遗传物质及其属性

单元三作物育种的基本原理

3-1遗传的物质基础

3-1-1遗传物质及其属性遗传

？变异教学目标：遗传物质是DNARNA病毒的遗传物质是RNADNA的属性：自我复制、编码蛋白质病毒RNA的属性：自我复制、逆转录蛋白质:组蛋白、非组蛋白约占66％脱氧核糖核酸(DNA)约占27％核酸核糖核酸(RNA)约占6％其它：如拟脂和无机物质少量染色体基因存在于染色体上(真核生物)遗传物质：DNA?蛋白质？染色体间接证据直接证据一、遗传物质是DNA的证据1．含量：

DNA含量恒定：体细胞(2n)DNA含量是配子(n)DNA的一倍；多倍体DNA含量倍增。细胞内蛋白质含量不恒定。2．代谢：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．突变：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．分布：DNA是所有生物染色体所共有：噬菌体、病毒、植物、人类等。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由核蛋白组成。间接证据直接证据二、遗传物质是DNA的证据一、肺炎双球菌的转化────────────────────────肺炎双球菌特征抗原型（稳定）────────────────────────粗糙型(R)无荚膜、粗糙菌落、无毒IR、IIR光滑型(S)有多糖类的荚膜、光滑菌落、有毒IS、IIS、IIIS────────────────────────1、格里费斯(GriffithF.，1928)：肺炎双球菌定向转化试验。结论：

在加热杀死的IIIS型肺炎双球菌中有较耐高温的转化物质能够进入IIR型,IIR型转变为IIIS型,无毒转变为有毒。？2、阿委瑞(AveryO.T.，1944)试验：

用生物化学方法证明这种活性物质是DNA。该提取物不受蛋白酶、多糖酶和核糖核酸酶的影响，而只能为DNA酶所破坏。二、标记噬菌体的感染试验结论：进入菌内的是DNA；DNA进入细胞内才能产生完整的噬菌体。三、RNA病毒的遗传物质是RNA1956,Frankel-Conrat，Singer

RNA接种到烟叶→发病

RNARNA酶处理RNA→不发病

TMV

蛋白质：接种后不形成新的TMV

不发病说明在不含DNA的TMV中RNA就是遗传物质烟草花叶病毒(TobaccoMosaicVirus，TMV)的感染和繁殖烟草花叶病毒重组试验四、核酸的化学结构一、核酸以核苷酸为单元构成的多聚体，是一种高分子化合物。

五碳糖：脱氧核糖

、核糖

核苷酸磷酸鸟嘌呤(guanine)、腺嘌呤

(adenine)环状的含氮碱基胞嘧啶(cytosine)、胸腺嘧

啶(thymine)和尿嘧啶(uracil)1、同一生物来源的DNA中，A=T,C=G，A+G=T+C2、不同生物来源的DNA，具有不同的碱基成分，A+T/G+C的值在不同生物之间存在很大差异，但同种生物的不同组织DNA碱基组成相同。3、DNA分子上的碱基顺序是一致的，一般保持不变，才能保持该物种的遗传特性的稳定；4、在特殊条件下，碱基顺序改变，出现遗传变异。物种腺嘌呤（A）胸腺嘧啶（T）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）A+T/G+C大肠杆菌25.424.824.125.71.01小麦26.828.023.222.71.21鼠29.725.621.922.81.21酵母31.332.918.717.11.79不同生物来源DNA的碱基比五碳糖：脱氧核糖碱基：A、T、C、G五碳糖：核糖碱基：A、U、C、G分布：高等植物：DNA存在于染色体，叶绿体、线粒体中；

RNA在核（多数在核仁、少量在染色体）、细胞质中。细菌：DNA和RNA。噬菌体：多数只有DNA。植物病毒：多数只有RNA。动物病毒：有些含RNA、有些含DNA。二、DNA的双螺旋结构A-T、G-C排列方法有以下四种：

