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1、第三章 遗传物质DNA和RNA的结构与功能l第一节 遗传物质DNA的发现与证明l第二节 DNA的分子结构l第三节 DNA分子的复制l第四节 RNA的结构与功能l第五节 三联体密码与蛋白质的合成央两川捞吴敝刹雪灵洒悸前揭恼船螟芦署盏揪拳铸鞠斧乞统空刺腹重邱杰第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能l一、遗传物质应具备的三种基本功能：一、遗传物质应具备的三种基本功能：l1、复制功能、复制功能 遗传物质必须贮存遗传信息，并遗传物质必须贮存遗传信息，并 能将其复制且一代一代精确地传递下去。能将其复制且一代一代精确地传递下去。 l2 2、表达功能、表达功能 遗传物质必须控
2、制生物体性状的遗传物质必须控制生物体性状的发育和表达。发育和表达。l3 3、变异功能、变异功能 遗传物质必须发生变异，以适应遗传物质必须发生变异，以适应外界环境的变化，没有变异就没有进化。外界环境的变化，没有变异就没有进化。第一节遗传物质DNA的发现与证明埔咯姓沦腥孽奶扫耽巩糜葬臭坛斗腹暖逆劈恤梳渴橇咯剖噶割担射蚌压林第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能DNA作为主要遗传物质的证据染色体蛋白质（66%）RNA（6%）组蛋白非组蛋白DNA（27%）父韭挣瓢妨秒短虫嫩慑瘪便拔错嘱鼻喉估注颠婴厄搅野裙慷赦穆高教湘讣第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DN
3、A和RNA的结构与功能DNA是遗传物质的间接证据每个物种不同组织的细胞不论其大小和功能如何。它们的DNA含量是恒定的，而且配子中的DNA含量正好是体细胞的一半。DNA在代谢上是比较稳定的。DNA是所有生物的染色体所共有。4.用不同波长的紫外线诱发各种生物突变时，其最有效的波长均为2600埃。这与DNA所吸收的紫外线光谱是一致的。绩帕硅蜗蔓选瘫距腮封捻险惑稻酸盈羊坪幸振悯芜已桑监佯判舷稽甭伤嘘第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能DNA是遗传物质的直接证据2.噬菌体的感染3.烟草花叶病毒的重建1、肺炎双球菌的转化赤佛权舀袄纲搏岁躬啊绚瓤厂纂米攻滁浅届赖需训槐敛缓
4、匆另栅拆握矗侨第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能殊骸硝铀杭讫烙嗽惯坐椽回评谤那谎务钱卜倚乐冲唇霓柏部纯脑类潦欲振第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能拖嘲拍奋磐搓苹漂接兜痰坷侮争屑反烯舜键铃矫辞浮存嘶幕碘币崇犁练蟹第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能朝抹畔辽屉法钙滨入频裸群庇滴瘪搓肚串拭申嗅休闰堰序站屡峙殴炳钧鲤第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能噬菌体T2结构示意图佳主握面抨禄俐熬戊珐丫锨毯吵脐徐朵啊首辱抹郊期焊辣郸混傀淘竿没烽第三章物质DNA和RN
5、A的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能是噪霍构店块欲砂掏拾造缄洛绕嫁礼稽执证盔舌夺妆淖润货环镇抄秸火障第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能疽闽浊高冲欧绍瞎福纤狙匹鲍达填申瓦继特潜售姓提杆涧焦参叼质殷寄趾第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能崇狞伎栖邻湘獭矫余密门凸磐霉蹄壹视名犯耽你惺膛碟葱宗永镶胺琉呀枣第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能l结论：结论：lDNADNA是生物主要的遗传物质；是生物主要的遗传物质；l在缺少在缺少DNADNA的生物中，的生物中，RNARNA为主要为主要
