第五講遺傳與基因

第五講遺傳與基因1第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四

生命最重要的本質(zhì)之一是性狀特征自上代傳至下代——遺傳。第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四一、孟德爾學(xué)說奠定了遺傳學(xué)基礎(chǔ)

在孟德爾以前，人們看到遺傳現(xiàn)象，猜想遺傳是有規(guī)律的，甚至在農(nóng)牧業(yè)育種中實際運用了遺傳規(guī)律，但是，一直找不到研究遺傳規(guī)律的恰當(dāng)方法。第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四孟德爾（1822－1884）從1856年起開始豌豆試驗。

孟德爾的基本方法是雜交。他挑選了七對性狀，經(jīng)過近10年的潛心研究，孟德爾發(fā)表了他的研究報告。其內(nèi)容可概括兩個定律。

第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四豌豆雜交操作孟德爾研究的七對性狀第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四1、孟德爾第一定律－－分離律他用一對性狀雜交，子一代全為顯性性狀，子一代之間自交，子二代為：顯性性狀：隱性性狀＝3：1分離律：基因在成對狀態(tài)下保持其獨立性，當(dāng)形成配子時完全按照原樣分離到不同的配子中去，相互不發(fā)生影響。第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四孟德爾分離律第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四2、孟德爾第二定律－－自由組合律他用兩對性狀雜交，子一代全為顯性性狀，子一代之間雜交，子二代出現(xiàn)四種性狀，其數(shù)量比例為9：3：3：1自由組合律：當(dāng)兩對或更多對基因處于異質(zhì)結(jié)合狀態(tài)（即不在同一條染色體上）時，它們在形成配子時彼此獨立的完成分離，然后互相間進行自由組合。第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四孟德爾自由組合律黃圓綠圓黃皺綠皺第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四3、孟德爾學(xué)說的要點依據(jù)上面的試驗結(jié)果，孟德爾認為，每株豌豆植株中的每一對性狀，都是由一對遺傳因子所控制的，遺傳因子有顯性因子和隱性因子之分。第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四

當(dāng)一株植株中控制某一對性狀的一對遺傳因子均為隱性因子時，該植株才表現(xiàn)出隱性性狀（如白花或綠色豆粒）。其他情況下，包括一對遺傳因子均為顯性，或一個顯性一個隱性，均表現(xiàn)出顯性性狀（如紫花或黃色豆粒）。這一點在分離律實驗中看的很清楚。第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四

當(dāng)兩對性狀一起加以研究時,顯性和隱性的基本規(guī)律仍與上面相同,但要加上一條,控制不同性狀的遺傳因子,在傳代中各自獨立,互不干擾,出現(xiàn)自由組合現(xiàn)象。

第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四4、孟德爾學(xué)說的重要意義（1）孟德爾第一次明確提出遺傳因子的概念,并且提出了遺傳因子控制遺傳性狀的若干規(guī)律：?大多數(shù)生物體通常由一對遺傳因子（后來稱為兩個等位基因）控制同一性狀。這樣的生物體稱為2n個體。

?遺傳因子可以區(qū)分為顯性和隱性。

?控制不同性狀的遺傳因子是各自獨立的。顯性律——當(dāng)成對基因中同時存在顯性及隱性基因時，只有顯性基因控制之性狀才會顯現(xiàn)。第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四（2）孟德爾提出了雜交、自交、回交等一套科學(xué)有效的遺傳研究方法，來研究遺傳因子的規(guī)律。孟德爾創(chuàng)立的這套方法一直沿用到1950s，才被分子遺傳學(xué)方法取代。第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四二、基因“遺傳因子/基因”的設(shè)想一經(jīng)提出，便推動人們?nèi)ふ遥ヌ剿骰蛟谀睦?？基因是什么？第十五頁，共二十九頁，編輯?023年，星期四1、基因在染色體上顯微鏡技術(shù)與染色技術(shù)的發(fā)展，使人們注意到，細胞分裂時，尤其是減數(shù)分裂中，染色體的行為和孟德爾提出的等位基因的分離規(guī)律相當(dāng)一致，所以，確定基因在細胞核中，在染色體上。染色體是染色質(zhì)在細胞分裂過程中經(jīng)過凝縮和精確包裝而成的遺傳物質(zhì)的固定存在形式，由蛋白質(zhì)和DNA組裝而成，是遺傳信息的載體?；蚪M是指一個細胞或病毒所包含的全部基因，通常在真核生物中指一個物種的單倍體染色體組所含有的一整套基因。人類有23對染色體，只有一個基因組，大約有3～5萬個基因。

