生命的延續(xù)—繁殖與遺傳第1頁(yè)/共207頁(yè)第一節(jié)繁殖方式無性生殖:不涉及性別，沒有配子參加，不經(jīng)過受精過程，直接由母體形成新個(gè)體的繁殖方式有性生殖和減數(shù)分裂有性生殖：通過兩性細(xì)胞融合為一，成為合子受精卵，發(fā)育成新一代的生殖方式，是生物界普遍的生殖方式兩性細(xì)胞通過減數(shù)分裂（Ⅰ期、Ⅱ期）產(chǎn)生第2頁(yè)/共207頁(yè)精原細(xì)胞初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂次級(jí)精母細(xì)胞1個(gè)精原細(xì)胞1個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞染色體復(fù)制四分體同源染色體分離染色體減半減數(shù)第一次分裂(2N)(2N)(N)第3頁(yè)/共207頁(yè)減數(shù)第二次分裂精細(xì)胞精子次級(jí)精母細(xì)胞2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞4個(gè)精細(xì)胞4個(gè)精子著絲點(diǎn)分裂姐妹染色單體分開變形減數(shù)第二次分裂(N)(N)(N)第4頁(yè)/共207頁(yè)檢測(cè)未出生的嬰兒家族遺傳病；35歲以上的孕婦生下患唐氏綜合癥的嬰兒的幾率大大增高。羊膜穿刺手術(shù)絨毛膜取樣手術(shù)第5頁(yè)/共207頁(yè)第二節(jié)染色體遺傳學(xué)說

三大遺傳定律孟德爾定律的延伸性別決定人類性連鎖遺傳第6頁(yè)/共207頁(yè)一、三大遺傳定律孟德爾（Mendol，1822-1884）奧地利遺傳學(xué)家，遺傳學(xué)奠基人“遺傳因子”提出分離定律、自由組合定律第7頁(yè)/共207頁(yè)孟德爾遺傳定律

1.分離定律:一對(duì)等位基因在雜合的狀態(tài)下互不沾染，仍保持其獨(dú)立性，在配子形成時(shí)又各自分配到不同配子中去。第8頁(yè)/共207頁(yè)等位基因：位于同源染色體同一位置上的基因，決定著同一性狀Pab隱性等位基因PaB顯性等位基因同源染色體PP顯性等位基因同源aa隱性等位基因同源Bb雜合第9頁(yè)/共207頁(yè)1.分離律相對(duì)性狀是由遺傳因子控制的等位基因在雜合狀態(tài)下互不干擾，保持獨(dú)立性基因型1：2：1表型3：1？？？？第10頁(yè)/共207頁(yè)P(yáng)（親本）紫花×

白花F1（子一代）紫花（自花授粉）F2（子二代）紫花白花（705）（224）F2表型比例3：1AA？第11頁(yè)/共207頁(yè)為了確定P是雜合子還是純合子，讓P與隱性純合子雜交，這就叫測(cè)交

親代純隱性個(gè)體AAAa（紫花）Aa（紫花）（紫花）（白花）第12頁(yè)/共207頁(yè)2.自由組合定律2對(duì)非等位基因第13頁(yè)/共207頁(yè)2對(duì)非等位基因互不干擾YRYryRyrYRYYRRYYRrYyRRYyRrYrYYRrYYrrYyRrYyrryRYyRRYyRryyRRyyRryrYyRrYyrryyRryyrr9黃圓：3綠圓：3黃皺：1綠皺3：13：1YyRr第14頁(yè)/共207頁(yè)測(cè)交實(shí)驗(yàn)表明：F1代非等位基因在無相互作用情況下，形成配子時(shí)，獨(dú)立自由分配。第15頁(yè)/共207頁(yè)1902年，薩頓發(fā)現(xiàn)染色體在減數(shù)分裂時(shí)的行為與孟德爾遺傳因子的分離、組合之間存在平行對(duì)應(yīng)關(guān)系：孟德爾定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)染色體遺傳因子體細(xì)胞成對(duì)成對(duì)配子單倍單倍形成配子時(shí)，自由組合、自由分配第16頁(yè)/共207頁(yè)根據(jù)以上分析，薩頓等人提出遺傳基因是位于染色體上的假說，但當(dāng)時(shí)缺乏直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根和他的學(xué)生通過性連鎖實(shí)驗(yàn)，才完全證實(shí)了薩頓等人的假設(shè)是正確的第17頁(yè)/共207頁(yè)伴性遺傳摩爾根（Morgen，1866-1945）現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人以果蠅為實(shí)驗(yàn)材料設(shè)想能把果蠅的某一特征在子代只表現(xiàn)在雄性或雌性的某一實(shí)驗(yàn)組內(nèi)，就能說明決定這一特征的基因就位于某一染色體上第18頁(yè)/共207頁(yè)野生型果蠅的眼色是紅色的，有一天在摩爾根實(shí)驗(yàn)室卻發(fā)現(xiàn)了1只♂的白眼果蠅（突變）F2代中，雌性全部是紅眼，雄性紅眼、白眼各占一半白眼的果蠅全是雄性雌性♀

2雄性♂1第19頁(yè)/共207頁(yè)他假設(shè):控制紅眼的基因在X染色體上，記為＋，為顯性控制白眼的基因也在X染色體上，記為w，為隱性Y染色體上沒有與w等位的基因雜交圖可寫成:第20頁(yè)/共207頁(yè)控制果蠅白眼的基因是位于X染色體上第一次把一個(gè)特定的基因與一個(gè)特定的染色體聯(lián)系起來，確立了染色體遺傳理論摩爾根榮獲1933年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)第21頁(yè)/共207頁(yè)3.連鎖交換定律位于同一條染色體上的基因連在一起的伴同遺傳的現(xiàn)象——連鎖果蠅灰身B長(zhǎng)翅V連鎖，黑身b殘翅v連鎖完全連鎖第22頁(yè)/共207頁(yè)不完全連鎖兩對(duì)基因距離越近，交換機(jī)會(huì)就越小為什么用F1♀做測(cè)交實(shí)驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)基因交換現(xiàn)象，尚不清楚返回第23頁(yè)/共207頁(yè)基因連鎖圖測(cè)定基因間的距離——交換值法根據(jù)基因在染色體上有直線排列的規(guī)律，把每條染色體上基因排列的順序（連鎖群）制成圖稱為遺傳學(xué)圖，或基因連鎖圖作基因連鎖圖首先確定基因在染色體上的位置基因間的距離第24頁(yè)/共207頁(yè)連鎖圖雜種F1進(jìn)行測(cè)交時(shí)，如果其后代表型比例為1:1:1:1，說明是自由組合；如果親本型比例很高，重組型比例很低，說明它們是連鎖的重組頻率RF可用于測(cè)定測(cè)交后代中表現(xiàn)出的連鎖程度第25頁(yè)/共207頁(yè)F1代BbVv×bbvv配子BVBvbVbv×bvF2代

BbVvBbvvbbVvbbvv返回自由組合表型比例為1:1:1:1測(cè)交第26頁(yè)/共207頁(yè)RF以百分比表示，把百分比去掉即為圖距如：雜交后，計(jì)算w-y,1.5%；y-bi,5.4%；w-bi,6.9%基因連鎖圖：根據(jù)基因在染色體上有直線排列的規(guī)律，把每條染色體上基因排列的順序（連鎖群）制成圖也稱為遺傳學(xué)圖第27頁(yè)/共207頁(yè)孟德爾和摩爾根對(duì)現(xiàn)代遺傳學(xué)的貢獻(xiàn)是確立了染色體遺傳理論遺傳學(xué)三大定律分離律自由組合律連鎖互換律第28頁(yè)/共207頁(yè)孟德爾遺傳規(guī)律在理論和實(shí)踐上的意義孟德爾的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律是遺傳學(xué)中最基本、最重要的規(guī)律，后來發(fā)現(xiàn)的許多遺傳學(xué)規(guī)律都是在它們的基礎(chǔ)上產(chǎn)生并建立起來的。第29頁(yè)/共207頁(yè)1．理論應(yīng)用自由組合規(guī)律為解釋自然界生物的多樣性提供了重要的理論依據(jù)。