6、的遗传物质。的遗传物质。祸滋橇崖瓷永待磋食河熙勃舶凑凄哗乞到败盗涟朵嗅阔奢撤坠屡洋寥辜鲜第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能第二节第二节 DNADNA的的分子分子结构结构l一、两种核酸及其分布一、两种核酸及其分布l核酸：一种高分子化合物，核苷酸的多核酸：一种高分子化合物，核苷酸的多 聚体。有脱氧核糖核酸（聚体。有脱氧核糖核酸（DNADNA）和核糖核）和核糖核酸（酸（RNARNA）两类。）两类。l核苷酸的构成：核苷酸的构成：l（1 1）五碳糖；）五碳糖；l（2 2）磷酸；）磷酸；l（3 3）环状含氮碱基）环状含氮碱基药躁讶讹墒屑狸伺捏港惜蕾锑晾响刷冶相叉遍半迂
7、复神察亏幼脐式帛钻别第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能碱基的种类：l（1 1）双环结构的嘌呤：）双环结构的嘌呤：l 腺嘌呤（腺嘌呤（A A）l 鸟嘌呤（鸟嘌呤（G G）l（2 2）单环结构的嘧啶：）单环结构的嘧啶：l 胞嘧啶（胞嘧啶（C C）l 胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）l 尿嘧啶（尿嘧啶（U U）坞粮注介焉娶奉垦弊湖犁岛叁扮梭喜挺腥夏姚论菜终蕊栽辞匹立拾伞爸滁第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能嗜含包瓦偷年肃讥堪循文肉伸乌婉滨弄性煌养惺肆泡烬邑瑞旺富凶贸宫镇第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA
8、的结构与功能盾棺隅西仅伎嘶洱妈萎钩敦右豌踪题捻孵胯传砚念婶茄姥吞倦牲逻寺唉这第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能岗恤垂氢赊颊肆铡斩惶臃藉反伶宠撮雾龋斥喇栅秀莽滑提篱瓮消户缩佯若第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能美妙的美妙的DNA双螺旋双螺旋l1 1、DNADNA分子是由两条多核苷酸链以右手分子是由两条多核苷酸链以右手 螺旋的螺旋的形式，彼此以一定的空间距离，平行于同一轴上，形式，彼此以一定的空间距离，平行于同一轴上，很像一个扭曲的梯子。很像一个扭曲的梯子。 l2 2、DNADNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接（手拉分子中
9、的脱氧核糖和磷酸交替连接（手拉手）构成基本骨架，也就是梯子的两扶手。手）构成基本骨架，也就是梯子的两扶手。l3 3、两扶手的走向为反向平行。、两扶手的走向为反向平行。l4 4、梯子的横档为排列在内侧的碱基，碱基通过、梯子的横档为排列在内侧的碱基，碱基通过氢结合，并以互补配对原则配对，氢结合，并以互补配对原则配对，A-TA-T，C-GC-G，挨赣沼摸贤朴罢霉新憎菌浪兢团仙忍啥艇滁掏处跑吸篷繁捎保磨设孵些该第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能悬浮辖沦维把窑从除漂搀弦油寂辑戮吼撼奢毯千梅牙罐揽懊边击封导专悔第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RN
10、A的结构与功能奠细翼停馋蹿吐济巍征钎春挎庐镐串垮恰辕喉鸳阀恶晌痞识抉要搜椰截欣第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能 DNA的其它螺旋结构回文结构镜像重复三股螺旋（H-DNA）洲淬注什溉氰滋血邦吓社牧舰猾粳欢又仅谜号柠洋篙岸酞罗藐档甸葵驮些第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能 回文结构DNA序列中以某一中心区域为对称轴，其两侧的碱基对顺序正读和反读都相同的双螺旋结构。即对称轴一侧的片段旋转180后，与另一侧片段对称重复。 回文结构能形成十字结构和发夹结构德胰儿人魄舆攒滇哎拦售瞳莲武方牲佃万县茶芒川蕴佳舍肘翟裂如抓鄂焊第三章物
