上篇第九章-遗传物质分子基础课案.ppt

遗传与作物育种精品课程课件;遗传与作物育种精品课程课件目录;四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 ;　 染色体的主要成分是DNA和蛋白质，虽然这两种成分都在基因功能上起重要作用，但多数证据证明，基因的特性是由DNA决定，或者说遗传信息贮存于DNA中。 （一）DNA是遗传物质的间接证据 1、一种生物不同组织的细胞，不论年龄大小，功能如何，它的DNA含量是恒定的，而生殖细胞精子的DNA含量则刚好是体细胞的一半。多倍体生物细胞的DNA含量是按其染色体倍数性的增加而递增的。但细胞核里的蛋白质并没有相似的分布规律。 ;　　2、DNA在代谢上较稳定。以放射性同位素示踪，知道一种元素的原子一旦成为DNA分子的组成成分，在细胞的正常生长中，它是稳定存于在DNA中的。而细胞中的其他分子则常常是形成得迅速，分解得也迅速。 3、DNA是所有生物??染色体所共有的，而某些生物的染色体上则没有蛋白质。 (4)DNA通常只存在于细胞核染色体上，但某些能自体复制的细胞器，如线粒体、叶绿 体有其自己的DNA。 ;　　4、用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，其最有效的波长均为2600埃。这与DNA所吸收的紫外线光谱是一致的。这证明基因突变与DNA分子的变异是密切联系的。 （二）DNA作为主要遗传物质的直接证据 如果DNA的确是遗传物质，那么能否把DNA和蛋白质分开，单独观察DNA的作用呢?下面以微生物为例证明遗传物质确是DNA或RNA。 ;　 1、肺炎双球菌的转化试验 肺炎双球菌有两种不同的类型：一种是光滑型（S型），被一层多糖类的荚膜所保护，具有毒性，在培养基上形成光滑的菌落。另一种是粗糙型（R型），没有荚膜和毒性，在培养基上形成粗糙的菌落。在R型和S型内还可以按血清免疫反应的不同，分成许多抗原型，常用RI、RII和SI、SII和SIII等加以区别 早在1928年，格里费斯（Griffith.F.）首先将一种类型的肺双链球菌RII转化为另一种类型SIII，实现了细菌遗传性状的定向转化。 ;　　十六年后，阿委瑞（Avery，O.T.1944）等用生物化学方法证明了这种活性物质是DNA。他们不仅成功地重复了上述的试验，而且将SIII型细菌的DNA提取物与RII型细菌混合在一起，在离体培养的条件下，也成功地使少数RII型细菌定向转化为SIII型细菌。 其之所以确认导致转化的物质是DNA，是因为该物质不受蛋白酶、多糖酶和核糖核酸酶的影响，而只能为DNA酶所破坏。 ;　　2、噬菌体的感染试验(Hershey—chase试验) 噬菌体T2约有60％的蛋白质和40％的DNA，蛋白质构成其外壳，而DNA藏在其头部中。当一个噬菌体感染E．coli时，它的尾部吸附在菌体上。细菌被感染后，它不再繁殖，在其体内形成大量韵噬菌体，接着细菌裂解，几十个到几百个跟原来一样的噬菌体就释放出来。那么，噬菌体感染细菌时，进入菌体的是蛋白质，还是DNA呢? ;　　3、烟草花叶病毒的重建试验 随着对病毒研究的逐渐深入，发现许多病毒含有RNA和蛋白质，却没有DNA。应用RNA病毒进行病毒重建试验，证明在只有RNA而不具有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。 ;二 核酸的化学结构与自我复制 （一）两种核酸及其分布 核酸(nucleic acids)是一种高分子化合物，其基本结构单位是核苷酸(nueletide)。每个核苷酸由三部分组成：五碳糖，磷酸和环状含氮碱基(碱基可以是嘌呤或嘧啶)。两种核酸的化学组成成分比较如下(表9—1)。 ;四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 ;　 高等动植物体内，绝大部分的DNA在细胞核内的染色体上，它是构成染色体的主要 成分，有少量的DNA在细胞质中，它存于叶绿体、线粒体等细胞器内。RNA在细胞核和细胞质中都有，核内更多地集合于核仁上，少量在染色体上。细菌也含有DNA和RNA。多数噬菌体只有DNA；多数植物病毒只有RNA；动物病毒有些含有 RNA，有些含有DNA。 ;　 (二）DNA的分子结构 DNA分子是脱氧核苷酸的多聚体。脱氧核苷酸是由碱基、脱氧核糖及磷酸连接起来构成的。因为构成DNA的碱基有四种，所以脱氧核苷酸也有四种，即脱氧腺嘌呤核苷酸，脱氧鸟嘌呤核苷酸，脱氧胸腺嘧啶核苷酸，脱氧胞嘧啶核苷酸(图9-3) ;四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 ;　　对一定物种的DNA分子来说，其碱基顺序是一定的，并且通常保持不变，这样才能保持该物种遗传特性的稳定。只有在特殊的条件下，改变其碱基顺序或位置或以类似碱基代替某一碱基时，才出现遗传的变异（突变）。 至于RNA的结构，就其化学组成上看，也是由四种核苷酸组成的多聚体。它与DNA不同：①U代替了