生物化学研究表明，染色体基本结构单位分子生物学和生物化学研究表明，染色体基本结构单位分子生物学和生物化学研究表明，染色体基本结构单位分子生物学和生物化学研究表明，染色体基本结构单位为核小体。为核小体。为核小体。为核小体。核小体核小体第25页，共50页，编辑于2022年，星期二染色质丝染色质丝第2

10、6页，共50页，编辑于2022年，星期二螺线管螺线管第27页，共50页，编辑于2022年，星期二超粗螺旋超粗螺旋第28页，共50页，编辑于2022年，星期二染色体染色体第29页，共50页，编辑于2022年，星期二染色体基本结构单位为染色体基本结构单位为核小体核小体；核小体连；核小体连接成接成染色质丝染色质丝；经卷曲形成；经卷曲形成螺线管螺线管；螺线；螺线管进一步卷曲成管进一步卷曲成超粗纤维超粗纤维，再进一步浓缩即，再进一步浓缩即为为染色体染色体。高度浓缩的染色体长度只有高度浓缩的染色体长度只有DNADNA双螺旋双螺旋的的1/1/万万左右。左右。第30页，共50页，编辑于2022年，星期二染色体

11、染色体染色体染色体染色体染色体染色体染色体b 染色体的形态与构造染色体的形态与构造 细胞分裂中期的染色体具有典型的形态结构第31页，共50页，编辑于2022年，星期二c 染色体的特点：染色体的特点：各条染色体的长度、着丝粒位置，随体及次级溢痕数目、大小、位置各不相同。不同生物染色体数目不同。第32页，共50页，编辑于2022年，星期二 物种物种物种物种 染色体数目染色体数目染色体数目染色体数目 人人人人 2n=46 2n=46 金丝猴金丝猴金丝猴金丝猴 2n=44 2n=44 黄牛黄牛黄牛黄牛 2n=60 2n=60 马马马马 2n=64 2n=64 驴驴驴驴 2n=62 2n=62 小家鼠小

12、家鼠小家鼠小家鼠 2n=40 2n=40 大家鼠大家鼠大家鼠大家鼠 2n=42 2n=42 果蝇果蝇果蝇果蝇 2n=8 2n=8 洋葱洋葱洋葱洋葱 2n=16 2n=16 玉米玉米玉米玉米 2n=20 2n=20 水稻水稻水稻水稻 2n=24 2n=24 豌豆豌豆豌豆豌豆 2n=14 2n=14 向日葵向日葵向日葵向日葵 2n=34 2n=34 衣藻衣藻衣藻衣藻 2n=16 2n=16 脉孢霉脉孢霉脉孢霉脉孢霉 2n=14 2n=14第33页，共50页，编辑于2022年，星期二 三、三、遗传信息的复制和表达遗传信息的复制和表达第34页，共50页，编辑于2022年，星期二一）遗传信息的复制一）遗

13、传信息的复制DNADNA1、DNA的半保留复制模型及复制叉的半保留复制模型及复制叉2、DNA的二向复制模型的二向复制模型(q q模型模型)3、DNA的滚环复制模型的滚环复制模型第35页，共50页，编辑于2022年，星期二DNA复制的复制的半保留模型半保留模型第36页，共50页，编辑于2022年，星期二 DNA复制叉复制叉第37页，共50页，编辑于2022年，星期二DNA的二向复制模型的二向复制模型(q q模型模型)第38页，共50页，编辑于2022年，星期二DNA滚环复制模型滚环复制模型第39页，共50页，编辑于2022年，星期二二）遗传信息的表达二）遗传信息的表达RNA 和和Protein的

14、合成的合成1.RNA的合成的合成 转录转录:以一条以一条DNA链为模板合成一条与之互补链为模板合成一条与之互补的的RNA链。链。转录产物有三种形式：信使RNA（mRNA）转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）第40页，共50页，编辑于2022年，星期二第41页，共50页，编辑于2022年，星期二第42页，共50页，编辑于2022年，星期二2.蛋白质的合成蛋白质的合成翻译：在mRNA指导下合成蛋白质的过程，即将核酸语言核酸语言翻译成蛋白质语言蛋白质语言的过程。mRNA语言是以密码子密码子的形式存在的，密码子由三个核苷酸组成。一个mRNA分子上的密码子序列决定着被合成的蛋白质的氨基酸序列。

15、这就是遗传密码。共有64种可能的密码子。61+3第43页，共50页，编辑于2022年，星期二mRNA 和 Codon第44页，共50页，编辑于2022年，星期二t RNA 和 Anticodon Met5 3第45页，共50页，编辑于2022年，星期二第46页，共50页，编辑于2022年，星期二第47页，共50页，编辑于2022年，星期二中心法则中心法则第48页，共50页，编辑于2022年，星期二DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质DNA具备作为遗传物质的条件：具备作为遗传物质的条件：1）分子结构具有相对的稳定性。）分子结构具有相对的稳定性。2）能够自我复制，使前后代保持一定的连续）能够自我复制，使前后代保持一定的连续性。性。3）能够指导蛋白质的合成）能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈，从而控制新陈代谢过程和性状。代谢过程和性状。4）能够产生可遗传的变异。）能够产生可遗传的变异。第49页，共50页，编辑于2022年，星期二思考题思考题1.1.原核微生物和真核微生物在遗传物质的原核微生物和真核微生物在遗传物质的存在状态及复制方式方面有何异同之处存在状态及复制方式方面有何异同之处？2.2.DNA为什么能作为主要的遗传物质？为什么能作为主要的遗传物质？第50页，共50页，编辑于2022年，星期二