设某一段DNA分子链有1000对碱基,则有41000种不同的排列组合形式，41000种不同排列组合的分子结构，反映出来的就是41000种不同性质的基因。B-DNA：生理状态下，每螺圈10.4个碱基对，右手螺旋；A-DNA（DNA的脱水构型）

：高盐浓度下，每螺圈11个碱基对，右手螺旋；Z-DNA：序列富含G--C，嘌呤和嘧啶交替出现，每螺圈12个碱基对，左手螺旋。三、RNA的结构与DNA的区别：U代替T；核糖代替脱氧核糖；一般以单链存在；

分子链较短；

五、DNA的属性自我复制编码蛋白质一、DNA复制的模型DNA半保留复制二、DNA复制的过程1、三种酶（原核生物）前导链后随链DNA合成的酶：1、只有5’3’聚合酶的功能，DNA链只能由5’向3’延伸，没有3’5’聚合酶功能。2、都没有直接起始合成DNA的能力，DNA合成必须在引物引导下进行；3、具有外切酶的活性、合成过程中的错误校正功能，从而保证DNA复制的高度准确性。（1）、DNA双螺旋的解链在DNA解旋酶催化下进行解链，单链DNA结合蛋白（SSB)马上结合在分开的单链上，保持其伸展状态。如果没有SSB，分开的双链互补碱基对间又可重新配对，或在同一条链的互补碱基对间配对而形成发夹状结构，进而阻止DNA聚合酶的作用。DNA复制时，双螺旋每分钟必须旋转3000次才能完全解旋，随着解链的进行，在DNA复制叉前面会形成一种张力，而导致超螺旋的产生，这种张力主要是通过DNA拓扑异构酶作用而消除的。DNA拓扑异构酶I：只对双链DNA中的一条链进行切割，产生切口，每次切割只能去除一个超螺旋，此过程不需外加能量。DNA拓扑异构酶II：对双链DNA中的两条链进行切割，每次切割能去除两个超螺旋，此过程需ATP提供能量。2、DNA合成的开始RNA作为引物参与了DNA的合成。DNA合成前，以DNA为模板，根据碱基配对的原则，在一种特殊的RNA聚合酶—DNA引物酶的催化下，先合成一段长度为5-60个核苷酸的RNA引物，提供3’端自由-OH，然后，在DNA聚合酶III的作用下进行DNA的合成。3、一条DNA链连续合成，

一条链不连续前导链后随链冈崎片段

DNA复制叉示意图DNA的属性自我复制编码蛋白质一、转录以DNA为模板合成RNA的过程。三种RNA分子：信使RNA(mRNA)转移RNA(tRNA)核糖体RNA(rRNA)tRNA的三维结构tRNA的三叶草构型

RNA的合成与DNA合成总体上非常相似，但有三方面明显不同：1、RNA原料为核苷三磷酸，DNA为脱氧核苷三磷酸；2、

只有一条DNA链被用作模板，DNA合成时，两条链分别用作模板；3、RNA链的合成不需要引物，可以直接起始合成，DNA合成一定要引物的引导。原核生物RNA的合成：①RNA链的起始；②RNA链的延伸；③RNA链的终止及新链的释放；（一）RNA聚合酶：

α亚基与四聚体核心酶形成有关；

β亚基存在核苷三磷酸的结合位点；

β’含有与DNA模板结合的位点；

σ因子只与RNA转录的起始有关。（二）RNA链合成的起始：（三）RNA链的延伸：（四）RNA链的终止：①依赖ρ因子的终止；②不依赖ρ因子的终止。真核生物RNA的合成：

mRNA转录后的加工

二、翻译

mRNA携带着从DNA上转录的遗传密码附着在细胞质内的核糖体上，由tRNA运来各种氨基酸，按照mRNA的密码顺序，相互联结起来成为多肽链，并进一步通过修饰成为立体的蛋白质分子过程。

简并共同的语言：核酸语（4个碱基）蛋白质语（20种氨基酸编码）不同的文章：生物种类、生物性状生命的共同本质和共同起源生物变异的原因和进化的无限历程mtct核糖体：蛋白质翻