遗传与作物育种精品课程课件

遗传与作物育种精品课程课件内容摘要：

装配员的作用，将氨基酸装配成多肽，又起了翻译协助员的作用，因为 mRNA如果不附着于核糖体上，就不能执行翻译的使命。 在核糖体上合成的多肽链，经过链的卷曲或折叠，成为具有立体结构的、有生物活性的蛋白质，它们或者成为结构蛋白，作为细胞的组成成分；或者成为功能蛋白，如血红蛋白等；或者成为控制细胞各种化学反应的酶。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 （三）中心法则及其发展 前面叙述遗传信息从 DNA到 DNA的复制过程，以及蛋白质合成过程 (遗传信息从 DNA— mRNA一蛋白质的转录和翻译过程 )，就是分子生物学的中心法则 (central dogma)(图 9— 7a)， a)。 但以后随着研究的不断深入，中心法则有了新的发展。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 图 97 中心法则 9（ a）及其发展（ b） 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 第二节 基因概念的发展 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 基因是遗传变异的基本单位，基因的结构和功能则是贯穿在整个遗传学研究中的主线，遗传学发展史本身就清楚地说明了一点。 一 经典遗传学关于基因的概念 孟德尔最初将控制生物性状的因子称为遗传因子（ inherited factor）。 1909年，丹麦遗传学家约翰逊提出了基因（ gene）这个名词，取代了孟德尔的遗传因子，一直沿用至今。 以后摩尔根及其同事们以果蝇、玉米为材料，经过大量研究，建立了以基因和染色体为主体的经典遗传学。 经典遗传学关于基因的概念有如下几个要点： ：自我复制与相对稳定性，在有丝分裂和减数分裂中有规律地进行分配。 （位点），并且上交换的最小单位，即在重组时不能再分隔。 ，是突变的最小单位。 ，它控制着正在发育有机体的某一个或某些性状。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 由于基因的交换、突变都涉及基因的结构，因此突变单位和重组单位也统称为结构单位，所以，经典遗传学认为基因既是一个结构单位又是一个功能单位。 二 分子遗传学关于基因的概念 但基因究竞是由什么物质构成的。 基因的本质是什么。 经典遗传学无法回答这个问题。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 另一方面，在精密的微生物遗传分析中发现，基因并不是不可分割的最小遗传单位，而是远为复杂得多的遗传和变异的单位。 例如，在一个基因的区域内，仍然可以划分出若干个起作用的小单位。 按照分子遗传学的观点，突变，重组和功能这三个单位分别是： ①突变子（ muton）：是指性状发生突变时，产生突变的最小单位，即改变后可以产生突变型表型的最小单位。 最小的突变子可以是一个核苷酸对。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 ② 重组子（ recon）：是指发生性状重组时，产生重组的最小单位，或者说不能由重组分开的基本单位。 可小到只包含一个核苷酸对。 ③顺反子（ cistron）：是与经典基因概念的功能单位相当的概念，或者说就是一个基因。 顺反子是与一条多肽链的合成相对应的一段 DNA序列，是一个完整的不可分割的最小功能单位，它的平均大小为 500～ 1500bp。 概言之，基因是一段有功能的 DNA序列，是一个遗传功能单位，其内部存在有许多的重组子和突变子。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 三 现代基因概念的新发展 —— 基因的多样性 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 但 20世纪 70年代后，发现 :所谓重叠基因、重复基因、间隔基因和跳跃基因的存在，使基因的概念又有了新的发展。 （ overlapping gene） 是指不同基因共用相同的碱基密码，即同一段 DNA编码顺序，由于阅读的框架不同或终止的早晚不同，同时编码两个以上的基因。 （ repetitive gene） 生物的基因组十分复杂，往往是由各种单一顺序和重复顺序组成。 所谓重复基因是指基因组内有多份相同编码的核苷酸序列。 （ splitting gene） 在真核生物中，基因是间隔的，其结构包括可转录可翻译的外显子（ extron），也包括可转录但不翻译的内含子（ intron），二者镶嵌排列。 （ jumping gene） 是指在染色体上可以转移位置的基因，也称为转座因子（transposable element）。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 （ pseudo gene） 一个完整的基因有一个启动子、内含子、外显子和终止子等等。 假基因是指没有启动子、内含子、外显子的 CDNA，是在逆转录酶作用下以 mRNA为模板形成的 DNA。 假基因是与功能性基因密切相关的DNA序列，它的产生可能是由于相应的正常基因缺失、插入和无义突变失去阅读框而不能编码蛋白质产物。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 第三节 基因的作用与性状的表达 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 在生物的个体发育过程中，基因一旦处于活化状态，就将它携带的遗传密码通过 mRNA的转录和翻译，形成特异的蛋白质。 由于大部分遗传性状都是直接或间接通过蛋白质表现出来的，因此深入了解基因在这方面的作用，对于了解遗传的本质具有重要的意义。 基因对于遗传性状表达的作用可以分为直接作用和间接作用两种。 一 直接作用 在生物的个体发育中，处于活跃状态的基因将它携带的遗传密码，通过 mRNA的转录和翻译，如果最后产品是结构蛋白或功能蛋白，那么基因的变异可直接影响到蛋白质的特性，从而表现出不同的遗传性状，这就是直接作用。 人类镰刀红细胞贫血症的出现就是典型的例证。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 二 间接作用 大多数情况下，基因是通过控制酶的合成，间接地影响生物性状的表达。 例如在孟德尔的豌豆杂交试验中，高茎豌豆（ TT） 矮茎豌豆（ tt），其 F1表现为高茎豌豆（ Tt）， 这是因为高茎基因 T对矮茎基因 t是显性。 为什么 T表现高茎，而 t表现为矮茎呢。 研究表明，这主要是由于高茎品种中含有一种能促进茎部节间细胞伸长的物质 —— 赤霉素，而矮茎品种中则没有这种物质。 赤霉素的产生需要酶的催化。 高茎豌豆中的 T基因具有特定的核苷酸序列，可以转录翻译成正常的促进赤霉素合成的酶，使之产生了赤霉素，从而使细胞得以正常伸长，于是表现为高茎；矮茎豌豆的 t具有与 T不同的核苷酸序列，不能转录翻译成促进赤霉素形成的酶，因而不能产生赤霉素，细胞便不能正常伸长，于是表现为矮茎。 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 第四节 遗传工程简介 四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件 一、遗传工程的概念 遗传工程是 20世纪 70年代才开始发展起来的一门新技术，它是在分子遗传学理论基础上，综合采用了分子生物学与微生物学的现代方法和手段建立起来的。 广义的遗传工程包括基因工程、细胞工程、染色体工程、细胞器工程等等，狭义的遗传工程是指基因工程。 本节将就狭义的遗传工程 —— 基因工程作简要介绍。 基因工程（ gene engineering），又称重组。