【正文】 分子的變異是密切聯(lián)系的。但細胞核里的蛋白質(zhì)并沒有相似的分布規(guī)律。 上篇 第七章 細胞質(zhì)遺傳與植物的雄性不育性 第一節(jié) 遺傳物質(zhì)的分子基礎 染色體的主要成分是 DNA和蛋白質(zhì)，雖然這兩種成分都在基因功能上起重要作用，但多數(shù)證據(jù)證明，基因的特性是由 DNA決定，或者說遺傳信息貯存于 DNA中。 (4)DNA通常只存在于細胞核染色體上，但某些能自體復制的細胞器，如線粒體、葉綠 體有其自己的 DNA。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 十六年后，阿委瑞（ Avery， ）等用生物化學方法證明了這種活性物質(zhì)是 DNA。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 二 核酸的化學結構與自我復制 （一）兩種核酸及其分布 核酸 (nucleic acids)是一種高分子化合物，其基本結構單位是核苷酸 (nueletide)。脫氧核苷酸是由堿基、脫氧核糖及磷酸連接起來構成的。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 這樣隨著 DNA雙分子螺旋的完全拆開，就逐漸形成了 2個新的 DNA分子，與原來的完全一樣。蛋白質(zhì)雖然種類繁多，但都以同樣的20種氨基酸為單元前后連結而成。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 DNA鏈上的脫氧核苷酸序列決定了它所控制的多肽鏈上的氨基酸序列。因此，第一個、第二個堿基比第三個堿基更為重要。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 2 翻譯 (translation) 翻譯是指攜帶著轉錄遺傳信息的 mRNA附著在核糖體 (ribosome)上，把由轉移核糖體 (tRNA)運轉來的各種氨基酸，按照 mRNA的密碼順序，相互連接起來成為多肽鏈，并進一步折疊起來成為立體蛋白質(zhì)分子。如果把 rRNA從核糖體上拿掉，就會發(fā)生塌陷。運送各種氨基酸的氨基酰 tRNA帶著自己所運送的氨基酸，用它們的反密碼子依次分別與附著在核糖體上的 mRNA的互補密碼子相結合，其次卸下它們運送的氨基酸，在轉肽酶的催化下，在核糖體上形成多肽鍵，隨著 mRNA逐漸移出核糖體，一條多肽鏈就逐漸被釋放出來。以后摩爾根及其同事們以果蠅、玉米為材料，經(jīng)過大量研究，建立了以基因和染色體為主體的經(jīng)典遺傳學。例如，在一個基因的區(qū)域內(nèi)，仍然可以劃分出若干個起作用的小單位。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 三 現(xiàn)代基因概念的新發(fā)展 —— 基因的多樣性 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 但 20世紀 70年代后，發(fā)現(xiàn) :所謂重疊基因、重復基因、間隔基因和跳躍基因的存在，使基因的概念又有了新的發(fā)展。假基因是與功能性基因密切相關的DNA序列，它的產(chǎn)生可能是由于相應的正?；蛉笔А⒉迦牒蜔o義突變失去閱讀框而不能編碼蛋白質(zhì)產(chǎn)物。為什么 T表現(xiàn)高莖，而 t表現(xiàn)為矮莖呢？研究表明，這主要是由于高莖品種中含有一種能促進莖部節(jié)間細胞伸長的物質(zhì) —— 赤霉素，而矮莖品種中則沒有這種物質(zhì)。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 基因工程可以繞過遠緣有性雜交的困難，利用無性的操作技術使基因在微生物、植物、動物等各大系統(tǒng)間進行交流，以便迅速地和定向地獲取人類所需要的新的生命類型，這樣就使遺傳學與育種學發(fā)展到一個新的階段。它們是基因工程中的基本工具，其中最重要的是限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA連接酶，其它常用工具酶包括 DNA多聚酶、反轉錄酶、核酸酶 H、堿性磷酸酶等。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 載體（ vector）是指能將目的基因的 DNA片段帶入宿主細胞并能進行擴增的一類 DNA分子。