比如說，一對(duì)具有20對(duì)等位基因（這20對(duì)等位基因分別位于20對(duì)同源染色體上）的生物進(jìn)行雜交，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就至少有220＝1048576種。這可以說明現(xiàn)在世界生物種類為何如此繁多。分離規(guī)律幫助我們理解為什么近親不能結(jié)婚。

由于有些遺傳疾病是由隱性遺傳因子控制的，這些遺傳病在通常情況下很少會(huì)出現(xiàn)，但是在近親結(jié)婚（如表兄妹結(jié)婚）的情況下，他們有可能從共同的祖先那里繼承相同的致病基因，從而使后代出現(xiàn)病癥的機(jī)會(huì)大大增加。第30頁(yè)/共207頁(yè)思考題根據(jù)已學(xué)知識(shí)從基因和遺傳角度闡述自然界生物多樣性的原因。返回第31頁(yè)/共207頁(yè)2．實(shí)踐應(yīng)用雜交育種：可以有目的地將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，再經(jīng)過自交，不斷進(jìn)行純化和選擇，從而得到一種符合理想要求的新品種。第32頁(yè)/共207頁(yè)二、孟德爾定律的延伸生物性狀往往不是單一基因控制的，而是由若干基因相互作用的結(jié)果等位基因間的相互作用非等位基因之間相互作用第33頁(yè)/共207頁(yè)（一）等位基因間的相互作用1、不完全顯性2、復(fù)等位基因第34頁(yè)/共207頁(yè)1、不完全顯性

不完全顯性指一個(gè)基因?qū)α硪粋€(gè)基因顯性不完全，3種基因型表現(xiàn)出3種不同表型

孟德爾遺傳規(guī)律中相對(duì)性狀是受完全顯隱性基因控制的在自然界中，很多基因存在不完全顯性如植物的紅花和白花，兩者雜交出現(xiàn)粉紅色，說明紅對(duì)白是不完全顯性又如人類的由隱性等位基因（h）引起的高膽固醇血癥第35頁(yè)/共207頁(yè)2、并顯性并顯性是指一對(duì)等位基因中的兩個(gè)成員在雜合體中都顯現(xiàn)出來的遺傳現(xiàn)象如AB血型第36頁(yè)/共207頁(yè)3、復(fù)等位基因一個(gè)座位上（染色體上基因的位置）的基因，因突變而產(chǎn)生兩種以上的等位基因它們都影響同一性狀的狀態(tài)和性質(zhì)這個(gè)座位上的一系列等位基因總稱為復(fù)等位基因第37頁(yè)/共207頁(yè)1901年蘭德斯特勒發(fā)現(xiàn)了ABO血型系統(tǒng)。將人類的血型分為A型、B型和O型三種。隨后，他的學(xué)生又發(fā)現(xiàn)了AB型，形成了完整的ABO血型系統(tǒng)。除紅細(xì)胞型外，還有白細(xì)胞型、血小板型、血清型、紅細(xì)胞酶型等。人的血型系統(tǒng)第38頁(yè)/共207頁(yè)血型物質(zhì)：是劃分血型、決定血液特異性的依據(jù)。它不僅存在于紅細(xì)胞表面，而且存在于白細(xì)胞、血小板、血清以及紅細(xì)胞酶等當(dāng)中；不僅存在于血液中，而且存在于人體其他組織細(xì)胞、體液和分泌物、排泄物中；不僅存在于人體，而且廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物界。通常我們把血型物質(zhì)叫著血型抗原或凝集原，它能與相應(yīng)的抗體(又叫凝聚素)相結(jié)合，發(fā)生凝聚反應(yīng)，根據(jù)這種反應(yīng)，我們就可以進(jìn)行血型測(cè)定。第39頁(yè)/共207頁(yè)人的ABO血型人的ABO血型是由3個(gè)復(fù)等位基因決定的A、B對(duì)O是顯性，A、B是并顯性血型基因型抗原(紅細(xì)胞上)抗體(血清中)ABIAIBA、B—AIAi、IAIAAβ（抗B）BIBi、IBIBBα（抗A）Oii—α、β（抗A及抗B）含α抗體的血清可使具有A抗原紅細(xì)胞凝集；含β抗體的血清可使具有B抗原紅細(xì)胞凝集。第40頁(yè)/共207頁(yè)輸血最好輸同型血從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得知，紅細(xì)胞表面抗原性質(zhì)似乎比血清性質(zhì)更重要因此O型血（無A、B抗原）可以輸給任何血型的人不會(huì)發(fā)生不良反應(yīng)的原因：每次輸入量少（200ML）輸入緩慢第41頁(yè)/共207頁(yè)ABO血型的生物化學(xué)基礎(chǔ)H、h等位基因A抗原組成：N-乙酰氨基半乳糖（A物質(zhì)）連接于H物質(zhì)上

B抗原組成：半乳糖（B物質(zhì)）連接于H物質(zhì)上第42頁(yè)/共207頁(yè)孟買表型:如果個(gè)體是hh純合子，不能形成H物質(zhì)即使體內(nèi)有A、B基因產(chǎn)物，也不能形成A或B抗原O型血女子與A型血男子生下AB血型孩子的現(xiàn)象第43頁(yè)/共207頁(yè)關(guān)于決定Rh血型基因是否是等位基因一直存在爭(zhēng)議D抗原最為重要DD、Dd基因決定Rh+，在其紅細(xì)胞膜上有一種特殊的粘多糖dd基因決定Rh-，在紅細(xì)胞上無粘多糖人的Rh血型系統(tǒng)第44頁(yè)/共207頁(yè)在輸血中，如果Rh血型不合會(huì)發(fā)生溶血性輸血反應(yīng)，甚至造成受血者死亡Rh血型與新生兒溶血癥有關(guān)第45頁(yè)/共207頁(yè)（二）非等位基因之間相互作用互補(bǔ)作用：多個(gè)非等位基因同時(shí)存在時(shí)，才表現(xiàn)出某一性狀，這些基因稱為互補(bǔ)基因累加作用：同一個(gè)性狀有多個(gè)不等位基因控制，每個(gè)基因?qū)υ撔誀疃加杏绊懮衔恍?yīng)：一對(duì)等位基因受另一對(duì)等位基因的制約，并隨后者不同前者的表型而有所差異，后者即為上位基因，這一效應(yīng)稱為上位效應(yīng)第46頁(yè)/共207頁(yè)（三）基因多效性及多基因遺傳基因多效性

單一基因的多方面表型效應(yīng)，稱為基因多效性。一個(gè)基因多個(gè)表型第47頁(yè)/共207頁(yè)第48頁(yè)/共207頁(yè)多基因遺傳

