第一篇第二章遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)

第一篇第二章遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)第一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1868年，瑞士化學(xué)家F?米歇爾（1844~1895）從細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)“核素”

1889年，與米歇爾同一實(shí)驗(yàn)室的生物學(xué)家R?阿特曼分離了“核素”中的蛋白質(zhì)，他稱之為“核酸”

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，德國(guó)科賽爾（1853-1927）探明核酸的主要成份是4種堿基、磷酸和戊糖2.1.1核酸的發(fā)現(xiàn)1924年，德國(guó)細(xì)胞學(xué)家福爾根（1884~1955）發(fā)現(xiàn)核酸中的兩種戊糖（核糖與脫氧核糖）2.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)第二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1929年，俄裔美國(guó)生物化學(xué)家列文（1869~1955）發(fā)現(xiàn)核酸堿基的主要成分：T、A、C、G；還證明核酸是由更簡(jiǎn)單的核苷酸組成的，而核苷酸則是依堿基、核糖、磷酸的順序連接而成錯(cuò)誤地認(rèn)為核酸結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，且此觀點(diǎn)得到當(dāng)時(shí)的廣泛認(rèn)同，所以科學(xué)家認(rèn)為核酸難以承擔(dān)復(fù)雜多樣的遺傳功能，而普遍傾向于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子蛋白質(zhì)是遺傳信息的載體第三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1928年英國(guó)細(xì)菌學(xué)家格里菲思（1877~1944）之謎---肺炎球菌實(shí)驗(yàn)

1944年美國(guó)細(xì)菌學(xué)家Avery的肺炎雙球菌實(shí)驗(yàn)，解開(kāi)此謎，并在世界是第一次證明遺傳基因在DNA上2.1.2遺傳物質(zhì)DNA的確認(rèn)第四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四死菌復(fù)活第五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

噬菌體的感染試驗(yàn)第六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1943年德裔美國(guó)生物學(xué)家、物理學(xué)家德?tīng)柌紖慰?，意大利裔美?guó)生物學(xué)家盧里亞，美國(guó)遺傳學(xué)家赫爾希合作發(fā)現(xiàn)了病毒的復(fù)制機(jī)制；1952年，又分別發(fā)現(xiàn)上述復(fù)制機(jī)制中起決定性作用的遺傳物質(zhì)是DNA---1969年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)2.1.2遺傳物質(zhì)DNA的確認(rèn)從遺傳學(xué)觀點(diǎn)看，染色體中的蛋白質(zhì)是“多余”的；RNA只在那些不含DNA的病毒中起著決定性的作用；大部分生物的遺傳功能主要是由DNA承擔(dān)的第七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.2核酸的分子組成及結(jié)構(gòu)2.2.1核酸的分子組成2.2.2核酸的分子結(jié)構(gòu)2.2.3DNA的復(fù)制第八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.2.1核酸的分子組成有兩大類：脫氧核糖核酸DNA

核糖核酸RNA以核苷酸為單位的多聚體主要存在于細(xì)胞核的染色體上，細(xì)胞質(zhì)中少量核、質(zhì)中都有；大部分集中在核仁上每個(gè)核苷酸由核糖、磷酸和含氮堿基組成第九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四核糖D-核糖D-2-脫氧核糖HH1CH2OHOOHHOHOHH2345HH1CH2OHOOHHHOHH2345第十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四磷酸POOOHOHH1CH2

