8第十四章生物的遗传例析.ppt

第十四章 生 物 的 遗 传 本章目录 第一节 遗传信息的流向 第二节 基因工程技术和应用 一、 遗传学的基本原理及染色体基础 孟德尔学说的重要意义: 2、孟德尔提出了杂交、自交、回交等一套科学有效的遗传学研究方法，来研究遗传因子的规律。孟德尔创立的这套经典方法一直沿用到 1950s，才被分子遗传学方法取代。 二、 遗传的分子基础 1. 肺炎球菌的转化试验 肺炎双球菌（Streptococcus pneumoniae） 是一种引起肺炎和支气管炎的细菌。 是巴斯德(L.Pasteur)于1881年发现的。 2. 1952年Hershey和Chase的  噬菌体的感染试验 (二）、DNA的结构 基因是具有遗传效应的DNA分子中的一定的核苷酸序列。 三）、 DNA的复制 从一个特殊的位置即复制起点（ 一段特殊的核苷酸序列）开始。 有关蛋白质因子和酶识别并结合到起点上，形成泡状结构（复制子）。 细菌DNA上只有一个复制子。 复制子两端为复制叉。 DNA新链的合成沿复制叉分别向两端双向进行，直至整个分子复制完毕。 每一染色体上有许多复制起点，可以同时形成数百到数千个复制子（一个独立的复制单位）。 当各个复制子相邻的复制叉相遇融合时合成结束。 三、遗传信息的流向（从基因到蛋白） 一）、基因、酶与代谢 二）、遗传密码 三）、转录 四）、翻译 五）、基因突变及其对蛋白质结构与功能的影响 六）、反向遗传学 七）、基因新概念 一）、基因、酶与代谢 1909年，英国医生A.Garrod 提出了基因通过酶在细胞内催化特定化学反应过程来控制代谢的设想，认为人的遗传病是由于某些酶的缺陷所引起。（他推测：黑尿症是体内缺乏能分解尿黑酸的酶，几十年后被证实。） 1994年，G.W.Beadle等人提出：“一个基因一个酶”的假设。他们通过链孢霉营养缺陷型的研究而提出。某基因突变导致某酶的功能缺陷，进而引起某一步代谢出现障碍。因此，基因不是直接作用于表型的，而是通过指令合成一系列不同的产物来控制代谢途径和影响表型的。 二）、遗传密码 DNA由4种核苷酸聚合而成，而4种核苷酸的排列顺序可以简单地看作4种碱基的排列顺序。 蛋白质的多肽则由20种氨基酸聚合而成。 DNA和蛋白质可以看成分别是用两种不同的化学文字“书写”而成的文章。 实验证明DNA上的遗传信息是以三个核苷酸组成的三联密码（密码子）来编码多肽链上的一个氨基酸的。 三）、转录 四）、翻译 将mRNA链上特定的遗传密码序列转变为多肽链上特定氨基酸序列的过程。 mRNA、tRNA、氨基酸、核糖体以及多种有关的酶类均需参与。 五）、基因突变及其对蛋白质结构与功能的影响 1、基因突变 遗传结构的变化发生在基因的水平上，如DNA编码链上一个或少数几个核苷酸化学结构的变化，称点突变（基因突变）。 2、突变类型 碱基对取代 插入和缺失 3、突变形成 诱发突变 自发突变 六）、反向遗传学 反向遗传学：通过DNA重组等技术有目的地、精确定位地改造基因的精细结构以确定这些变化对表型性状的直接影响。 七）、基因新概念 一个基因就是能够产生一个RNA分子所必需的DNA片段。 第二节 基因工程技术和应用  将外源基因（又称目的基因，是一段 DNA 片断）组合到载体 DNA 分子中去，再把它转到受体细胞（亦称寄主细胞）中去，使外源基因在寄主细胞中增值和表达，从而得到期望的由这个外源基因所编码的蛋白质。 所以，基因工程的操作包含以下步骤： ? 获得目的基因 ? 构造重组 DNA 分子 ? 转化或转染 ? 表达 ? 蛋白质产物的分离纯化  到哪里去找目的基因？一般来说，人的基因，要从人体的组织细胞中去找；小鼠的基因要从小鼠的组织细胞中去找。 从组织细胞中可以分离得到人/小鼠的全套基因，称为基因文库。文库中基因总数 就人来说约有 3 万个基因。如何从中把需要的基因找出来？采取“钓”的办法。这个办法通常称为印迹法。  印迹法的关键是“分子杂交”，利用碱基配对的原则，用一段小的已知的 DNA 片断去寻找（“钓”）大的未知的基因片断。 印迹技术的发展 探针 检测 Southern 法 DNA DNA Northern 法 DNA RNA Western 法 蛋白质 蛋白质 探针 DNA 片断从何