多基因遺傳是指兩個(gè)或多個(gè)基因座位上的基因?qū)δ骋槐硇吞卣魉a(chǎn)生的累加效應(yīng)。多個(gè)基因一個(gè)表型如：身高、膚色的決定第49頁(yè)/共207頁(yè)三、性別決定生物體雌雄性別決定由性染色體決定第50頁(yè)/共207頁(yè)哺乳動(dòng)物的性別決定XX——雌性XY——雄性Y染色體在性別決定中起決定性的作用第51頁(yè)/共207頁(yè)性質(zhì)X染色體Y染色體堿基對(duì)/百萬15023基因數(shù)量~1098~78富含的基因早期精子形成基因、腦基因、卵巢基因、胎盤基因精子形成基因不足的基因晚期精子形成基因大多數(shù)種類基因人類性染色體某些性質(zhì)比較第52頁(yè)/共207頁(yè)巴氏小體和劑量補(bǔ)償效應(yīng)1949年巴爾（Barr）和伯特倫（Bertran）觀察到公貓和母貓間期細(xì)胞核之間有形態(tài)學(xué)上的差別在緊貼核膜上有一個(gè)染色很深的小體，在母貓細(xì)胞核中出現(xiàn)的頻率要比公貓高得多后來發(fā)現(xiàn)在其他許多哺乳動(dòng)物中都有相同的性區(qū)別在人類中，正常女性間期體細(xì)胞中都存在Barr小體第53頁(yè)/共207頁(yè)1961年賴昂（Lyon）提出假說女性體細(xì)胞中，只有一條X染色質(zhì)有活性，另一條無活性，在間期細(xì)胞核中呈異固縮狀態(tài)，上面大多數(shù)基因失活，致使男女之間基因差異得以彌補(bǔ)無論是雌性還是雄性體細(xì)胞中都只有一條有活性的X染色質(zhì)，稱劑量補(bǔ)償效應(yīng)這樣在男女細(xì)胞中性連鎖基因產(chǎn)物在數(shù)量上就基本相等了異固縮的X染色質(zhì)可來自父親，或來自母親，隨機(jī)失活在胚胎發(fā)育早期即出現(xiàn)異固縮，在分裂后所產(chǎn)生的子代細(xì)胞中持續(xù)存在第54頁(yè)/共207頁(yè)X染色質(zhì)上存在失活中心Xic，在Xic同一區(qū)域內(nèi)還存在Xist、Tsix、Xite三個(gè)基因基因Xist只在失活的X染色質(zhì)上表達(dá)只轉(zhuǎn)錄功能性RNA分子，并與Xic位點(diǎn)相互作用，引起Xic構(gòu)像改變，易于結(jié)合蛋白因子，最終導(dǎo)致X染色質(zhì)失活Tsix和Xite基因確保Xist正確表達(dá)，且負(fù)責(zé)選擇哪條X染色體失活失活中心X染色質(zhì)隨機(jī)失活的分子機(jī)制第55頁(yè)/共207頁(yè)男性Y染色體功能退化英國(guó)牛津大學(xué)人類遺傳學(xué)教授布賴恩·塞克斯宣稱，由于男性獨(dú)有的Y染色體無法自行修復(fù)基因變異造成的損傷，正在隨著人類的發(fā)展而逐步退化，根據(jù)Y染色體逐步消亡的速度計(jì)算，他認(rèn)為大約12.5萬年后，男性也許就將從地球上滅絕，地球?qū)⒆儭芭畠簢?guó)”。第56頁(yè)/共207頁(yè)男性將從地球上消失？？

早在6年前，布賴恩·塞克斯教授就在《亞當(dāng)?shù)脑{咒》一書中闡述了男性可能會(huì)從地球上滅絕的驚人理論。塞克斯教授解釋說：“每一代人中，都有1%男人的Y染色體會(huì)產(chǎn)生基因變異，這會(huì)使他們的生育能力降低10%。由于無法自行修復(fù)基因變異造成的損傷，一代接一代遺傳下去，Y染色體消失，男性也許將會(huì)從地球上消失。”據(jù)最近的英國(guó)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，億萬年前Ｙ染色體剛剛形成時(shí)，它掌管著大約１５００個(gè)基因，但之后這一數(shù)量卻不斷減少?，F(xiàn)在的Y染色體就像一個(gè)風(fēng)燭殘年的老人，僅含幾十個(gè)基因。第57頁(yè)/共207頁(yè)研究人員稱，造成這種情況的主要原因是基因突變。由于Ｙ染色體是通過男性精子傳給下一代的，一個(gè)３０歲男性的精子ＤＮＡ復(fù)制次數(shù)，比卵子多了３５０次。而染色體每多復(fù)制一次，發(fā)生基因突變的可能性就大一點(diǎn)?；蛲蛔儠?huì)使新一代Ｙ染色體不能百分之百地遺傳上一代Ｙ染色體的功能，這樣，經(jīng)過一段時(shí)間后，原始Ｙ染色體的功能就會(huì)不復(fù)存在。第58頁(yè)/共207頁(yè)女性“單性”繁衍？？

塞克斯教授稱，即使地球上沒有男性存在，女性照樣可以通過“單性生殖”繼續(xù)繁衍。

塞克斯教授稱，英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究人員已經(jīng)掌握了通過男性骨髓細(xì)胞培育“人造精子”的技術(shù)，他們下一步計(jì)劃是通過女性骨髓細(xì)胞來培育“人造精子”。一旦實(shí)驗(yàn)成功，最多3到5年，女性就能獨(dú)自繁衍生育后代。不過，由于通過女性干細(xì)胞培育出來的“人造精子”缺少Y染色體，她們“單性繁衍”的后代將全部是女孩。第59頁(yè)/共207頁(yè)但是，有些科學(xué)家卻有著不同的看法。他們通過研究發(fā)現(xiàn)，Ｙ染色體可以通過復(fù)制其他染色體上的基因來補(bǔ)給自己的基因庫(kù)。

第60頁(yè)/共207頁(yè)基因測(cè)試——找回你的祖先

便利的基因測(cè)試工具讓普通人能找到自己的遠(yuǎn)古祖先?？茖W(xué)家們則嘗試著利用人類基因來尋找人類共同的祖先。人類相同的基因多達(dá)99.9％，因此，人類的共同點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于不同點(diǎn)。但正是剩下微不足道的0.1%幫我們追蹤到自己的祖先。第61頁(yè)/共207頁(yè)泄密的Y染色體

Y染色體在父子之間是近乎完整的傳遞，Y染色體為找尋男性家系的祖先提供了幫助。近年來，研究人員用Y染色體比較的方法，證實(shí)了非洲南部的Lemba部落是古猶太人的后裔。Y染色體上有一段序列是猶太人獨(dú)有的，在Lemba人中，這段序列出現(xiàn)的頻率幾乎相等。第62頁(yè)/共207頁(yè)四、人的性分化指雌性或雄性生殖器官發(fā)育，由個(gè)體的基因修飾所決定的第63頁(yè)/共207頁(yè)1、睪丸決定因子（TDF）

testis-determingfactor1959年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)Y染色體是決定人類及哺乳動(dòng)物的雄性表型1966年將雄性決定區(qū)定位于Y染色體短臂上20世紀(jì)80年代，證明人Y染色體短臂上存在睪丸決定因子（TDF），其基因表達(dá)產(chǎn)物為H-Y抗原有H-Y抗原——原始性腺發(fā)育成睪丸無H-Y抗原——原始性腺發(fā)育成女性生殖器官第64頁(yè)/共207頁(yè)2、SRY基因

sex-determingregionoftheY1990年發(fā)現(xiàn)SRY基因，雄性的性別決定基因，指Y染色體上具體決定生物雄性性別的基因片段如果XY的人其SRY基因一個(gè)關(guān)鍵堿基突變，就會(huì)變成女性，如果把SRY基因?qū)氡緛響?yīng)該是雌性的老鼠，可以使她變成雄性

