《基因復(fù)習(xí)和DNA》課件

基因復(fù)習(xí)和DNA什么是基因？基因是生命的藍(lán)圖，決定了生物的性狀?；蚴怯?*DNA**序列構(gòu)成的，包含遺傳信息?；驈母改?jìng)鹘o子女，決定了后代的特征。基因的結(jié)構(gòu)基因片段基因片段是DNA分子上的一段特定序列，它包含了遺傳信息。蛋白質(zhì)基因表達(dá)后，會(huì)形成具有特定功能的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的執(zhí)行者。染色體基因位于染色體上，染色體是遺傳物質(zhì)的載體。DNA的組成脫氧核糖脫氧核糖是一種五碳糖，是DNA的基本組成部分之一。磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán)是DNA分子中的另一個(gè)基本組成部分，它連接著脫氧核糖和堿基。堿基DNA有四種堿基：腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成，以右手螺旋的方式盤繞形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。兩條鏈通過堿基對(duì)之間的氫鍵連接在一起。腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）配對(duì)，鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）配對(duì)。這種堿基配對(duì)原則確保了DNA的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并為遺傳信息的復(fù)制提供了基礎(chǔ)。DNA的復(fù)制1解旋DNA雙螺旋解開2模板每條鏈作為模板3合成合成新的互補(bǔ)鏈半保留復(fù)制1DNA解旋雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，形成兩條單鏈2模板引導(dǎo)每條單鏈作為模板，引導(dǎo)新鏈合成3半保留新形成的DNA分子包含一條舊鏈和一條新鏈遺傳信息的中心法則1DNA復(fù)制DNA復(fù)制過程是DNA復(fù)制自身的模板。復(fù)制后產(chǎn)生兩個(gè)相同的DNA分子。2轉(zhuǎn)錄DNA轉(zhuǎn)錄成RNA，RNA的序列與DNA模板的序列互補(bǔ)。3翻譯RNA翻譯成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的氨基酸序列由RNA的序列決定。轉(zhuǎn)錄過程DNA解旋DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，形成兩條單鏈。RNA聚合酶結(jié)合RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合到DNA模板鏈上的啟動(dòng)子區(qū)域。RNA合成RNA聚合酶沿著DNA模板鏈移動(dòng)，以核糖核苷酸為原料，合成與DNA模板鏈互補(bǔ)的RNA分子。RNA鏈脫離RNA鏈合成完成后，從DNA模板鏈上分離，并與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)重新結(jié)合。轉(zhuǎn)錄的調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子是蛋白質(zhì)，它們可以結(jié)合到DNA上，并影響基因的轉(zhuǎn)錄。有些轉(zhuǎn)錄因子可以激活基因的轉(zhuǎn)錄，而有些則可以抑制基因的轉(zhuǎn)錄。表觀遺傳學(xué)表觀遺傳學(xué)是指不改變DNA序列，卻可以影響基因表達(dá)的遺傳變化。例如，DNA甲基化和組蛋白修飾可以影響基因的轉(zhuǎn)錄活性。翻譯過程1信使RNA信使RNA（mRNA）攜帶遺傳密碼，從細(xì)胞核移動(dòng)到核糖體。2核糖體核糖體讀取mRNA上的密碼子，并根據(jù)密碼子招募相應(yīng)的tRNA。3轉(zhuǎn)運(yùn)RNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）攜帶特定的氨基酸，與mRNA上的密碼子配對(duì)。4蛋白質(zhì)合成核糖體將氨基酸連接在一起，形成多肽鏈，最終形成蛋白質(zhì)。遺傳密碼密碼子三個(gè)相鄰的堿基組成一個(gè)密碼子，決定一個(gè)氨基酸。例如，密碼子AUG指令起始翻譯，而UAG、UAA和UGA則指示終止翻譯。密碼子的通用性遺傳密碼在大多數(shù)生物中是通用的，這意味著相同的密碼子在不同物種中通常編碼相同的氨基酸。密碼子的簡并性大多數(shù)氨基酸由多個(gè)密碼子編碼，這增加了遺傳密碼的容錯(cuò)性，因?yàn)閱蝹€(gè)突變不一定導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能的改變?；蛲蛔兌x基因突變是指基因序列的改變，導(dǎo)致遺傳信息的改變。原因基因突變的原因包括環(huán)境因素、復(fù)制錯(cuò)誤等。影響基因突變可能導(dǎo)致疾病、性狀改變或無明顯影響。突變類型點(diǎn)突變單個(gè)堿基對(duì)的改變，例如A變成G，或T變成C。插入突變?cè)贒NA序列中插入一個(gè)或多個(gè)堿基對(duì)，導(dǎo)致基因序列的改變。缺失突變DNA序列中丟失一個(gè)或多個(gè)堿基對(duì)，導(dǎo)致基因序列的改變。