OOHHHH2345HH1CH2

OOHHHOHH2345POOHOHOHHH1CH2OHOOHHHOHH2345HH1CH2OHOOHHHOHH2345第十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四堿基腺嘌呤A和鳥(niǎo)嘌呤G胞嘧啶C、胸腺嘧啶T和尿嘧啶UDNA：A、T、C、GRNA：A、U、C、G第十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四核苷DNA核糖與堿基結(jié)合，成為核苷腺嘌呤脫氧核苷脫氧核糖A胞嘧啶脫氧核苷脫氧核糖C胸腺嘧啶脫氧核苷脫氧核糖T鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷脫氧核糖G第十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四核苷RNA腺嘌呤核苷核糖A胞嘧啶核苷核糖C尿嘧啶核苷核糖U鳥(niǎo)嘌呤核苷核糖G第十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四核苷酸DNA核苷與磷酸結(jié)合，成為核苷酸A腺嘌呤脫氧核苷酸G鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸T胸腺嘧啶脫氧核苷酸C胞嘧啶脫氧核苷酸第十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四核苷酸RNAA腺嘌呤核苷酸G鳥(niǎo)嘌呤核苷酸U尿嘧啶核苷酸C胞嘧啶核苷酸第十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.2.2核酸的分子結(jié)構(gòu)遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)怎樣？如何傳遞遺傳信息的？第十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1933年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、奧地利物理學(xué)家薛定鍔---量子力學(xué)理論的創(chuàng)建人之一，經(jīng)常到各高等學(xué)府舉辦講座，其中包括生命科學(xué)的系列講座，預(yù)言生命科學(xué)的理論與方法正面臨著重大的突破，它的研究深度將從生命的表面現(xiàn)象和細(xì)胞的層次，深入到分子水平；還提出將物理學(xué)、化學(xué)的理論與方法引進(jìn)生命科學(xué)的研究中“喚起生物學(xué)革命的小冊(cè)子”—生命是什么第十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四影響廣泛，大批年輕的物理學(xué)家或物理專業(yè)的大學(xué)生被吸引到生命科學(xué)的學(xué)習(xí)與研究之中1962年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的沃森、克里克和威爾金斯---DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1969年諾貝爾的盧里亞---發(fā)現(xiàn)噬菌體在細(xì)胞內(nèi)增殖過(guò)程中的作用1980年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的伯格---完成首次分子水平上的基因重組、創(chuàng)立現(xiàn)代基因工程技術(shù)1989年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的奧爾特曼等人---發(fā)現(xiàn)RNA的細(xì)胞催化功能第十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四美國(guó)加州理工學(xué)院的鮑林英國(guó)劍橋大學(xué)國(guó)王學(xué)院的富蘭克林與威爾金斯

英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的沃森與克里克探索DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的競(jìng)賽第二十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四美國(guó)著名化學(xué)家最早認(rèn)定DNA分子具有與氨基酸鏈類似的螺旋結(jié)構(gòu)；但錯(cuò)誤地認(rèn)為DNA分子由三股螺旋組成（1952.12）鮑林L.Pauling（1901-1994）1950年，首先闡明并發(fā)現(xiàn)氨基酸的螺旋狀結(jié)構(gòu)

第二十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四英國(guó)生物學(xué)家最早認(rèn)定DNA具有雙螺旋結(jié)構(gòu)

運(yùn)用X射線衍射技術(shù)拍攝到DNA照片，為探明其結(jié)構(gòu)提供了重要依據(jù)；還精確地計(jì)算出DNA分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的軸向與距離富蘭克林R.Franklin（1920-1958）第二十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四英國(guó)生物物理學(xué)家計(jì)算出DNA分子螺旋的直徑與長(zhǎng)度

威爾金斯M.H.F.Wikins（1916-）富蘭克林與威爾金斯還對(duì)DNA分子的結(jié)構(gòu)作出了確切而關(guān)鍵性的描述：磷酸根在螺旋的外側(cè)、堿基在螺旋的內(nèi)側(cè)。但未能跨出最后也是最關(guān)鍵的一步第二十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1951年提出一個(gè)三股螺旋DNA結(jié)構(gòu)的設(shè)想1953.2，通過(guò)威爾金斯看到富蘭克林拍的照片，激發(fā)靈感，確認(rèn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)及螺旋參數(shù)；采用了他們的判斷并加以補(bǔ)充：磷酸根在螺旋的外側(cè)構(gòu)成兩條多核苷酸的骨架，方向相反；堿基在螺旋內(nèi)側(cè)，兩兩對(duì)應(yīng)