編碼的蛋白是一種轉(zhuǎn)錄因子，性轉(zhuǎn)換因子第65頁(yè)/共207頁(yè)人的性分化不僅與基因有關(guān)，還與性激素及其受體是否正常有關(guān)第一個(gè)月人胚胎在形態(tài)學(xué)上是中性的，包含原始的卵巢和睪丸組織，性轉(zhuǎn)換因子決定分化以后的性別及第二性征發(fā)育依賴雌雄性激素作用第66頁(yè)/共207頁(yè)AIS雄性激素不敏感綜合癥——男假兩性人男性核型XY，表性為女性，身材優(yōu)美，腿長(zhǎng)，常被雇作模特患者即使使用雄性激素，性別也不能倒轉(zhuǎn)AIS與雄性激素受體（AR）的基因異常有關(guān)1988年，將AR基因定位于X染色體長(zhǎng)臂上女假兩性人是雄性激素分泌過多造成的3、AIS——雄性激素不敏感綜合癥第67頁(yè)/共207頁(yè)五、人類性連鎖遺傳X連鎖顯性遺傳X連鎖隱性遺傳Y連鎖遺傳第68頁(yè)/共207頁(yè)Ｘ連鎖的顯性遺傳病抗維生素Ｄ性佝僂病X連鎖顯性遺傳患病母親可將此病傳給其子或女，其患病率各50%患病父親只將病傳給女兒，患病率100%第69頁(yè)/共207頁(yè)X連鎖的隱性遺傳——色盲X連鎖隱性遺傳男性通過他的女兒傳給外孫——隔代遺傳第70頁(yè)/共207頁(yè)X連鎖的隱性遺傳——血友病X連鎖隱性遺傳后代1/4患病第71頁(yè)/共207頁(yè)Y連鎖遺傳(限雄遺傳)人類的耳道長(zhǎng)毛癥第72頁(yè)/共207頁(yè)染色體的數(shù)量變異（整倍體改變、非整倍體改變）染色體的結(jié)構(gòu)變異六、染色體畸變第73頁(yè)/共207頁(yè)1、染色體的數(shù)量變異有絲分裂中，染色體復(fù)制后細(xì)胞卻不分裂，造成染色體數(shù)目整組發(fā)生改變?nèi)鐭o籽西瓜、香蕉、黃花菜都是3倍體，普通小麥?zhǔn)?倍體人類中3倍體是較常見的異常核型，在自然流產(chǎn)的胎兒中占到323/4000但3倍體細(xì)胞在人的某些特定組織中卻是正常的，如肝、支氣管上皮和羊膜a.多倍體改變第74頁(yè)/共207頁(yè)b.非整倍體改變?nèi)旧w增加或減少幾條，形成非整倍體。Down氏綜合癥（21三體）：病因：47（2n+1),21號(hào)染色體多一條癥狀：眼裂小，舌常外伸并有舌裂，掌紋異常，生長(zhǎng)遲緩，智力低下群體發(fā)病率1/650

第75頁(yè)/共207頁(yè)Down氏綜合癥

（21三體綜合癥）病因：47（2n+1),21號(hào)染色體多一條第76頁(yè)/共207頁(yè)缺失、重復(fù)、倒位、易位2、染色體的結(jié)構(gòu)改變第77頁(yè)/共207頁(yè)人類的貓叫綜合癥：第5號(hào)染色體短臂缺失患兒發(fā)出咪咪聲，耳位低下，智商低第78頁(yè)/共207頁(yè)第三節(jié)遺傳的分子基礎(chǔ)基因的概念和本質(zhì)基因的表達(dá)功能基因表達(dá)調(diào)控DNA損傷修復(fù)第79頁(yè)/共207頁(yè)一、基因的概念及本質(zhì)經(jīng)典遺傳學(xué)關(guān)于基因的概念：1882年，孟德爾“遺傳因子”學(xué)說1909年，W.Johansen(丹麥)首先使用“基因”一詞1925年，T.HMorgen證明基因是在染色體上呈直線排列的遺傳單位第80頁(yè)/共207頁(yè)

遺傳物質(zhì)的確定1、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2、噬菌體感染實(shí)驗(yàn)（32P、35S）3、煙草花葉病病毒重建因此得出結(jié)論：DNA是遺傳信息的載體極少數(shù)的病毒以RNA為遺傳物質(zhì)，如天花病毒、流感病毒等第81頁(yè)/共207頁(yè)分子遺傳學(xué)關(guān)于基因的概念：

1957年，S.Benzer用大腸桿菌T4噬菌體為材料，在DNA分子水平上，提出順反子的概念，證明基因是DNA分子上的一個(gè)特定區(qū)段，其功能是獨(dú)立的遺傳單位基因的概念：能夠轉(zhuǎn)錄并且表達(dá)為蛋白質(zhì)的DNA。第82頁(yè)/共207頁(yè)基因概念的進(jìn)一步發(fā)展：

結(jié)構(gòu)基因：可以編碼一個(gè)RNA分子或一條多肽鏈的一段DNA序列。（順反子）

調(diào)控基因：其產(chǎn)物參與調(diào)控其他結(jié)構(gòu)基因表達(dá)的基因。

重疊基因：同一個(gè)DNA序列可以參與編碼兩個(gè)以上的RNA或多肽鏈。

不連續(xù)基因：在一個(gè)基因內(nèi)，編碼序列與非編碼序列相間排列。

跳躍基因：可以在染色體上移動(dòng)位置的基因。

假基因：已經(jīng)喪失功能，但結(jié)構(gòu)還存在的DNA序列。第83頁(yè)/共207頁(yè)重疊基因不連續(xù)基因編碼的核苷酸順序攜帶著遺傳信息ATGCCGAGTCAGACTACGAGENE1GENE2插入順序編碼區(qū)mRNA:ACGUGGCCAGCCAA:ThrTry

Pro

Ala蘇氨酸色氨酸

脯氨酸

丙氨酸內(nèi)含子第84頁(yè)/共207頁(yè)基因、DNA、染色體的關(guān)系：基因——遺傳的基本功能單位DNA——基因的載體染色體——DNA的載體第85頁(yè)/共207頁(yè)人類基因組計(jì)劃（HGP）1986年，美國(guó)Dulbecco在《Science》上發(fā)表的一篇文章開始1990年正式啟動(dòng)，預(yù)計(jì)15年時(shí)間，投資30億美元美、英、法、德、日、中六國(guó)，我國(guó)是唯一的發(fā)展中國(guó)家，完成1%的測(cè)序工作2000年6月公布草圖，2002年完成第86頁(yè)/共207頁(yè)基因組（genome）：一個(gè)生物體的全部基因序列最簡(jiǎn)單的生物如SV40病毒的基因組僅含有5100堿基對(duì)（basepairbp）大腸桿菌基因組的大小為5700千堿基對(duì)（kbp）人的基因組則由大約3.0×109個(gè)bp組成,共有2.5萬個(gè)基因或更少第87頁(yè)/共207頁(yè)大多數(shù)生物以_______為遺傳物質(zhì)，少數(shù)生物以_______為遺傳物質(zhì)，所以_______是一切生物的遺傳物質(zhì)，其中______是主要的遺傳物質(zhì)。蛋白質(zhì)______（是，不是）遺傳物質(zhì)。DNARNA核酸DNA

