遗传物质分子基础概要.pptx

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1、第1页/共60页一、DNA作为主要遗传物质的间接证据(一)、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。(二)、DNA在代谢上是比较稳定的。(三)、DNA是所有生物染色体所共有的。(四)、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。第2页/共60页二、DNA作为主要遗传物质的直接证据(一)、细菌的转化肺炎双球菌有两种不同类型：1、光滑型(S型)2、粗糙型(R型)。第3页/共60页第4页/共60页1928年Criffith将少量无毒的R型肺炎双球菌注入家鼠体内，再将大量无毒

2、但已加热杀死的S型肺炎双球菌注入同一只鼠体内，结果家鼠发病死亡，从死鼠体内分离出S型的肺炎双球菌第5页/共60页第6页/共60页粗糙型(R)无荚膜、粗糙菌落、无毒R、R光滑型(S)有荚膜、光滑菌落、有毒S、S、SRII小鼠成活SIII小鼠死亡SIII65杀死小鼠成活RII+SIII(65)小鼠死亡重现SIII型杀死的SIII推断：RIISIII第7页/共60页1944年Avery等用生物化学方法证明这种引起转化的物质是DNA，他们将S型细菌的DNA提取物与R型细菌混合在一起，在离体培养条件下，成功的使少数R型细菌定向转化为S型细菌。第8页/共60页第9页/共60页(二)、噬菌体的侵染与繁殖据研

3、究T2噬菌体DNA进入到大肠杆菌内，可以利用大肠杆菌合成DNA材料来制造自己的DNA，而且能够用大肠杆菌合成蛋白质的材料，来建造它的蛋白质外壳和尾部，从而形成完整的新生的噬菌体。第10页/共60页第11页/共60页赫尔歇等用同位素32P和35S分别标记T2噬菌体DNA与蛋白质，然后用标记的T2噬菌体分别感染大肠杆菌，经10分钟后，用搅拌器甩掉附着于细胞外面的噬菌体外壳。用32P标记的噬菌体感染的大肠杆菌，基本上全部放射性活动在细菌内，并可传递给子代。第12页/共60页用S35标记的噬菌体感染的大肠杆菌，放射性活动大部分见于被甩掉的外壳中，细菌内只有较低的放射性活动，但不能传递给子代。第13页/

4、共60页第14页/共60页第15页/共60页(三)、烟草花叶病毒的感染和繁殖烟草花叶病毒是由RNA与蛋白质组成的管状微粒，它的中心是单螺旋的RNA，外部是蛋白质的外壳。第16页/共60页第17页/共60页FrankelGonrat等把一个普通型TMV的RNA与M型的TMV的蛋白质，重新合成混合的烟草花叶病毒，用它感染烟草叶片时，所产生的新病毒颗粒与提供RNA的普通型的病毒完全一样，即亲本RNA决定了后代的RNA和蛋白质。第18页/共60页第19页/共60页在这个模型中DNA分子是由两条互补的细长多核苷酸链彼此以一定的空间距离，在同一轴上互相盘旋，象一个扭曲的梯子。每条多核苷酸单链都是糖和磷酸纵

5、向交替连接起来的。每条长链的两侧是扁平的盘状碱基，碱基一方面与脱氧核糖相联系，另一方面通过氢键与它互补的碱基相联系，即A和T，G和C联系，宛如一级一级的梯子横档。第20页/共60页第二节核酸的化学结构与复制一、两种核酸及其分布核酸有两种：DNA和RNA。DNA含有的核酸分子是脱氧核糖核酸，碱基是腺嘌呤(A)，胞嘧啶(C)，鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)。第21页/共60页第22页/共60页RNA含有的糖分子是核糖，含有的碱基是腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)，鸟嘌呤(G)，尿嘧啶(U)。第23页/共60页第24页/共60页DNA通常是双链一般较长。RNA主要为单链，分子链较短。第25页/共60页二、D

6、NA与RNA的分子结构DNA分子是脱氧核苷酸的多聚体，含有4种脱氧核苷酸：脱氧腺嘌呤核苷酸、脱氧胸腺嘧啶核苷酸、脱氧鸟嘌呤核苷酸、脱氧胞嘧啶核苷酸。第26页/共60页第27页/共60页第28页/共60页第29页/共60页1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋的模型第30页/共60页第31页/共60页第32页/共60页RNA是四种核苷酸组成的多聚体。这四种核苷酸是：腺嘌呤核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、尿嘧啶核苷酸。第33页/共60页第34页/共60页第35页/共60页第36页/共60页原核生物的染色体并不是象过去人们认为的那样是“露裸”的DNA分子，其DNA分子同样与蛋白质

7、和RNA等其它分子结合。例如：大肠杆菌DNA与几种DNA结合蛋白(DNA-bindingprotein)相结合。第37页/共60页第38页/共60页大肠杆菌的染色体DNA除与蛋白质结合外，还结合有RNA。它的染色体是由50100个独立的负超螺旋环组成的环状结构。第39页/共60页第40页/共60页2、真核生物染色体(一)染色质的基本结构染色质(chromatin)是染色体在细胞分裂的间期所表现的形态，呈纤细的丝状结构，故亦称为染色质线(chromatinfiber)。第41页/共60页近来研究发现，染色质的基本结构单位是核小体(nucleosome)、连接丝(linker)和一个分子的组蛋白H

8、1。每个核小体的核心是由H2A、H2B、H3和H4四种组蛋白各以两个分子组成的八聚体，其形状近似于扁球状(图313)。第42页/共60页第43页/共60页第44页/共60页DNA双螺旋就盘绕在这八个组蛋白分子的表面。连接丝把两个核小体串联起来，它是两个核小体之间的DNA双链。组蛋白H1结合于连接丝与核小体的接合部位，影响连接丝与核小体结合的长度。第45页/共60页根据染色反应，间期细胞核中的染色质可以分为两种：异染色质(heterochromatin)和常染色质(euchromatin)。第46页/共60页第47页/共60页(二)染色体的结构模型在细胞有丝分裂的中期，利用光学显微镜可以观察到：

9、染色体的结构是由两条染色单体组成的。第48页/共60页每条染色单体是一个DNA分子与蛋白质结合形成的染色质线。当完全伸展时，而其长度可达几毫米，甚至几厘米。第49页/共60页现在认为至少存在三个层次的卷缩：第一个层次是DNA分子超螺旋化形成核小体，产生直径约为10nm的间期染色质线，在此过程中组蛋白H2A、H2B、H3和H4参与作用。第50页/共60页第二个层次是核小体的长链进一步螺旋化形成直径约为30nm的超微螺旋，称为螺线管(solenoid)，此过程中组蛋白H1参与作用。第51页/共60页最后是染色体螺旋管进一步卷缩,并附着于由非组蛋白形成的骨架(scaffold)或者称中心(centralcore)上面成为一定形态的染色体。第52页/共60页第53页/共60页第54页/共60页第55页/共60页(三)着丝粒和端体染色体另外二个重要的结构就是着丝粒和端体(telomere)。第56页/共60页第57页/共60页端体(telomere)也就是染色体的末端，存在着特珠的结构。第58页/共60页第59页/共60页感谢您的观看！第60页/共60页