克里克F.H.C.Crick和沃森J.D.Watson但富蘭克林當(dāng)即指出應(yīng)是雙螺旋，且含水量少算了一半（她估算每個(gè)核苷酸由8個(gè)水分子環(huán)繞）第二十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1953.4，在英國(guó)著名科學(xué)期刊《自然》發(fā)表論文，宣告DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的誕生---1962年共同獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1953.2.28，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型的誕生標(biāo)志著遺傳學(xué)由細(xì)胞水平向分子水平轉(zhuǎn)變第二十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四DNA的分子結(jié)構(gòu)由2條多核苷酸鏈組成右旋的雙螺旋結(jié)構(gòu)，且二條鏈走向相反堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸根和脫氧核糖骨架在螺旋的外側(cè)；堿基的平面與螺旋軸垂直，核糖的平面與堿基幾乎成直角第二十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四螺旋的直徑為2nm，相鄰兩堿基的距離為0.34nm，每10個(gè)核苷酸堿基繞螺旋轉(zhuǎn)一圈、螺距為3.4nm2條多核苷酸鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)的，其對(duì)應(yīng)堿基互補(bǔ)，A＝T、C≡U1952年，生物化學(xué)家查夫E.Chargaff報(bào)道了人、豬、羊、細(xì)菌、酵母菌等不同生物的DNA中，均有A、T、C、G，數(shù)量和相對(duì)比例不相同，但A:T＝

C:G＝1:1第二十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四RNA的分子結(jié)構(gòu)多個(gè)核糖核苷酸（磷酸、核糖、堿基）組成大部分是單鏈，但可折疊形成若干雙鍵區(qū)域（凡互補(bǔ)的堿基以氫鍵結(jié)合）堿基：A=U、C≡G大部分存在于細(xì)胞質(zhì)中，合成在細(xì)胞核中第二十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.2.3DNA的復(fù)制沃森和克里克在構(gòu)建DNA分子的結(jié)構(gòu)模型，已經(jīng)推測(cè)出DNA分子的復(fù)制模式1957年J.H.Taylor等人應(yīng)用放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶與放射自顯影技術(shù)，證明蠶豆根尖染色體的半保留復(fù)制；1958年M.Meselson和F.W.Stahl應(yīng)用重氮標(biāo)記與密度離心技術(shù)，證明大腸桿菌DNA的半保留復(fù)制1968年日本生化學(xué)家R.T.Okazki等人發(fā)現(xiàn)DNA是不“連續(xù)”復(fù)制的第二十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四第三十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四DNA雙鏈解開(kāi)，配對(duì)堿基間的氫鏈裂開(kāi)，堿基暴露，形成2條“模板鏈”

以母鏈為模板，游離核苷酸按互補(bǔ)配對(duì)的原則，在聚合酶的作用下，形成1條新鏈原來(lái)的1個(gè)雙螺旋DNA分子復(fù)制為2個(gè)雙螺旋分子（各含1母鏈、1子鏈）半保留復(fù)制第三十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四半保留復(fù)制DNA鏈的解開(kāi)與復(fù)制同步進(jìn)行，出現(xiàn)復(fù)制叉具有方向性：5'→3'是連續(xù)的，

3'→5'是不連續(xù)的（岡崎復(fù)制）復(fù)制的特點(diǎn)第三十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四以DNA鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下，把單個(gè)核苷酸連接到RNA引物（500～1000個(gè)核苷酸，位于DNA片段的5'端）上，合成一些短的片段（岡崎片段）岡崎片段在DNA連接酶的作用下，連接成與母鏈等長(zhǎng)且互補(bǔ)的新鏈（RNA引物脫掉）岡崎復(fù)制第三十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1957年，F(xiàn).H.C.Crick首次提出了蛋白質(zhì)合成的“中心法則”，DNA→RNA→蛋白質(zhì)；1958年，他又提出RNA在把氨基酸帶到肽鏈進(jìn)行生物合成的過(guò)程中，可能存在“受體”（后很快發(fā)現(xiàn)即為轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）1961年法國(guó)生物學(xué)家莫諾和生物化學(xué)家雅各布合作提出“信使核糖核酸mRNA”的概念，1965年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)遺傳信息是如何傳遞的？蛋白質(zhì)在合成過(guò)程中，要接收DNA的遺傳信息，但DNA是細(xì)胞核內(nèi)的物質(zhì)，而蛋白質(zhì)卻在細(xì)胞質(zhì)中，如何傳遞？第三十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1970年美國(guó)病毒學(xué)家特明、巴爾的摩各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶，發(fā)展和完善了中心法則---1975年諾貝爾獎(jiǎng)

