7遗传物质的分子工基础151.ppt

第七章　遗传物质的分子基础Chapter 7 Molecular basis of inheritance 第一节　DNA作为主要遗传物质的证据 第二节　DNA的结构及其复制 第三节　遗传信息的表达与调控 第四节　基因的概念与发展 第五节　核酸研究技术简介 本章要求 复习思考题 遗传学在微观水平的深入 基因的化学基础是什么？ 遗传的染色体理论认为：基因位于细胞核内染色体上； 染色体的主要化学成份——蛋白质和核酸何者为基因的化学基础？ “蛋白质是遗传物质”观点及其主要论据。 基因化学本质的条件：具有三种功能 遗传功能(复制与世代传递) 表型功能(具有适当的控制性状的表达机制) 进化功能(能够产生变异满足生物进化的要求) 三个学派 E. Schr?dinger(薛定谔，1945)：What is life? 二十世纪，由于物理学、化学和数学研究工作者的加入，在生物学与遗传学研究领域形成了三个学派： 物理学——结构——结构学派 化　学——生化——生化学派 数　学——信息——信息学派 第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 一、DNA作为主要遗传物质的间接证据 二、DNA作为主要遗传物质的直接证据 ㈠、细菌转化试验 ㈡、噬菌体侵染与繁殖试验 ㈢、烟草花叶病毒拆合实验 一、DNA作为主要遗传物质的间接证据 1、DNA含量恒定 体细胞DNA含量是配子DNA的一倍 多倍体DNA含量倍增，但细胞内蛋白质含量不恒定 2、DNA在代谢上较稳定 利用放射性与非放射性元素进行标记，发现： DNA分子代谢较稳定 其它分子一边形成、同时又一边分解 3、DNA结构的变化与突变具有一致性 紫外线诱发突变时，最有效波长均为2600埃； 与DNA所吸收的紫外线光谱一致； 证明基因突变与DNA分子的变异密切联系。 4、 DNA普遍存在于生物体内 ⑴、DNA是所有生物染色体所共有： 噬菌体、病毒、植物、人类等。 ⑵、蛋白质则不同： 噬菌体、病毒、细菌的蛋白质一般不存在于染色体上，而真核生物染色体中有核蛋白组成。 二、DNA作为主要遗传物质的直接证据 ㈠、细菌的转化 肺炎双球菌（Streptococcus pneumoniae）: Frederick Griffith’s Transformation Experiment – 1928 首次将一种类型的肺炎双球菌ⅡR转化为另一种类型ⅢS ，实现了细菌遗传性状的定向转化。 Oswald T. Avery’s Transformation Experiment - 1944 ㈡、 噬菌体侵染与繁殖试验 噬菌体侵染与繁殖基本过程 P是DNA的组成部分，不存在于蛋白质中 S存在于蛋白质中，DNA中没有 Life cycle of virulent T2 phage Bacteriophage Experiment (Hershey和Chase) - 1953 1.　T2 bacteriophage is composed of DNA and proteins: 2.　Set-up two replicates: Label DNA with 32P Label Protein with 35S 3. Infected E. coli bacteria with two types of labeled T2 4. 32P is discovered within the bacteria and progeny phages, whereas 35S is not found within the bacteria but released with phage ghosts. 试验结果表明： 主要是由于DNA进入细胞内才产生完整的噬菌体 结论： DNA才是(噬菌体的)遗传物质 ㈢、烟草花叶病毒拆合实验 烟草花叶病毒(TMV)是由RNA与蛋白质构成的管状微粒： 中心是单链螺旋RNA、外部是蛋白质外壳 Gierer Schramm Tobacco Mosaic Virus (TMV) Experiment - 1956Fraenkel-Conrat Singer - 1957 Used 2 viral strains to demonstrate RNA is the genetic material of TMV 综上所述： 到上世纪中期，多方面证据都直接或间接地表明DNA是主要的遗传物质，而在缺乏DNA的某些病毒中RNA就是遗传物质。 第二节　DNA的结构及其复制 一、DNA的结构 二、DNA的复制——半保留半不连续复制 一、 DNA的结构 ㈠、Levene 的四核苷酸假说——1930s 四核苷酸假说奠定了核酸化学基础 核苷酸是核酸的基本组成单位 核酸是“磷酸—核糖(碱基)—磷酸”的核苷多聚体 核酸多聚