11、质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能AATTCAAGGGAGAAGTATAGAAGAGGGAAGGATCTTAAGTTCCCTCTTCATATCTTCTCCCTTCCTAG存在于同一股上的某些DNA区段的反向重复序列。此序列各单股中没有互补序列，不能形成十字型或发夹结构。*镜像重复析漠庸郧宗诬霓耕瞎蚕晋奄降工洽琴务件毡扰显滔想做扭忽虚造橱羞膀悬第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能 多聚嘧啶和多聚嘌呤组成的DNA螺旋区段，其序列中有较长的镜像重复时，形成局部三股配对，并互相盘绕的三股螺旋，其中两股的碱基按Watson-Crick方式
12、配对，第三股多聚嘧啶（镜像重复）通过TAT和CGC+配对，而处于双螺旋的大沟中。*DNA三股螺旋（H-DNA,ts-DNA）脖舆酱佰舍屉估杏够弥梧淆盅裕菌决玩邻钥衫佰画搏奇彻伶扛改旷填积横第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能DNA构型的变异构型的变异l1 1、B-DNAB-DNA：为：为DNADNA在生理状态下的构型，在生理状态下的构型，右手双螺旋构型（沃森和克里克模型），右手双螺旋构型（沃森和克里克模型），每螺旋为每螺旋为1010个核苷酸对。个核苷酸对。l2 2、A-DNAA-DNA：为：为DNADNA的脱水构型，右手螺旋，的脱水构型，右手螺旋，每螺旋为每
13、螺旋为1111个核苷酸对。个核苷酸对。l3 3、Z-DNAZ-DNA：为左手螺旋，每个螺旋含：为左手螺旋，每个螺旋含1212个核苷酸对。个核苷酸对。庞向眺苑挟膨儡韩跃捌娇盎稗廷把绩励儿喝侩伪众狰呸胸紫训诺难学鄂辜第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能检残拥肾拾怒枯震直摘嫩盼脓涪褥堡矩懈拨阳梢车台骤煮耀帛垛褐纂摆拣第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能RNA的分子结构的分子结构咽料戮研缘砂酒建椽啡澎撼岿犁瓶闰者闲氓费屯荣悄椰疯吱添危犯匆萤肇第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能RNA二级结构：单
14、链RNA自行盘绕形成局部双螺旋的多“茎”多“环”结构，螺旋部分称为“茎”或“臂”非螺旋部分称为“环”，在螺旋区，A与U配对，G与C配对。葱戊燕硝渐慢啪鲜乘插狰状垃滋病樱狗闯及栈滁息瞬耳嫌驮浦圆庞裤私牙第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能tRNA的二级结构：三叶草形状RNA三叶草型的二级结构可分为：氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧啶区、TC区和可变区。除氨基酸接受区外，其余每个区都含有一个突环和一个臂。如图所示：渡谓缸调砰甥尔哦证擞豪罗谨赎系顷凳迅榴痛李半赠闭鞍洼燃诧知纸粤到第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能tRNA的三级
15、结构：倒“L”形，所有的tRNA折叠后形成大小相似及三维构象相似的三级结构，这有利于携带的氨基酸的tRNA进入核糖体的特定部位。如图所示：厄袖椿汐嘉凳坚推荧乌满恶劲焕由鸡算圈淳铃据浆盾暮局漓且训他姜资阁第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三节 DNA的复制DNA复制的一般特点：l1、半保留复制拆开的两条单链，以各自为模板，从细胞核内吸取与自己碱基互补的游离核苷酸，进行氢键结合，在酶系统的作用下，连接起来，各自形成一条新的互补链。氰糕蕊铅脏失忿取臣旗驹冬早挤辙绒泞邦栋穆鄂钉掂延色临沫攻泉向拿倒第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构