中心法則揭示了遺傳物質(zhì)如何構(gòu)建生命物質(zhì)的一般規(guī)律

第三十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3基因的表達(dá)2.3.1基因的概念2.3.2遺傳密碼2.3.3DNA與蛋白質(zhì)的合成2.3.4中心法則及其發(fā)展2.3.5基因的作用與性狀表達(dá)第三十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3.1基因的概念---經(jīng)典遺傳學(xué)1866年孟德?tīng)柼岢觥斑z傳因子”，概念不十分清晰，常與遺傳性狀混淆1906年丹麥遺傳學(xué)家W.L.約翰遜提出“基因”

摩爾根等證實(shí)基因在染色體上，提出基因是突變的、交換的、功能的三位一體的最小單位。第三十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3.1基因的概念---現(xiàn)代遺傳學(xué)突變子：產(chǎn)生突變的最小單位，是基因中一個(gè)或幾個(gè)核苷酸；基因內(nèi)的各個(gè)突變子間有一定距離，因而彼此間能發(fā)生重組重組子：產(chǎn)生重組的最小單位，代表一個(gè)空間單位，有起點(diǎn)和終點(diǎn)，可以是若干個(gè)密碼子的重組，也可以是單個(gè)核苷酸的互換，如果是后者，重組子即為突變子第三十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3.1基因的概念---現(xiàn)代遺傳學(xué)順?lè)醋樱夯虻耐x詞，DNA的一段序列，負(fù)責(zé)傳遞遺傳信息，是決定一條多肽鏈的完整的功能單位；但它又是可分的，組成順?lè)醋拥暮塑账峥梢元?dú)自發(fā)生突變或重組，而且基因與基因之間還有相互作用（包含若干個(gè)重組子和突變子）第三十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3.2遺傳密碼3個(gè)連續(xù)堿基決定一種氨基酸，這3個(gè)連續(xù)堿基就構(gòu)成了一個(gè)功能單位（三聯(lián)體）三聯(lián)體密碼：1個(gè)三聯(lián)體作為1個(gè)密碼子，與一種氨基酸相對(duì)應(yīng)遺傳密碼：指在DNA分子中，有一定排列順序的三聯(lián)體密碼，它決定著蛋白質(zhì)中氨基酸的產(chǎn)生順序第四十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四美國(guó)物理學(xué)家G.Chargaff提出：堿基的不同組合可以決定氨基酸，且43=64比較合適；一種氨基酸可能不止一個(gè)密碼

1961年Crick、S.布倫納等人用噬菌體突變體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究密碼的比例和翻譯的機(jī)制。結(jié)果表明，密碼是以三聯(lián)體核苷酸的形式代表著20種不同的氨基酸，密碼有同義語(yǔ)，不只一個(gè)密碼代表著1個(gè)氨基酸破解遺傳密碼4種不同的堿基如何排列組合、編碼，表達(dá)出20種不同的氨基酸第四十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1961年德裔美國(guó)生物化學(xué)家M.W.尼倫貝格與馬太，首先在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)苯丙氨酸的密碼是RNA上的尿嘧啶，并得到單一苯丙氨酸組成的多肽長(zhǎng)鏈西班牙裔美生物化學(xué)家S.奧喬亞和尼倫貝格分別測(cè)定了各種氨基酸的遺傳密碼。到1963年，20種氨基酸的密碼都已測(cè)出巴基斯坦裔美生物化學(xué)家H.G.霍拉納則在60年代用化學(xué)方法，合成了64種可能的遺傳密碼，并測(cè)試了它們的活性，到1969年64種密碼的含意全部得到解答1968年獲諾貝爾獎(jiǎng)第四十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四遺傳密碼圖同一氨基酸可由幾種密碼決定（同義密碼子）簡(jiǎn)并現(xiàn)象：一個(gè)氨基酸有一個(gè)以上的三聯(lián)體密碼；密碼子稱為簡(jiǎn)并密碼子（簡(jiǎn)并密碼子中，前2個(gè)核苷酸都是相同的，第3個(gè)可變動(dòng)；不同的生物往往偏向于使用其中1種，這種被經(jīng)常使用的密碼子稱偏愛(ài)密碼子）第四十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四起始密碼：AUG除了編碼甲硫氨酸外，還是mRNA翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)的起始位置終止密碼：UAA

