《遗传学》 丽江师范高等专科学校 生命科学系 王石华 博士/教授 410531564@qq.com
第二章 遗传物质的分子基础 第一节 DNA是主要遗传物质 第二节 DNA和RNA的化学结构 第三节 DNA的复制 第四节 RNA的转录和加工 第五节 遗传密码和蛋白质的翻译
第一节 DNA是主要遗传物质 一、遗传物质应具备的三种基本功能 1、复制功能（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） 2、表达功能（遗传物质必须控制生物体性状的发育和表达） 3、变异功能（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）
二、DNA作为遗传物质的间接证据 1、DNA含量的恒定性；配子中的DNA含量正好是体细胞的一半。 2、DNA代谢的稳定性。 3、基因突变与紫外线诱变波长的关系。 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260nm,与DNA所吸收的紫外线光谱是一致的，亦即在260nm处吸收最多。
三、DNA作为遗传物质的直接证据 1、肺炎双球菌的转化 2、噬菌体的感染 3、烟草花叶病毒的重建
第二节 DNA和RNA的化学结构 想要了解基因的化学本质，首先要考虑基因所在的染色体的化学成分。
一、两种核酸及其分布 核酸：一种高分子化合物，核苷酸的多聚体。有脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两类。 构成核酸的基本单元是核苷酸。核苷酸的构成： （1）五碳糖 （2）磷酸 （3）环状含氮碱基
构成核苷酸分子的碱基结构
核酸分子的化学结构
二、DNA的分子结构 1953，Watson和Crick根据： 提出了著名的DNA双螺旋结构模型。这个模型已为以后拍摄的电镜直观形象所证实。 碱基互补配对的规律 对DNA分子的X射线衍射成果 提出了著名的DNA双螺旋结构模型。这个模型已为以后拍摄的电镜直观形象所证实。 Watson（左） 陈章良（右）
（一）DNA的双螺旋结构 DNA分子模型最主要特点： 两条多核苷酸链以右手螺旋的形式，以一定的空间距离，环绕于同一轴相互盘旋而成。 反向平行：5’－3’，3’－5’ 两条单链间以碱基间氢键配对相连： 每个螺旋34Å (3.4nm)，含10bp，直径约为20Å 分子表面大沟和小沟交替出现
DNA分子的双螺旋结构模型
两条多核酸链间氢键相连
（二）DNA构型之变异 B－DNA：瓦特森和克里克提出的双螺旋构型，是DNA在生理状态下的构型。 A－DNA：在高盐下存在形式，右旋，每个螺圈含11bp。 Z－DNA:左旋，每个螺圈含12bp 其他构型
第三节 DNA的复制 一、DNA复制的一般特点 1、复制方式：半保留复制 2、复制起点：大多数细菌及病毒只有一个复制起点，一个复制子；真核生物是多起点的，多个复制子 3、复制方向：一般为双向复制
DNA半保留复制 氢键断裂 随着DNA分子双螺旋的完全拆开，就逐渐形成了两个新的DNA分子，与原来的完全一样。
二、原核生物DNA的复制 1、半保留复制，双向复制 2、有引物的引导，为RNA 3、延伸方向为5’－3’。 4、一条链一直从5’向3’方向延伸，称前导链，连续合成；另一条先沿5’－3’合成冈崎片段，再由连接酶连起来链，后随链，不连续合成。
三、真核生物DNA的复制 复制过程基本上与原核生物相同，但更复杂。 1、复制只发生在细胞周期的特定时期； 3、真核生物的复制为多个起点进行； 4、冈崎片段比原核生物的短； 5、核小体、端粒的复制。
四、RNA的复制 大多数RNA病毒的遗传物质RNA是单链的。
第四节 RNA的转录及加工 一、RNA分子的种类 1、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，完成基因表达过程中的遗传信息传递过程。（从细胞核——细胞质）
2、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。 3、rRNA：是组成核糖体的主要成分，核糖体是合成蛋白质的中心。 除了上述三种主要的RNA外，还有小核RNA（snRNA）、端体酶RNA以及反义RNA。
二、RNA合成的一般特点 1、只有一条DNA链被用作模板； 2、RNA链的合成不需要引物的引导； 3、RNA的合成也是从5，向3，端进行； 5、同样遵循碱基配对原则，只是U代替了T。
三、原核生物RNA的合成 RNA的转录可以分为三步： ① RNA链的起始； ② RNA链的延长； ③ RNA链的终止及新链的释放。
四、真核生物RNA的转录与加工 （一）真核生物RNA转录的特点 1、真核生物RNA的转录在细胞核内； 2、真核生物mRNA分子一般只编码1个基因； 3、真核生物RNA聚合酶较多，但都不能独立转录RNA； 4、真核生物的启动子比原核生物复制。
第五节 遗传密码和蛋白质的翻译 一、遗传密码 简并 同义密码子 遗传密码的特征
二、蛋白质的合成
三、中心法则及其发展
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