不是第88頁(yè)/共207頁(yè)三、基因的表達(dá)功能第89頁(yè)/共207頁(yè)中心法則描述DNA、RNA、蛋白質(zhì)三者關(guān)系的過程稱為遺傳信息的中心法則。第90頁(yè)/共207頁(yè)（一）DNA的復(fù)制半保留復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制第91頁(yè)/共207頁(yè)1、DNA半保留復(fù)制當(dāng)細(xì)胞分裂，DNA進(jìn)行復(fù)制時(shí)，雙螺旋結(jié)構(gòu)解開而成為單鏈，用于合成新的互補(bǔ)鏈子代細(xì)胞出現(xiàn)新的DNA雙鏈，其中一股單鏈?zhǔn)菑挠H代完整地接受過來的另一股單鏈完全重新合成，且按堿基配對(duì)原則互補(bǔ)第92頁(yè)/共207頁(yè)DNA半保留復(fù)制的證據(jù)N14/N14—DNA輕鏈DNAN15/N15—DNA重鏈DNA第93頁(yè)/共207頁(yè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果預(yù)期的結(jié)果一致，說明克里克等所做的假設(shè)正確DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制第94頁(yè)/共207頁(yè)復(fù)制叉——復(fù)制開始后由于DNA雙鏈解開，在兩股單鏈上進(jìn)行復(fù)制，形成在顯微鏡下可看到的叉狀結(jié)構(gòu)，稱為復(fù)制叉2、DNA復(fù)制過程復(fù)制叉一條模板鏈為3′5′前導(dǎo)鏈復(fù)制方向?yàn)?′3′一條模板鏈為5′3′隨后鏈復(fù)制方向?yàn)?′5′？？第95頁(yè)/共207頁(yè)第96頁(yè)/共207頁(yè)a、解旋拓?fù)洚悩?gòu)酶DNA解鏈酶單鏈DNA結(jié)合蛋白第97頁(yè)/共207頁(yè)b、引發(fā)DNA聚合酶合成方向5′3′DNA聚合酶不能發(fā)動(dòng)新鏈的合成，只能延長(zhǎng)已存在的DNA鏈DNA復(fù)制時(shí)，先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物，再由DNA聚合酶Ⅲ從RNA引物3’-OH端開始合成新的DNA新鏈第98頁(yè)/共207頁(yè)5′3′隨后鏈形成岡崎片段這些不連續(xù)片段只存在與DNA復(fù)制叉上其中的一股。后來就把這些不連續(xù)的片段稱為岡崎片段隨后鏈需要多個(gè)引物c、岡崎片段與半不連續(xù)復(fù)制第99頁(yè)/共207頁(yè)d、終止由DNA聚合酶Ⅰ切除RNA引物由RNAH降解RNA引物并由DNA聚合酶Ⅰ將缺口補(bǔ)齊再由DNA連接酶將岡崎片段連在一起形成大分子DNA第100頁(yè)/共207頁(yè)第101頁(yè)/共207頁(yè)復(fù)制過程中各種酶和蛋白質(zhì)因子第102頁(yè)/共207頁(yè)

Ⅰ

岡崎片段RNA引物切除缺口填補(bǔ)DNA聚合酶Ⅱ

修復(fù)DNA

Ⅲ合成新鏈，連接、校對(duì)、更換核苷酸第103頁(yè)/共207頁(yè)1.復(fù)制的時(shí)間有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂前的間期2.復(fù)制的場(chǎng)所:主要在細(xì)胞核內(nèi)3.復(fù)制的特點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制4.復(fù)制的方式:半保留復(fù)制5.DNA分子準(zhǔn)確的保證獨(dú)特的雙螺旋結(jié)核提供精確模板堿基互補(bǔ)配對(duì)保證準(zhǔn)確復(fù)制第104頁(yè)/共207頁(yè)真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)作用：保護(hù)染色體末端免受損傷，使染色體保持穩(wěn)定與核纖層相連，使染色體得以定位

3、真核生物的端粒第105頁(yè)/共207頁(yè)端粒本身沒有任何密碼功能，它就像一頂高帽子置于染色體頭上。細(xì)胞每分裂一次，染色體頂端的端粒就縮短一次，當(dāng)端粒不能再縮短時(shí)，細(xì)胞就無法繼續(xù)分裂了。這時(shí)候細(xì)胞也就到了普遍認(rèn)為的分裂100次的極限并開始死亡。因此，端粒被科學(xué)家們視為“生命時(shí)鐘”?？茖W(xué)家由此又開始研究精子和癌細(xì)胞內(nèi)的染色體端粒是如何長(zhǎng)時(shí)間不被縮短的原因。端粒酶在人體內(nèi)的奇特作用：除了人類生殖細(xì)胞和部分體細(xì)胞外，端粒酶幾乎對(duì)其他所有細(xì)胞不起作用，但它卻能維持癌細(xì)胞端粒的長(zhǎng)度，使其無限制擴(kuò)增。

第106頁(yè)/共207頁(yè)圖中一、二、三表示DNA復(fù)制的過程：①一表示______，這一過程中，DNA分子在_________的作用下，兩條扭成螺旋的長(zhǎng)鏈開始解開。②二表示以母鏈為模板進(jìn)行堿基配對(duì)。每條母鏈在一些______________的作用下，鏈上的堿基按照______________原則與周圍環(huán)境中游離的_____________來配對(duì)。③三表示_____________________。

解鏈解鏈酶DNA聚合酶堿基互補(bǔ)配對(duì)脫氧核苷酸形成兩條DNA子鏈第107頁(yè)/共207頁(yè)（二）RNA的轉(zhuǎn)錄和加工第108頁(yè)/共207頁(yè)1、轉(zhuǎn)錄（不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄）轉(zhuǎn)錄——生物體以DNA為模板合成RNA的過程轉(zhuǎn)錄所需的酶叫RNA聚合酶（依賴DNA的RNA聚合酶）RNA聚合酶合成方向?yàn)?’→3’第109頁(yè)/共207頁(yè)轉(zhuǎn)錄過程

啟動(dòng)子+轉(zhuǎn)錄因子+RNA聚合酶（轉(zhuǎn)錄酶）

啟動(dòng)子：DNA鏈上的一段特定的核苷酸序列第110頁(yè)/共207頁(yè)RNA聚合酶Ⅱ（轉(zhuǎn)錄酶）結(jié)合到DNA之前，一些轉(zhuǎn)錄因子能識(shí)別TATA盒，并與之結(jié)合RNA聚合酶Ⅱ與啟動(dòng)子結(jié)合之后，另一些轉(zhuǎn)錄因子再與之結(jié)合，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物位于啟動(dòng)子中的轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近的DNA雙螺旋鏈解螺旋第111頁(yè)/共207頁(yè)RNA聚合酶（轉(zhuǎn)錄酶）結(jié)合到DNA上，向前移動(dòng)，使DNA雙鏈漸漸解開以其中具有轉(zhuǎn)錄活性的一條鏈（3’5’）為模板，將游離的核苷酸單體AGCU按堿基互補(bǔ)原則合成RNA分子鏈轉(zhuǎn)錄后的DNA區(qū)域又重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)模板鏈3’5’3’5’第112頁(yè)/共207頁(yè)轉(zhuǎn)錄時(shí)只需轉(zhuǎn)錄那些分化細(xì)胞所需的信息對(duì)紅細(xì)胞，需要血紅蛋白才能起到運(yùn)送氧氣的作用，因此必須從DNA上轉(zhuǎn)錄下血紅蛋白基因?qū)σ葝u細(xì)胞，需要轉(zhuǎn)錄的是指導(dǎo)合成胰島素的基因第113頁(yè)/共207頁(yè)5’3’RNA聚合酶合成方向均為5’→3’方向丙氨酸纈氨酸組氨酸纈氨酸第114頁(yè)/共207頁(yè)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較相同點(diǎn)：1.都以DNA為模板