UAGUGA第四十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)密碼中的堿基：A、U、C、G第四十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3.3DNA與蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)錄：指以DNA雙鏈之一為模板合成mRNA的過(guò)程（按堿基互補(bǔ)原則進(jìn)行）翻譯：指mRNA上的遺傳密碼，轉(zhuǎn)譯成相應(yīng)的氨基酸，合成蛋白質(zhì)的過(guò)程第四十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四信使核糖核酸mRNA在細(xì)胞中含量較少，占RNA總量的5%20-200個(gè)核苷酸組成以DNA為模板，按堿基互補(bǔ)原則合成第四十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸t(yī)RNA以堿基互補(bǔ)原則，從DNA中轉(zhuǎn)錄出的單鏈分子量最?。?.7萬(wàn)），占RNA總量的10～

15%大小約75～

85個(gè)核苷酸功能：識(shí)別mRNA上的密碼、氨基酸20%堿基被特殊酶加工修飾為稀有堿基，無(wú)法配對(duì)，呈突環(huán)未修飾的普通堿基以氫鍵互補(bǔ)配對(duì)形成4個(gè)雙鏈區(qū)第四十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸t(yī)RNA的結(jié)構(gòu)以發(fā)夾式盤旋，形成三葉草狀的4個(gè)臂（雙鏈區(qū)），A=U、C≡G，非常穩(wěn)定的二級(jí)、三級(jí)結(jié)構(gòu)反密碼子臂：由5個(gè)堿基對(duì)組成反密碼子：指在反密碼子臂上的7個(gè)暴露的堿基環(huán)，與mRNA上的三聯(lián)體密碼相反同一種氨基酸可能由幾種tRNA搬運(yùn)，將這些可以接受相同氨基酸的tRNA，稱為同功tRNA第四十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四胸腺嘧啶臂：含5個(gè)堿基對(duì)和胸腺嘧啶環(huán)（7個(gè)暴露的堿基環(huán)）---識(shí)別核糖體的rRNA鳥(niǎo)嘌呤臂：含3～4個(gè)堿基對(duì)和鳥(niǎo)嘌呤環(huán)（8～12個(gè)暴露的堿基環(huán)）---識(shí)別氨基酸活化酶氨基酸臂：3'、5'末端的5～7個(gè)堿基對(duì)3'末端以CCA結(jié)尾，腺嘌呤核苷酸3'上的羥基是氨基酸的結(jié)合處---連接tRNA與氨基酸第五十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四核糖體核糖核酸rRNA---蛋白質(zhì)的合成中心占RNA總量的80%，分子量100萬(wàn)以上，與蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體從DNA上轉(zhuǎn)錄的一條互補(bǔ)核苷酸單鏈，以氫鍵形成廣泛的雙鏈區(qū)域；未配對(duì)的堿基，可識(shí)別mRNA、tRNA，一起聚合在核糖體上包括大、小亞基，由Mg2+結(jié)合，翻譯后又分開(kāi)第五十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四轉(zhuǎn)錄指以DNA雙鏈之一為模板合成mRNA的過(guò)程（按堿基互補(bǔ)原則進(jìn)行）RNA聚合酶辯認(rèn)起始位點(diǎn)，之后與模板DNA結(jié)合在結(jié)合區(qū)DNA雙鏈解開(kāi)，細(xì)胞核內(nèi)游離的核苷酸以3'→5'方向DNA鏈為模板配對(duì)，形成5'→3'方向的RNA短鏈第五十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四RNA鏈脫離，即成為mRNA拆開(kāi)的DNA雙鏈合攏，恢復(fù)原狀mRNA通過(guò)核膜微孔，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，附著在核糖體上第五十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄mRNA以DNA為模板，兩者暫時(shí)成雙鏈，隨即分開(kāi)脫離；且mRNA單鏈壽命短、不穩(wěn)定（即用即錄之后銷毀）有選擇性的轉(zhuǎn)錄個(gè)別片段轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)第五十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四翻譯指mRNA上的遺傳密碼，轉(zhuǎn)譯成相應(yīng)的氨基酸，合成蛋白質(zhì)的過(guò)程第五十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四tRNA上的氨基酸臂以CCA結(jié)尾，氨基酸結(jié)合在腺苷酸核糖的3‘羥基處，成為氨?；?tRNA核糖體的小亞基先結(jié)合到mRNA上，構(gòu)成一個(gè)起始復(fù)合體帶有活化的甲酰甲硫氨酸的tRNA進(jìn)入復(fù)合體，認(rèn)出起始密碼AUG，