自然選擇適者生存自然選擇是指生物在生存斗爭中，適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體更容易生存下來，并繁殖后代，而適應(yīng)性差的個(gè)體則被淘汰的過程。遺傳變異生物的遺傳變異為自然選擇提供了原料，使生物能夠適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。進(jìn)化驅(qū)動(dòng)自然選擇是生物進(jìn)化的主要驅(qū)動(dòng)力，它使生物逐漸適應(yīng)環(huán)境，并最終形成新的物種。遺傳與進(jìn)化遺傳是生物體將性狀傳遞給下一代的過程。進(jìn)化是指生物群體在世代更替過程中，基因頻率發(fā)生改變的過程。遺傳是進(jìn)化的基礎(chǔ)，遺傳變異為進(jìn)化提供了原材料，自然選擇決定了進(jìn)化的方向。遺傳與進(jìn)化密切相關(guān)，遺傳變異是進(jìn)化的驅(qū)動(dòng)力，而進(jìn)化則可以改變基因頻率，進(jìn)而影響遺傳性狀的表達(dá)。染色體結(jié)構(gòu)著絲粒染色體上的一個(gè)區(qū)域，在細(xì)胞分裂過程中，紡錘絲附著于此。臂著絲粒兩側(cè)的染色體部分。端粒染色體末端的結(jié)構(gòu)，保護(hù)染色體免于降解。染色體數(shù)目的變化多倍體細(xì)胞中染色體數(shù)目增加一倍或更多倍的現(xiàn)象單倍體細(xì)胞中染色體數(shù)目減半的現(xiàn)象非整倍體細(xì)胞中染色體數(shù)目非整倍體增加或減少性染色體決定性別性染色體在生物體內(nèi)負(fù)責(zé)決定性別特征。人類性染色體女性擁有兩條相同的性染色體，稱為XX染色體，而男性擁有兩條不同的性染色體，稱為XY染色體。遺傳性染色體上的基因會(huì)影響性別相關(guān)的性狀，例如身高、肌肉質(zhì)量等。基因重組減數(shù)分裂交叉同源染色體之間交換基因片段，產(chǎn)生新的基因組合?；蛑亟M示意圖通過交叉交換，兩個(gè)親本的基因組合可以產(chǎn)生新的基因型。孟德爾遺傳定律分離定律每個(gè)生物體攜帶一對(duì)等位基因，在配子形成過程中，這對(duì)等位基因會(huì)分離，每個(gè)配子只攜帶其中一個(gè)等位基因。自由組合定律不同性狀的等位基因在配子形成過程中會(huì)獨(dú)立組合，不受其他性狀等位基因的影響，從而產(chǎn)生不同的配子組合。常染色體遺傳定義常染色體遺傳是指由非性染色體上的基因控制的遺傳現(xiàn)象。特征常染色體遺傳通常表現(xiàn)為顯性遺傳或隱性遺傳，與性別無關(guān)。例子例如，人類的褐色眼睛和藍(lán)色的眼睛都是由常染色體上的基因控制的。多基因遺傳多個(gè)基因共同作用，決定性狀的遺傳表現(xiàn)為連續(xù)變異，如身高、體重受環(huán)境影響較大，如營養(yǎng)、氣候連鎖遺傳位于同一染色體上的基因，在減數(shù)分裂過程中傾向于一起遺傳，稱為連鎖遺傳。連鎖基因之間的距離決定了它們?cè)跍p數(shù)分裂過程中分離的概率。距離越近，分離越少。連鎖分析可以用于繪制基因圖譜，了解基因在染色體上的相對(duì)位置。連鎖分析基因定位連鎖分析可以幫助研究人員定位基因在染色體上的位置。遺傳疾病研究它可以用來研究遺傳疾病的遺傳模式，并識(shí)別與疾病相關(guān)的基因。育種應(yīng)用連鎖分析在農(nóng)業(yè)育種中被廣泛應(yīng)用，用于選擇和改良具有優(yōu)良性狀的作物品種。性狀的遺傳顯性遺傳如果一個(gè)基因的等位基因?qū)α硪粋€(gè)等位基因有完全優(yōu)勢(shì)，則該性狀稱為顯性遺傳。例如，棕色眼睛是顯性性狀，藍(lán)色眼睛是隱性性狀。隱性遺傳如果只有兩個(gè)隱性等位基因才能表達(dá)性狀，則該性狀稱為隱性遺傳。例如，鐮狀細(xì)胞貧血是一種隱性遺傳疾病。共顯性遺傳如果兩個(gè)等位基因都表達(dá)，則該性狀稱為共顯性遺傳。例如，AB血型是A等位基因和B等位基因的共顯性表達(dá)。人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃（HumanGenomeProject，HGP）是旨在測(cè)定人類基因組全部DNA序列的科學(xué)研究計(jì)劃。此計(jì)劃于1990年啟動(dòng)，歷時(shí)13年，于2003年完成。HGP的主要成果包括繪制了人類基因組的完整圖譜，發(fā)現(xiàn)了約20000個(gè)基因，為人類疾病的診斷和治療、藥物研發(fā)、生物技術(shù)發(fā)展等方面提供了寶貴的資源和技術(shù)支撐。基因工程基因改造基因工程允許科學(xué)家改變生物體的遺傳物質(zhì)，以改變其特性或功能。應(yīng)用領(lǐng)域基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，例如，提高作物產(chǎn)量、治療疾病和生產(chǎn)新材料。倫理問題基因工程也引發(fā)了倫理問題，例如基因編輯的安全性、潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和人類基因改造的倫理界限。克隆技術(shù)1復(fù)制基因組克隆技術(shù)復(fù)制了整個(gè)生物的遺傳信息，包括所有基因。2創(chuàng)造復(fù)制品克隆技術(shù)產(chǎn)生了與原始個(gè)體遺傳上相同的個(gè)體。3應(yīng)用廣泛克隆技術(shù)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和研究等多個(gè)領(lǐng)域。倒序轉(zhuǎn)錄技術(shù)1合成cDNA利用RNA為模板