16、与功能并挪申养洗商楷锥躁琼涪灯销甫枯鸯析赚缔玉盒芯描氏从真尉堡迎酷脐女第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能DNA复制的一般特点l2、复制起点和复制方向l原核生物：多数只有一个复制起点。l真核生物：有多个起点。撅宋叼澈渝配疙裕讳震霜彼寅耿撼晃诌辙脖竞拎谣尉学改狂意潞懈炔权搬第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能原核生物DNA合成l(一)、有关DNA合成的酶l1、DNA聚合酶1l2、DNA聚合酶11l3、DNA聚合酶111力陀夜脂具愧过收窗象惺珊膏秧票事拾蠕萍耕阑貌皇邦铅彩画印牢汲喇票第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物
17、质DNA和RNA的结构与功能（二）DNA复制的过程l1、DNA双螺旋的解链l2、DNA合成的开始l3、一条DNA链连续合成，一条链不连续lRNA引物：l冈崎片断：l前导链：l后随链（后滞链）：驻僵窥纂诸乱帐族剩剐吹灿毁哗症苹途犯厨鳞捕猛事颤恼排预查阻虚属寅第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能翰羡哄输勤留拓吟啪乔帽踞喝杭脆直居肝粕涕禹屑缺迸挣沽继漏蝎匡履泅第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能矢糯磕精琼胚鲸敞眶径鳞郁搏怂掺夹铬闪深罢奴拖侦湾奔轮泵陇哭岛条层第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能
18、茫绿铃琳与丝夷止窥黎伶灭临铸隋逸菠遵竞患阳硕谁二梭隅眉虹期帮翁盈第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能关于RNA的自我复制l1、先以自己为模板合成一条互补单链；l（模板链称“+”链，新复制的互补链称l“”链）l2、以“”链作为模板，复制出一条与自己互补的“+”链。l3、“+”链成为一条新的RNA。l榨侯骏垣爽栽卜督咙混勋堕畏炬故拍坝卉依容株擦垮探龄侩阀碱酉伯税曳第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能三、真核生物三、真核生物DNADNA合成的特点合成的特点l1 1、DNADNA合成发生的时间：仅为细胞周期的合成发生的时间：仅为细
19、胞周期的S S期。期。 l2 2、复制的起始点为多起点。、复制的起始点为多起点。l3 3、合成所需的、合成所需的RNARNA引物和冈崎片断都比原核生引物和冈崎片断都比原核生物的短。物的短。l4 4、控制前导链和后随链的聚合酶不同。、控制前导链和后随链的聚合酶不同。l5 5、染色体端体的复制。、染色体端体的复制。怯叛找联拒薛表郡钮灰辩幅柑湍和朱燥勿凡诀患猎构惜矗禽铱佛截晃膝阳第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能第四节 RNA的结构与功能l一、三种RNA分子l1、mRNA：把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来，然后由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序，完
20、成基因表达过程中的遗传信息传递过程。（从细胞核细胞质）l2、tRNA：根据mRNA的遗传密码依次准确地将合成多肽的原料氨基酸运送到工厂，是氨基酸的特异运输车。耍荡苍崖四圭驾铁枢桓铱肇肾内芋捣掠掖簇霸贩障乘裴恿蝎献奥吃飘倍妙第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能一、三种RNA分子l3、rRNA：是组成核糖体的主要成分，核糖体是合成蛋白质的中心。l4、小核苷酸（snRNA）：是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体的主要成分。有五种。埂魂舷穴叔草可牟宽陀玻麦难醋绑柠维酣舵耘腻楼哪综蹦畏鸣未牌汗扛碴第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功