tRNA上的反密碼子UAC與起始密碼結(jié)合帶有某一氨基酸的tRNA，進(jìn)入A位，卸下攜帶的氨基酸，并在肽基轉(zhuǎn)移酶的作用下，與P位上tRNA所帶的氨基酸形成肽鍵第五十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四P位上的tRNA卸完氨基酸后，從核糖體釋放出去A位上的tRNA則帶著接好的肽鏈，移到P位mRNA也在隨著tRNA分子的移動(dòng)而調(diào)整，新的mRNA不斷在A位暴露出肽鏈的延長(zhǎng)一直在進(jìn)行，直到A位上出現(xiàn)終止密碼（UAA、UAG、UGA），被終止因子識(shí)別后、水解肽鏈合成酶，將P位上的多肽鏈從tRNA上水解斷開(kāi)第五十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四多肽鏈被釋放到細(xì)胞質(zhì)中，卷曲折疊成蛋白質(zhì)核糖體、tRNA與mRNA分開(kāi)核糖體在啟動(dòng)因子的參與下，分解成大、小亞基，重新開(kāi)始新的蛋白質(zhì)的合成第五十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

A

G

C

U

G

A

C

G

G

U

U

U

DNA游離的核苷酸以DNA的一條鏈為模板合成RNA第五十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

A

G

C

U

G

A

C

G

G

U

U

U

DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)：A——U；T——C；C——G；T—A

RNA聚合酶

第六十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

A

G

C

G

A

C

G

G

U

U

U

U

組成

RNA的核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來(lái)

第六十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

G

C

G

A

C

G

G

U

U

U

U

A

第六十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

G

C

G

A

C

G

U

U

G

U

U

A

第六十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

G

C

G

A

C

G

U

G

U

U

A

U

第六十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

G

C

G

A

C

G

G

U

U

A

U

U

第六十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

G

C

G

A

C

G

G

U

U

A

U

U

A

第六十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

G

C

G

C

G

G

U

U

A

U

U

A

U

第六十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

G

G

C

G

G

U

U

A

U

U

A

U

C

第六十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

G

G

C

G

G

U

U

A

U

U

A

U

C

形成的

mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上

RNADNA第六十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

U

C

A

U

G

A

U

U

A

mRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔

DNAmRNA在細(xì)胞核中合成第七十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

G

T

AC

A

A

A

T

U

C

A

U

G

A

U

U

A

mRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)第七十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四U

C

A

U

G

A

U

U

A

mRNA

密碼子

密碼子

密碼子

密碼子

密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基第七十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

亮氨酸

天門冬酰胺

A

A

U

A

C

UA

U

G

異亮氨酸

氨基酸

轉(zhuǎn)運(yùn)

RNA（tRNA)第七十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

tRNA的一端運(yùn)載著氨基酸

A

A

U

亮氨酸

天門冬酰氨

UCAA

U

G

異亮氨酸

反密碼子

第七十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四U

C

A

U

G

A

U

U

A

mRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)中的mRNA第七十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四U

C

A

U

G

A

U

U

A

核糖體

mRNA與核糖體結(jié)合.A

A

U

亮氨酸

天門冬酰氨

UCA第七十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四U

C

A

U

G

A

U

U

A

tRNA上的反密碼子與

mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)

.