2.原料為核苷酸

3.合成方向均為5′→3′方向

4.都需要依賴聚合酶

5.遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律

6.產(chǎn)物為多聚核苷酸鏈第115頁(yè)/共207頁(yè)不同點(diǎn)復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板兩股鏈均為模板模板鏈為模板聚合酶DNA聚合酶RNA聚合酶產(chǎn)物子代DNA雙鏈mRNA、tRNA、rRNA配對(duì)A-T,G-CA-U,T-A,G-C引物RNA引物—方式半保留復(fù)制不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄第116頁(yè)/共207頁(yè)

2、轉(zhuǎn)錄后的修飾第117頁(yè)/共207頁(yè)A、真核生物mRNA的特點(diǎn)hnRNA（核不均一RNA）加工、拼接真核生物mRNA一般只含有一個(gè)基因，編碼產(chǎn)物為單順反子真核生物的RNA聚合酶必須在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)助下進(jìn)行轉(zhuǎn)錄第118頁(yè)/共207頁(yè)真核生物mRNA前體的剪接首、尾的修飾

5′--端加帽(m7GpppG)3′--端polyA尾巴的生成斷裂基因(splitgene)

外顯子(exon)

內(nèi)含子(intron)第119頁(yè)/共207頁(yè)第120頁(yè)/共207頁(yè)B、原核生物mRNA的特點(diǎn)原核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后不加工多順反子轉(zhuǎn)錄：幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄在一條mRNA鏈上由RNA聚合酶直接起始轉(zhuǎn)錄合成RNA轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)偶連，mRNA尚未轉(zhuǎn)錄完全，蛋白質(zhì)合成就已開始，壽命短第121頁(yè)/共207頁(yè)1964年，Temin提出逆轉(zhuǎn)錄假設(shè)1970年，Temin和Batiomore同時(shí)分別從致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶3、逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象和逆轉(zhuǎn)錄酶第122頁(yè)/共207頁(yè)逆轉(zhuǎn)錄病毒是只有一條單鏈RNA（核糖核酸）的病毒類的總稱，需在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下首先將RNA轉(zhuǎn)變?yōu)閏DNA，再在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等蛋白酶作用下擴(kuò)增的一類病毒。HIV病毒艾滋病毒是逆轉(zhuǎn)錄病毒類的一種RNA病毒，它可依附在T4淋巴細(xì)胞表面進(jìn)而侵入，并在其中通過逆轉(zhuǎn)錄酶的作用復(fù)制、繁殖，殺傷被感染的T4淋巴細(xì)胞，從而造成機(jī)體免疫缺陷的形成。第123頁(yè)/共207頁(yè)逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄活性

(RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶)RNaseH活性DNA聚合酶活性

(DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶)雜化雙鏈逆轉(zhuǎn)錄酶RNaseH整合宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄酶RNA模板單鏈DNA雙鏈DNAcDNA第124頁(yè)/共207頁(yè)艾滋病治療藥物：逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑第125頁(yè)/共207頁(yè)mRNA——模板（半衰期短）tRNA——搬運(yùn)工具rRNA——構(gòu)成核糖體作為蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所（含量最多）（三）蛋白質(zhì)的生物合成按細(xì)胞核中DNA指令，以mRNA為模板，用tRNA為運(yùn)載工具，在rRNA內(nèi)把細(xì)胞質(zhì)中氨基酸有序的排列起來的過程——蛋白質(zhì)的生物合成過程。此過程在遺傳學(xué)上稱為轉(zhuǎn)譯或翻譯。第126頁(yè)/共207頁(yè)自然界采用3個(gè)核苷酸作為一個(gè)密碼子來編碼一種氨基酸。這種遺傳密碼又稱為三聯(lián)密碼。4種核苷酸語(yǔ)言20種氨基酸語(yǔ)言遺傳密碼翻譯1、遺傳密碼最早的遺傳密碼是Nirenberg和Khorana分別60年代破譯的，后獲1968年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。第127頁(yè)/共207頁(yè)起始密碼第128頁(yè)/共207頁(yè)43=6461個(gè)編碼氨基酸的密碼子，包括1個(gè)起始密碼子AUG3個(gè)終止密碼子UAA、UAG、UGA第129頁(yè)/共207頁(yè)1.連續(xù)性2.簡(jiǎn)并性3.擺動(dòng)性4.通用性5.有起始子(AUG)

和終止子(UAG,UAA,UGA)遺傳密碼的特點(diǎn)第130頁(yè)/共207頁(yè)2、tRNA和氨基酰-tRNA穩(wěn)定的氨基酸經(jīng)過活化后才能參加蛋白質(zhì)合成氨基酰-tRNA合成酶具有絕對(duì)專一性氨基酸+tRNA氨基酰-tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATPAMP+PPi第131頁(yè)/共207頁(yè)tRNA的3--端CCA--OH是氨基酸的結(jié)合位點(diǎn)，形成氨酰tRNAtRNA的反密碼子環(huán)與mRNA的密碼配對(duì)結(jié)合核糖體

2HU環(huán)TΨC環(huán)反密碼環(huán)額外環(huán)aa接臂3’5’UAC識(shí)別mRNA分子上的密碼子AUG

第132頁(yè)/共207頁(yè)3、肽鏈的翻譯mRNA小亞基大亞基P位點(diǎn)A位點(diǎn)氨酰-tRNA結(jié)合位點(diǎn)肽酰-tRNA結(jié)合位點(diǎn)E位點(diǎn)，tRNA退出位點(diǎn)第133頁(yè)/共207頁(yè)遇到終止密碼停止翻譯過程肽酰轉(zhuǎn)移酶P186EPA第134頁(yè)/共207頁(yè)多聚核糖體在一條mRNA鏈上，多個(gè)核糖體呈串珠狀排列（間隔80個(gè)核苷酸），多個(gè)核糖體同時(shí)在一條mRNA上進(jìn)行翻譯大大加速蛋白質(zhì)合成的速度，提高了mRNA的利用率第135頁(yè)/共207頁(yè)蛋白質(zhì)合成示意圖第136頁(yè)/共207頁(yè)信號(hào)肽和信號(hào)肽的識(shí)別內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上多肽的糖基化修飾（四）多肽合成后的定向運(yùn)輸和翻譯后的加工切除N端信號(hào)肽形成二硫鍵磷酸化糖基化第137頁(yè)/共207頁(yè)高爾基體中多肽的糖基化修飾及多肽的分類原核生物：不能進(jìn)一步加工真核生物：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)一步加工第138頁(yè)/共207頁(yè)四、基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控是指與調(diào)節(jié)基因表達(dá)有關(guān)的所有機(jī)制原核生物基因表達(dá)調(diào)控（轉(zhuǎn)錄水平）真核生物基因表達(dá)調(diào)控（基因表達(dá)整個(gè)過程）第139頁(yè)/共207頁(yè)原核生物的基因表達(dá)調(diào)控主要通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控操縱子即基因表達(dá)的協(xié)調(diào)單位，包括結(jié)構(gòu)基因以及他們共同的控制區(qū)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。第140頁(yè)/共207頁(yè)P(yáng)——RNA酶結(jié)合的DNA序列，負(fù)責(zé)啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程O——結(jié)合阻遏物,是RNA酶能否通過的開關(guān)，控制轉(zhuǎn)錄速度I——由其產(chǎn)生阻遏蛋白，調(diào)節(jié)操縱基因（60年代初發(fā)現(xiàn)）第141頁(yè)/共207頁(yè)無誘導(dǎo)物（乳糖）時(shí)，阻遏轉(zhuǎn)錄1、乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)——誘導(dǎo)型操縱子第142頁(yè)/共207頁(yè)i基因POLacZLacYlacA有誘導(dǎo)物時(shí)阻遏物蛋白亞基阻遏蛋白誘導(dǎo)物無活性的阻遏蛋白轉(zhuǎn)錄翻譯β-半乳糖苷酶β-半乳糖苷通透酶β-半乳糖苷乙酰轉(zhuǎn)移酶mRNA有誘導(dǎo)物（乳糖）時(shí)β-半乳糖苷酶合成后，催化分解乳糖為半乳糖和葡萄糖。乳糖被分解后，又造成阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合，使結(jié)構(gòu)基因關(guān)閉第143頁(yè)/共207頁(yè)2、trp操縱子——阻遏型操縱子輔阻遏蛋白R(shí)NA聚合酶OPI基因EDCBA+色氨酸當(dāng)培養(yǎng)基中有足夠的trp時(shí)——trp結(jié)合輔阻遏蛋白阻斷轉(zhuǎn)錄，操縱子自動(dòng)關(guān)閉第144頁(yè)/共207頁(yè)真核生物的基因表達(dá)調(diào)控：DNA水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控翻譯水平的調(diào)控真核生物基因表達(dá)調(diào)控涉及基因表達(dá)的整個(gè)過程第145頁(yè)/共207頁(yè)DNA水平調(diào)控基因丟失基因擴(kuò)增基因重排第146頁(yè)/共207頁(yè)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子作用

