微生物的遗传基础

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二章 微生物的遗传基础,一、遗传与变异的基本概念,二、遗传的物质基础,三、遗传信息的复制和表达,主要内容,一、,遗传与变异的基本概念,遗传,(,Inheritance,),指亲代的性状在子代表现的现象。（生物繁殖过程中，子代与亲代在各方面的相似现象）,变异,(,Variation,),指同种生物亲代与子代之间或同代不同个体之间性状的差异。（子代个体发生了改变，在某些方面不同于原来亲代的现象）,遗传与变异,是生物的共同特征，它们之间是辩证统一的。,二、,遗传的物质基础,一）遗传物质化学本质的确证,肺炎链球菌转化实验,转化：一个品系的生物吸收了来自另一品系生物的遗传物质，从而获得后一品系的某些遗传性状的现象。,1928年，英国微生物学家,Griffith.F,做了肺炎双球菌的转化实验,转化因子的本质是DNA,T2噬菌体的感染试验：DNA是遗传物质,RNA作为遗传物质,TMV病毒拆分重建实验,（1）RNA（TMV）,蛋白质（HRV）,（2）RNA（HRV）,蛋白质（TMV）,RNA是遗传物质,结论：,生物的遗传物质的化学本质是核酸，在绝大多数生物中是DNA，在少数病毒中是RNA。,1.遗传物质的结构,二）遗传物质的结构和存在状态,碱基,核糖脱氧核糖核苷、核苷酸,磷酸二酯键,核酸序列,碱基配对,DNA双链,DNA双螺旋结构,2.遗传物质的存在状态,细菌拟核（,nucleoid,）,化学组成和结构,DNA,蛋白,RNA,细菌质粒（,plasmid,）,真核细胞染色体（,Chromosome),存在于真核生物细胞核内，由,DNA,、蛋白质及少量,RNA,组成的嗜碱性丝状或杆状小体。在细胞分裂间期时又称染色质（chromatin）。,a 染色体的化学组成与结构,化学组成：,1/3 DNA,1/3,Histones,（组蛋白）,1/3,Nonhistons,（非组蛋白）,少量,RNA,和磷脂。,DNA：,携带传递遗传信息，是染色体的功能体现者。,组蛋白：,染色体中与DNA联结的碱性蛋白质，是染色体主要的结构蛋白。近乎所有的染色体中都含有5种组蛋白，除H1外，无种或组织特异性。,非组蛋白：,染色体中除组蛋白外的其他蛋白，其种类比组蛋白复杂得多，具种和组织特异性。,组蛋白,类型,碱性氨基酸,氨基酸数,分子量,（Da）,Lys,Arg,H1,29%,1%,215,23,000,H2A,11%,9%,129,13,960,H2B,16%,6%,125,13,775,H3,10%,13%,135,15,340,H4,11%,14%,102,11,280,小牛胸腺染色体,组蛋白的特点,染色体的结构,分子生物学和生物化学研究表明，染色体基本结构单位为核小体。,核小体,染色质丝,螺线管,超粗螺旋,染色体,染色体基本结构单位为,核小体,；核小体连接成,染色质丝,；经卷曲形成,螺线管,；螺线管进一步卷曲成,超粗纤维,，再进一步浓缩即为,染色体,。高度浓缩的染色体长度只有DNA双螺旋的,1/万,左右。,染色体,染色体,b 染色体的形态与构造,细胞分裂中期的染色体具有典型的形态结构,c 染色体的特点：,各条染色体的长度、着丝粒位置，随体及次级溢痕数目、大小、位置各不相同。,不同生物染色体数目不同。,物种 染色体数目,人 2n=46,金丝猴 2n=44,黄牛 2n=60,马 2n=64,驴 2n=62,小家鼠 2n=40,大家鼠 2n=42,果蝇 2n=8,洋葱 2n=16,玉米 2n=20,水稻 2n=24,豌豆 2n=14,向日葵 2n=34,衣藻 2n=16,脉孢霉 2n=14,三、,遗传信息的复制和表达,一）遗传信息的复制,DNADNA,1、DNA的半保留复制模型及复制叉,2、DNA的二向复制模型(,q模型),3、DNA的滚环复制模型,DNA复制的,半保留模型,DNA,复制叉,DNA的二向复制模型(,q模型),DNA滚环复制模型,二）遗传信息的表达RNA 和Protein的合成,1.RNA的合成,转录:以一条DNA链为模板合成一条与之互补的RNA链。,转录产物有三种形式：,信使RNA（mRNA）,转运RNA（tRNA）,核糖体RNA（rRNA）,2.蛋白质的合成,翻译：在,mRNA,指导下合成蛋白质的过程，即将,核酸语言,翻译成,蛋白质语言,的过程。,mRNA,语言是以,密码子,的形式存在的，密码子由三个核苷酸组成。一个,mRNA,分子上的密码子序列决定着被合成的蛋白质的氨基酸序列。这就是遗传密码。,共有,64,种可能的密码子。,61+3,mRNA 和 Codon,t RNA 和 Anticodon,Met,5,3,中心法则,DNA是主要的遗传物质,DNA具备作为遗传物质的条件：,1）分子结构具有相对的稳定性。,2）能够自我复制，使前后代保持一定的连续性。,3）能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状。,4）,能够产生可遗传的变异。,思考题,原核微生物和真核微生物在遗传物质的存在状态及复制方式方面有何异同之处？,DNA,为什么能作为主要的遗传物质？,