天門冬酰氨

UCAA

A

U

亮氨酸

第七十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四U

C

A

U

G

A

U

U

A

tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到

mRNA上的相應(yīng)位置

A

A

U

亮氨酸

天門冬酰氨

UCAA

U

G

異亮氨酸

第七十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

天門冬酰氨

UCAU

C

A

U

G

A

U

U

A

兩個(gè)氨基酸分子縮合

縮合A

A

U

亮氨酸

A

U

G

異亮氨酸

第七十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四U

C

A

U

G

A

U

U

A

A

A

U

亮氨酸

天門冬酰氨

UCAA

U

G

異亮氨酸

核糖體隨著

mRNA滑動(dòng),另一個(gè)

tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子配對(duì)

第八十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四U

C

A

U

G

A

U

U

A

A

A

U

亮氨酸

一個(gè)個(gè)氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)

天門冬酰氨

UCAA

U

G

異亮氨酸

第八十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四U

C

A

U

G

A

U

U

A

A

A

U

亮氨酸

tRNA離開(kāi)，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸

天門冬酰氨

UCAA

U

G

異亮氨酸

第八十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四A

U

G

異亮氨酸

以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)

天門冬酰氨

UCAU

C

A

U

G

A

U

U

A

A

A

U

亮氨酸

第八十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3.4中心法則及其發(fā)展DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制表現(xiàn)催化活性第八十四頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.3.5基因的作用與性狀表達(dá)任何生物的性狀，是遺傳和環(huán)境因素共同影響的結(jié)果生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有全套的遺傳信息，同一個(gè)體在發(fā)育過(guò)程中形成不同器官，行使各自的功能，是由于不同細(xì)胞選擇了各自所需要的遺傳密碼進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯基因→酶的合成→新陳代謝→形態(tài)結(jié)構(gòu)

↘生理機(jī)能第八十五頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.4基因工程2.4.1基因工程的概念及原理2.4.2基因工程的研究進(jìn)展第八十六頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四2.4.1基因工程的概念及原理采用類似工程建設(shè)的方法，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的方法、按照人們的意志，通過(guò)對(duì)遺傳物質(zhì)的直接操作、一定的程序，將目的基因從一種生物細(xì)胞中提取出，在離體條件下，用工具酶加以剪切、組合、拼接，構(gòu)成重組的基因；再將人工重組的基因，轉(zhuǎn)化到適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中、復(fù)制增殖，然后借助生物或理化的方法將外源基因?qū)氲搅硪环N植物細(xì)胞中第八十七頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1972年Berg的DNA體外重組實(shí)驗(yàn)，建立基因工程---1980年諾貝爾獎(jiǎng)遺傳學(xué)進(jìn)入更高的發(fā)展階段---人工定向控制遺傳性狀第八十八頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四1970年從細(xì)菌中分離出識(shí)別DNA分子中的特異堿基序列、并切斷的水解酶專切別人、不切自己限制性內(nèi)切酶第八十九頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四限制性內(nèi)切酶切開(kāi)質(zhì)粒第九十頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四大腸桿菌連接酶T4DNA連接酶DNA連接酶第九十一頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四運(yùn)載和保護(hù)外源DNA分子，使目的基因順利地進(jìn)入受體細(xì)胞，并在其內(nèi)復(fù)制和表達(dá)常用的為經(jīng)改建的質(zhì)粒及某些病毒（噬菌體）載體第九十二頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四抗病毒基因抗蟲(chóng)基因除草劑抗性基因育種中常用的目的基因改變植物花色的基因第九十三頁(yè)，共一百二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四基