一類能與DNA結(jié)合并刺激特定基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)蛋白與RNA聚合酶的核心啟動(dòng)子位點(diǎn)結(jié)合與特異基因的各種調(diào)控位點(diǎn)結(jié)合增強(qiáng)子含多重控制元件的DNA片段，調(diào)節(jié)遠(yuǎn)離它的基因(P191)沉默子

可減弱或抑制啟動(dòng)子的活性的DNA片段第147頁(yè)/共207頁(yè)組蛋白修飾

核小體組蛋白尾部發(fā)生高度乙?；?，染色質(zhì)松散，使DNA利于轉(zhuǎn)錄DNA甲基化修飾甲基化暫時(shí)關(guān)閉基因轉(zhuǎn)錄甲基化程度與基因轉(zhuǎn)錄強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)第148頁(yè)/共207頁(yè)可變RNA剪接

來自同一初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，經(jīng)過加工后產(chǎn)生兩種以上有功能的mRNA，就成為可變RNA剪接。mRNA降解

某些特殊的RNA分子或片段，與特定的mRNA結(jié)合后，通過mRNA降解，達(dá)到轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控作用。

miRNA：微小RNA

RNAi：

RNA干擾基因沉默轉(zhuǎn)錄后調(diào)控第149頁(yè)/共207頁(yè)第五節(jié)人類遺傳疾病遺傳病遺傳病的診斷和治療第150頁(yè)/共207頁(yè)一、遺傳病人類中約10%的人患有單基因遺傳病約20%的人患有多基因遺傳病、染色體病遺傳病是造成人類壽命縮短的主要因素第151頁(yè)/共207頁(yè)二、遺傳病診斷臨床水平細(xì)胞水平：染色體、細(xì)胞、組織檢查分子水平：檢測(cè)基因產(chǎn)物-蛋白質(zhì)、酶的量和活性檢測(cè)酶促反應(yīng)底物或產(chǎn)物的變化基因水平：核酸分子雜交法、PCR法、限制性內(nèi)切酶法、核酸測(cè)序法等第152頁(yè)/共207頁(yè)三、遺傳病的治療

基因治療從根本上治療遺傳病的方法反義療法核酶第153頁(yè)/共207頁(yè)1、基因治療①體外原位治療：從患者體內(nèi)取出帶有基因缺陷的細(xì)胞通過基因轉(zhuǎn)移進(jìn)行遺傳修正將經(jīng)過遺傳修正后的細(xì)胞進(jìn)行選擇和培養(yǎng)將修正后的細(xì)胞通過融合或移植的方法轉(zhuǎn)入患者第154頁(yè)/共207頁(yè)②體內(nèi)基因治療：通過轉(zhuǎn)移載體將具有治療功能的基因直接轉(zhuǎn)入病人的某一特定組織中

轉(zhuǎn)移載體化學(xué)療法與物理療法第155頁(yè)/共207頁(yè)轉(zhuǎn)移載體常用病毒作為基因轉(zhuǎn)移的載體基因轉(zhuǎn)移的方法主要有：重組RNA病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移重組DNA病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移第156頁(yè)/共207頁(yè)首例基因治療1990.9.144歲女孩患嚴(yán)重免疫缺陷癥(SCID)

缺乏腺苷酸脫氨酶(ADA)2-脫氧腺苷含量升高，有毒性，嚴(yán)重破壞免疫功能ADA基因通過LN逆轉(zhuǎn)錄病毒載體回輸病人淋巴細(xì)胞（靶細(xì)胞）第157頁(yè)/共207頁(yè)2、反義療法通過阻遏或降低目的基因的表達(dá)達(dá)到治療的目的引入目的基因的mRNA的反義序列與mRNA相配對(duì)后，用于翻譯mRNA的量就大大減少，因而合成的蛋白質(zhì)的量也相應(yīng)大大減少第158頁(yè)/共207頁(yè)3、核酶的基因治療核酶（ribozyme）是指具有催化裂解活性的RNA分子通過載體將核酶轉(zhuǎn)入細(xì)胞，特異性地切割有害基因第159頁(yè)/共207頁(yè)第六節(jié)基因工程DNA重組技術(shù)是在20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一項(xiàng)生物學(xué)高新技術(shù)是基因工程的核心第160頁(yè)/共207頁(yè)基因工程采用類似工程技術(shù)的方法，在離體條件下將特定的基因或DNA序列插入載體中，構(gòu)成重組DNA，再把它導(dǎo)入特定的生物細(xì)胞中，使外源基因在其中復(fù)制表達(dá)，制造出大量基因和基因產(chǎn)物，并改變受體生物的性狀。第161頁(yè)/共207頁(yè)過程1、目的基因的獲得及制取2、基因載體的選取3、DNA體外重組4、DNA重組體導(dǎo)入受體細(xì)胞5、重組體的篩選6、重組基因的表達(dá)基因工程的內(nèi)容第162頁(yè)/共207頁(yè)基因克隆示意圖第163頁(yè)/共207頁(yè)一、目的基因的獲得及制取第164頁(yè)/共207頁(yè)（一）目的基因獲得化學(xué)合成法基因組DNA文庫(kù)cDNA文庫(kù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR第165頁(yè)/共207頁(yè)DNA多聚鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1985年由美國(guó)Millus創(chuàng)立

PCR第166頁(yè)/共207頁(yè)操作步驟：1、加熱變性：將待擴(kuò)增的DNA置于94～95℃的高溫水浴中加熱5分鐘，使雙鏈DNA解鏈為單鏈DNA，分開的兩條單鏈作為擴(kuò)增的模板。2、退火：將加熱變性的單鏈DNA溶液的溫度緩慢下降至55℃，在這過程中將引物的堿基與單鏈模板DNA一端堿基互補(bǔ)配對(duì)。3、延伸：在退火的過程中，當(dāng)溫度下降至72℃時(shí)，在耐熱性TaqDNA多聚酶、適當(dāng)?shù)膒H和一定的離子強(qiáng)度下，引物堿基和模板DNA結(jié)合延伸成雙鏈DNA。第167頁(yè)/共207頁(yè)基因的擴(kuò)增技術(shù)

