第三章 遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)

第三章遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)

遺傳物質(zhì)的認(rèn)識過程：

孟德爾：分離和獨(dú)立分配遺傳規(guī)律，邏輯推理遺傳因子的存在。約翰生：提出“基因”一詞。貝特生和摩爾根：性狀連鎖現(xiàn)象，并且預(yù)見基因是化學(xué)實(shí)體。阿委瑞：證明DNA是遺傳物質(zhì)。證明DNA是遺傳物質(zhì)的三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn):肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化噬菌體的感染病毒重建實(shí)驗(yàn)沃森和克里克：

提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。DNA和RNA都是遺傳物質(zhì)。第一節(jié)染色體

染色體：所有細(xì)胞型生物都具有的攜帶基因的結(jié)構(gòu)。原核生物與真核生物染色體的差別：

一、染色體形態(tài)

中著絲粒染色體

近中著絲粒染色體

端著絲粒染色體

近端著絲粒染色體

著絲粒和端粒著絲粒：作為紡錘絲的附著點(diǎn)，如果缺乏，細(xì)胞無法正常分裂。端粒：是染色體末端的一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域含有DNA重復(fù)序列，當(dāng)體細(xì)胞衰老時(shí)，重復(fù)序列的數(shù)量將逐漸減少。伊麗莎白-布萊克本卡蘿爾-格雷德杰克-紹斯塔克2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)端粒的功能

穩(wěn)定染色體末端結(jié)構(gòu)，防止染色體間末端連接，并可補(bǔ)償滯后鏈5‘末端在消除RNA引物后造成的空缺。

組織培養(yǎng)的細(xì)胞證明，端粒在決定動(dòng)植物細(xì)胞的壽命中起著重要作用，經(jīng)過多代培養(yǎng)的老化細(xì)胞端粒變短，染色體也變得不穩(wěn)定。

細(xì)胞分裂次數(shù)越多，其端粒磨損越多，壽命越短。通常情況下，運(yùn)動(dòng)加速細(xì)胞的分裂，運(yùn)動(dòng)量越大，細(xì)胞分裂次數(shù)越多，因此壽命越短。所以體育運(yùn)動(dòng)一定要適可而止。

生命的發(fā)條端粒的博弈DNA盡頭端粒：攻克癌癥與長生不老的鑰匙

量量“端粒”算算你能活多久

Baidu搜索到的標(biāo)題端粒，好好看住別丟了！

端粒長度與年齡想想上邊所有這些現(xiàn)象，一個(gè)最基本的問題仍然沒有得到確鑿的答案：端粒變短，究竟是衰老的指標(biāo)（衰老順便導(dǎo)致端粒變短），還是衰老的誘因（端粒在細(xì)胞分裂中不可避免的變短導(dǎo)致了衰老）。更添亂的是，雖然遺傳病患者同時(shí)擁有端粒短和細(xì)胞衰老的癥狀；然而自然界中卻有種奇怪的鳥，越老端粒越長，直到老死為止——“端粒短導(dǎo)致衰老”的結(jié)論成立嗎？端粒酶端粒酶(Telomerase)是使端粒延伸的逆轉(zhuǎn)錄DNA合成酶。端粒酶在細(xì)胞中的主要生物學(xué)功能是通過其逆轉(zhuǎn)錄酶活性復(fù)制和延長端粒DNA來穩(wěn)定染色體端粒DNA的長度。組織細(xì)胞與端粒酶的活性二、原核生物及病毒染色體結(jié)構(gòu)

1.原核微生物的染色體如大腸桿菌。單個(gè)雙鏈環(huán)狀，4.6×106bp大小。擬核，80％DNA，其余為RNA和蛋白質(zhì)。

特點(diǎn)1.遺傳信息的連續(xù)性,共價(jià)、閉合、環(huán)狀2.功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成操縱子3.結(jié)構(gòu)基因單拷貝及rRNA多拷貝4.基因的重復(fù)序列少而短2.病毒的染色體病毒則無典型染色體結(jié)構(gòu)：DNA或RNA，雙鏈或單鏈，線狀或環(huán)狀。三、真核生物染色體結(jié)構(gòu)電鏡觀察到的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)提出串珠模型。由DNA和超過50％的蛋白質(zhì)組成的核蛋白復(fù)合體。帶正電的組蛋白和帶負(fù)電的DNA結(jié)合緊密。1.核小體：由核小體核心顆粒和H1組蛋白構(gòu)成。2.核小體核心顆粒：由(H2A)、(H2B)、(H3)、(H4)2組蛋白形成的八聚體和146bp的DNA構(gòu)成。核小體之間靠連接區(qū)DNA相互連接成“念珠”狀的染色質(zhì)絲。染色質(zhì)絲在組蛋白H1作用下，進(jìn)一步形成“之”形結(jié)構(gòu)及纖絲。

纖絲進(jìn)一步彎曲，并結(jié)合在核基質(zhì)上形成染色體。

染色體（chromosome）從DNA到核小體

壓縮6—7倍

從DNA到中空螺線管

壓縮約40倍

從DNA到染色體

壓縮8400多倍四、染色體數(shù)目

單倍體：原核生物二倍體：真核生物整倍體：

個(gè)體中染色體數(shù)為基數(shù)的整倍數(shù)，一倍體、二倍體、三倍體。

非整倍體：體細(xì)胞核中具有非整倍數(shù)染色體，其中某一個(gè)或某幾個(gè)染色體多于或少于正常二倍體染色體數(shù)。如缺對性個(gè)體、單體性個(gè)體、三體性個(gè)體

⑴．一粒小麥、野生一粒小麥：2n=2X=2×7=14，即二倍體。

⑵．二粒小麥、野生二粒小麥、硬粒小麥、圓錐小麥、提莫菲維小麥、波蘭小麥：2n=4X=4×7=28，即四倍體。

⑶．普通小麥、斯卑爾脫小麥：2n=6X=6×7=42，即六倍體。

煙草的葉片氣孔大小與染色體數(shù)量的關(guān)系金魚草四倍體金魚草二倍體同源三倍體在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用：同源三倍體具有高度不育的特性。

例：西瓜（X=11）

二倍體(2n=2X=22=11Ⅱ)

↓加倍

同源四倍體×二倍體

(2n=4X=44=11Ⅳ)↓

同源三倍體西瓜(無籽)

2n=3X=33=11Ⅲ人工創(chuàng)造的同源三倍體：葡萄、香蕉等第二節(jié)

核酸

一、核酸的組成堿基：腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶戊糖：脫氧、不脫氧磷酸：帶負(fù)電荷

序列：從5’到3’方向

討論：吃核酸類保健品有用嗎？二、RNA種類：mRNA、tRNA、rRNA原核生物中：5SrRNA、16SrRNA、23SrRNA真核生物中：5SrRNA、5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA絕大多數(shù)植物病毒和RNA腫瘤病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)。

三、DNA細(xì)胞型生物及部分病毒的遺傳物質(zhì)。

一級結(jié)構(gòu)功能：編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列；參與基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯、DNA復(fù)制和細(xì)胞分化等。二級結(jié)構(gòu)：右手雙螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)

第三節(jié)

基因的組織與結(jié)構(gòu)