第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四同源染色體分別帶著控制同一性狀的兩個等位基因顯性等位基因純合子隱性等位基因純合子雜合子第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四摩根實驗室用果蠅為材料的工作，確定了基因在染色體上的分布規(guī)律。果蠅有4對染色體第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四野生果蠅沒有現(xiàn)成的成對性狀摩根在長期飼養(yǎng)中找到各個性狀的突變株。控制不同性狀的等位基因在2#染色體上的位置觸須長/短身體灰/黑眼睛紅/紫翅長/短第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四從廣義上講，任何造成基因型變化的基因交流過程，都叫做基因重組

減數(shù)分裂時發(fā)生染色體交叉/基因重組。遺傳學(xué)第三定律

同一個染色體上的兩個或兩個以上的基因始終連鎖在一起，不能自由組合；而在同源染色體配對時，非姊妹染色體會發(fā)生交叉，導(dǎo)致染色體片段之間的交換，導(dǎo)致基因重組。第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四g－身體c－

眼睛l－翅灰/黑紅/紫長/短基因重組服從這樣的規(guī)則：兩個基因在染色體離得越遠，重組頻率越高；兩個基因在染色體上離得越近，重組頻率越低。重組頻率第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四一對基因控制一種性狀，一種性狀可能由一或多對基因控制，例如膚色的控制至少有三個基因參與。控制相同性狀的一對基因，位于同源染色體上的相對位置。

一條染色體上有許多不同的基因，分別控制不同的性狀。

基因決定性狀，環(huán)境還起不起作用？在基因型確定的基礎(chǔ)上,環(huán)境常常會影響表型。第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四

基因是生命遺傳的基本單位，貯存遺傳信息的特殊DNA(脫氧核糖核酸的簡稱)片段稱為基因，DNA由A、T、C、G四種核苷酸組成，一個基因就是一般由A、T、C、G按照特定順序排列而成的DNA片段，它的總合就是基因組。

人類約2．5萬個基因由大約30億個堿基對組成，分布在細胞核的23對染色體中。這些基因控制著生物的生長、病老及死亡等生命活動現(xiàn)象。由于不同基因的核苷酸排列順序的不同，因此就有不同的功能。

2、遺傳物質(zhì)是DNA第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四分別用放射性同位素標(biāo)記噬菌體35S－標(biāo)記蛋白質(zhì)32P－標(biāo)記DNA第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四35S標(biāo)記外殼蛋白質(zhì),感染后放射標(biāo)記不進入大腸桿菌細胞32P標(biāo)記DNA,感染后放射標(biāo)記進入大腸桿菌細胞第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四3、華生和克里克提出DNA雙螺旋模型。

DNA雙螺旋模型說明DNA分子能夠充當(dāng)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。按照雙螺旋模型，在細胞分裂時，DNA的復(fù)制應(yīng)是“半保留復(fù)制”的模式。第二十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四半保留復(fù)制DNA的半保留復(fù)制規(guī)律為：DNA分子解旋后，兩條鏈分別為模版，按照堿基互補配對原則，合成兩分子雙鏈DNA，每個新的DNA分子中的兩條鏈，一條來自原來DNA分子，一條為新合成的。

第二十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四4、DNA作為遺傳物質(zhì)的功能

（1）貯藏遺傳信息的功能

（2）傳遞遺傳信息的功能

（3）表達遺傳信息的功能

由此，克里克提出中心法則,確定遺傳信息由DNA通過RNA流向蛋白質(zhì)的普遍規(guī)律,

DNA是自身復(fù)制和RNA合成的模板，RNA又是蛋白質(zhì)合成的模板。

第二十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期四中心法則遺傳信息可以從DNA流向DNA，即完成DNA的自我復(fù)制過程，也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質(zhì)，即完成遺傳信