——鏈?zhǔn)綌U(kuò)增反應(yīng)5′3′3′5′5′3′3′5′+變性(94℃)復(fù)性(55℃)5′3′P13′5′+P2+P1P2合成（72℃）PCR經(jīng)60次循環(huán)，擴(kuò)增倍數(shù)為260第168頁(yè)/共207頁(yè)（二）制取將所需的基因從DNA上切割下來，所用的“手術(shù)刀”——限制性內(nèi)切酶內(nèi)切酶是存在于微生物體內(nèi)具有特異功能的酶類，是微生物作為區(qū)別自己與非己的DNA，近而降解非己的DNA分子的一種防衛(wèi)工具將之提取出來作為基因操作工具第169頁(yè)/共207頁(yè)一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有200多種。

粘性末端

粘性末端第170頁(yè)/共207頁(yè)限制性內(nèi)切酶特點(diǎn)：種類多極強(qiáng)的特異性，在特定的堿基順序位點(diǎn)上切開，出現(xiàn)兩種末端：粘性末端粘端平頭末端平端第171頁(yè)/共207頁(yè)二、基因載體的選取外源基因不易進(jìn)入宿主細(xì)胞，即使進(jìn)入也難以進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)，往往會(huì)被宿主細(xì)胞的內(nèi)切酶系統(tǒng)降解掉。必須尋找合適的載體，將外源目的基因重組到載體DNA上，組成重組體，再利用載體的生物學(xué)特性導(dǎo)入宿主，完成復(fù)制和表達(dá)。最常用的載體為：質(zhì)粒、噬菌體、病毒。第172頁(yè)/共207頁(yè)細(xì)菌、酵母菌和放線菌等生物細(xì)胞中染色體以外的雙鏈閉合環(huán)狀DNA分子。大小為1～200kb；能獨(dú)立于染色體外進(jìn)行自我復(fù)制，每個(gè)細(xì)胞中可含10～200個(gè)拷貝。其表型效應(yīng)主要有決定抗藥性，合成抗菌素，編碼限制或修飾酶等。

質(zhì)粒載體染色體質(zhì)粒第173頁(yè)/共207頁(yè)理想的質(zhì)粒拷貝數(shù)多篩選標(biāo)志：抗藥性基因：tcrr，ampr

藍(lán)白斑篩選合適的限制性內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)第174頁(yè)/共207頁(yè)pBR322EcoRⅠHindⅢBamHⅠAvaⅠPvuⅡSalⅠPstⅠOri

EcoRI是從大腸桿菌菌株EcoRRY13中取得的第一種限制酶HindШ是從流感嗜血桿菌中取得的第三種限制酶氨芐青霉素抗性基因四環(huán)素抗性基因復(fù)制起點(diǎn)第175頁(yè)/共207頁(yè)三、DNA體外重組外源基因與載體的連接（DNA連接酶）連接方式：粘性末端連接連接效率高平端連接連接效率低第176頁(yè)/共207頁(yè)第177頁(yè)/共207頁(yè)第178頁(yè)/共207頁(yè)DNA連接酶的作用過程第179頁(yè)/共207頁(yè)注意：目的基因制取及選擇質(zhì)粒時(shí)應(yīng)當(dāng)選取同一種限制性內(nèi)切酶或者兩種能夠產(chǎn)生相同粘性末端的內(nèi)切酶進(jìn)行切割。第180頁(yè)/共207頁(yè)重組之后的外源DNA還必須回到細(xì)胞內(nèi)才能復(fù)制和表達(dá)，顯示出生物學(xué)活性基因工程常用大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌為受體菌（宿主）四、重組DNA導(dǎo)入受體菌第181頁(yè)/共207頁(yè)重組體的導(dǎo)入方式有：接合轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)導(dǎo)顯微注射第182頁(yè)/共207頁(yè)接合作用通過細(xì)胞的直接接觸，使質(zhì)粒DNA從一個(gè)細(xì)胞（細(xì)菌）轉(zhuǎn)移至另一個(gè)細(xì)胞（細(xì)菌）第183頁(yè)/共207頁(yè)轉(zhuǎn)化作用通過自動(dòng)獲取或人為地供給外源DNA，使細(xì)胞或培養(yǎng)的受體細(xì)胞獲得新的遺傳表型的過程。制備感受態(tài)細(xì)胞

冷的氯化鈣處理，細(xì)胞處于最適攝取和容忍外來DNA的生理狀態(tài)第184頁(yè)/共207頁(yè)第185頁(yè)/共207頁(yè)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用通過病毒、溫和噬菌體介導(dǎo)，把特定的基因攜帶至受體細(xì)胞中。第186頁(yè)/共207頁(yè)(五)重組體的篩選培養(yǎng)基中加抗生素培養(yǎng)抗藥性標(biāo)志選擇第187頁(yè)/共207頁(yè)(六)克隆基因的表達(dá)表達(dá)載體有轉(zhuǎn)錄、翻譯的元件密碼子通用第188頁(yè)/共207頁(yè)重組基因工程菌應(yīng)用實(shí)例用基因工程大腸桿菌生產(chǎn)重組人表皮生長(zhǎng)因子用基因工程大腸桿菌生產(chǎn)膠原蛋白用重組酵母菌生產(chǎn)HBsAg，制造基因工程乙肝疫苗第189頁(yè)/共207頁(yè)習(xí)題遺傳圖復(fù)等位基因基因?qū)槠无D(zhuǎn)錄核內(nèi)不均一RNA第190頁(yè)/共207頁(yè)選擇題1、染色體的基本結(jié)構(gòu)單位是（）A、端粒B、核小體C、染色體纖維D、著絲粒2、孟得爾的測(cè)交是將未知基因型和（）雜交A、純合顯性B、純合隱性C、雜合體D、隨意第191頁(yè)/共207頁(yè)3、人的色盲基因?qū)儆冢ǎ〢、X連鎖顯性遺傳B、X連鎖隱性遺傳C、Y連鎖隱性遺傳D、Y連鎖顯性遺傳4、X、Y、Z是三個(gè)在同一條染色體上的基因，經(jīng)重組實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)的XY的重組率為40%，XZ的重組率為5%，YZ的重組率為35%，下列對(duì)基因順序描述正確的有（）A、基因順序?yàn)閄、Z、YB、基因順序Z、X、YC、ZY間距離比XZ間近D、XY間距離比XZ間近第192頁(yè)/共207頁(yè)1．注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（）

A．R型肺炎雙球菌

B．加熱殺死后的R型肺炎雙球菌

C．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌

D．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與R型細(xì)菌混合2．用噬菌體去感染體內(nèi)含32P的細(xì)胞，在細(xì)菌解體后含32P的是（）

A．子代噬菌體DNA

B．子代噬菌體所有部分

C．子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼

D．子代噬菌體不含32P第193頁(yè)/共207頁(yè)３．噬菌體外殼的合成原料直接來自于（）

A．細(xì)菌 B．噬菌體

C．原噬菌體外殼降解D．環(huán)境４.一個(gè)DNA分子自我復(fù)制后形成兩個(gè)DNA分子，這兩個(gè)新的DNA分子（）

A.分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成

B.兩條母鏈和兩條子鏈隨機(jī)結(jié)合而成

C.分別由一條子鏈及一條母鏈結(jié)合而成

D.一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結(jié)合第194