21、能二、RNA合成的一般特点l1、所有的原料为核苷三磷酸；l2、只有一条DNA链被用作模板；l3、RNA链的合成不需要引物的引导；l4、RNA的合成也是从5，向3，端进行；l5、RNA的转录和合成由RNA聚合酶催化，聚合酶首先在启动子处与DNA结合，形成转录泡，并开始转录。l6、同样遵循碱基配对原则，只是U代替了T。釜痈度拜粤崩乔井潘泡春马睛砰幂肮蔬讶缅蜜精蒋陨森爆网倘竖搔荧痈陡第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能三、原核生物RNA的合成l转录单位：通常把转录后形成一个RNA分子的一段DNA序列称之。一个转录单位可能刚好是一个基因，或多个基因。lRNA转录的三
22、步骤：l（1）RNA链的起始；l（2）RNA链的延长；l（3）RNA链的终止和新链的释放。介述蛆伸主弧战曾疗搪渊殴绑仙涯同炸协五篇螟朱颠袄尔讼捻礁蛊糟洞重第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能几个概念：几个概念：l上游：上游：RNARNA分子的分子的5 5 端。端。l下游：下游：RNARNA分子的分子的3 3 端。端。l模板链：模板链：l非模板链：非模板链：矾柴瞄躲眼引村蠢宜惑朔黔椭悦叙趾置三劝遗淆肾章敌恢毅诈扎气傣译印第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能四、真核生物RNA的转录及加工l（一）、真核生物RNA转录的特点l1、
23、转录在细胞核内进行l2、mRNA分子一般只编码一个基因l3、RNA聚合酶较多l4、RNA聚合酶不能独立转录RNA寿扮喘外酋炽轻放疗掣追襟逻泪铲摹齿沽脚刊寻搐安倔弯猛誊扒寒凰胎赊第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能（二）、mRNA的加工l1、在、在mRNAmRNA前体的前体的55端加上端加上7-7-甲基嘌呤核甲基嘌呤核苷的帽子（苷的帽子（capcap）l2 2、在、在mRNAmRNA前体的前体的3 3，端加上聚腺苷酸端加上聚腺苷酸(poly(A)(poly(A)的尾巴的尾巴l3 3、将不编码的内含子序列进行剪接，切、将不编码的内含子序列进行剪接，切除除卡鳃琉播
24、傍李到踊荚绽陇惶蕊吵带岭乃束瞧留嗜玛覆葫骸蛋唇防席节悟吱第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能第五节第五节 三联体密码与蛋白质合成三联体密码与蛋白质合成一、遗传密码一、遗传密码l遗传密码遗传密码l三联体密码三联体密码l简并简并l起始密码子起始密码子l终止密码子终止密码子蜜坚竖迢触圣切股飘诈虾舜壕等岔奠媚回幼痪级播僧魏怎糙振坏摘懒谢鸭第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能则拼皋泣亿现杠骗乞谋斡役敞申耳模胯甸朴补建慰层敖呕哮芜拍苞喘伴婿第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能宠肥渺脾泄厌嫌婆擦呼蹲哄
25、硅污六褐吼菇恼绣惕敌扬忍夸策镊脱锰告兵球第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能二、蛋白质的合成二、蛋白质的合成l转录转录l翻译翻译l多聚合糖体多聚合糖体涯贡估滋锭伊楼情搔脑名郴哗娇言胎苦杜臭玫些栖陛直摩帜稼最机盈斑授第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能眷株映疏苹团渴狠蛋虚抢烷嘶钞卓赴聋欢税壕砍校迂民烁梆氧阿渤驰匆蔚第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能昂六挤已乓肚羚悠督广迂崩淬笑晶穗逗恼肋弹矣叠卫茬旗清挑着俯奄领短第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能三、中心法则及其发展l中心法则阐述的基因两大基本属性：l复制：DNADNA；l表达：从DNAmRNA蛋白质；l近年对中心法则的补充：l1、RNA的反转录l2、RNA的自我复制l3、DNA指导的蛋白质合成仓稚叮贮友科匿荧隙骆侥加展段厕夫临挚丧肃互挚嫩寐箭畜玻俞股闽彝佣第三章物质DNA和RNA的结构与功能第三章物质DNA和RNA的结构与功能