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 獲得目的基因的方法很多，但目前主要通過5條途徑獲?。? （ 1）從生物基因組群體中分離目的基因。聚合酶鏈式反應（polymerase chain reaction， PCR）是一種簡單的酶促反應，它以 DNA變性、復制的某些特性為原理設計的。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 。通過基因文庫的構建，就可以根據(jù)需要隨時從文庫中選擇目的基因。由于轉基因農(nóng)作物品種推廣和應用的時間還不長，對其可能帶來的負面作用特別是對人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響進行正確評價還需要時間。在目前的轉基因作物中，涉及品質(zhì)改良的占轉基因植物總數(shù)的 20%左右，包括番茄、大豆、小麥、水稻、玉米、土豆等一些主要的糧食和蔬菜品種在內(nèi)，有 30多種轉基因植物已經(jīng)批準商業(yè)生產(chǎn)。目前，抗蟲棉已經(jīng)在國內(nèi)外推廣種植，但是仍然不能排除 810年后出現(xiàn)抗性問題，以及新蟲害、新病害的出現(xiàn)。目前，抗蟲棉已經(jīng)在國內(nèi)外推廣種植，但是仍然不能排除 810年后出現(xiàn)抗性問題，以及新蟲害、新病害的出現(xiàn)。DNA 為什么能在個體發(fā)育申和代代相傳的過程申保持連續(xù)性和穩(wěn)定性 ? 6 山東昌濰農(nóng)業(yè)?？茖W校等編，作物遺傳與育種學，農(nóng)業(yè)出版社， 1992。 7 為什么 DNA能夠成為遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)則不能 ? 2例如，測定玉米籽粒由非甜粒變?yōu)樘鹆＃?Su→su ）的突變率，則用甜粒玉米純種（ susu）作母本，非甜粒玉米純種（ SuSu）先經(jīng)誘變處理，用處理后的花粉作父本進行雜交，若在雜交籽粒中出現(xiàn)甜粒玉米，則說明有部分 Su突變成了 su，甜粒數(shù)量占觀察總籽粒數(shù)的比例即為 Su基因的突變率。因而抗蟲基因工程在國內(nèi)外受到高度重視，是植物基因工程研究和應用的熱點。 20世紀 80年代中期開始除草劑抗菌素基因的轉移研究與抗性品種的開發(fā)。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 三、農(nóng)作物轉基因育種簡介 基因工程應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)生物技術領域中研究和開發(fā)最為活躍的部分。 平齊末端的連接。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 現(xiàn)代分子生物學發(fā)展到今天，人類基因組全序列已經(jīng)測出，并且越來越多的模式生物的基因組全序列正在被測出， PCR法已經(jīng)成為分離目的基因的主要手段。原核生物基因組較小，基因容易定位，用限制性內(nèi)切酶將基因組切成若干段后，直接用帶有標記的核酸探針，從中選出目的基因。 作為運載工具，載體必須具備三個條件：①在宿主細胞中能自我復制，并能穩(wěn)定地保存；②有多種限制性內(nèi)切酶的切點，每種酶的切點最好只有一個，且酶切后并不損壞其復制能力及選擇標志基因（ gene marker）的能力，并能嵌入外源 DNA片段；③具有可作為重組 DNA分子選擇的遺傳標志。 DNA是巨大分子，進行 DNA操作時，必須加以切割，這就需要限制性核酸內(nèi)切酶把 DNA鏈在特定部位切斷。 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 二、基因工程的操作過程 四川省高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目精品課程課件 基因工程技術包括三個基本要素：載體、工具酶和表達系統(tǒng)（原核或真核宿主細胞），其技術路線大致包括以下幾個操作程序：①準備材料。高莖豌豆中的 T基因具有特定的核苷酸序列，可以轉錄翻譯成正常的促進赤霉素合成的酶，使之產(chǎn)生了赤霉素，從而使細胞得以正常伸長，于是表現(xiàn)為高莖；矮莖豌豆的 t具有與 T不同的核苷酸序列，不能轉錄翻譯成促進赤霉素形成的酶，因而不能產(chǎn)生赤霉素，細胞便不能正常伸長，于是表現(xiàn)為矮莖。由于大部分