《基因的概念和结构》课件

基因的概念和结构基因是生命的基本单位，控制着生物的性状和功能它包含着遗传信息，通过复制传递给后代什么是基因？遗传物质的载体生物体基本单位基因是遗传物质的载体，决定生物的性状基因是生物体最基本的结构和功能单位，负责遗传信息的储存和传递基因的定义遗传单位DNA片段基因是遗传信息的**基本单位**基因是由特定的**脱氧核糖核酸，决定生物的性状（DNA）片段**构成，包含编码蛋白质或RNA的遗传信息功能性基因负责控制生物体中**各种生理过程和性状的表达**基因的重要性生命蓝图健康基础决定生物的性状和特征，遗传给下一影响个体健康，易感性，对疾病的抵代抗力未来展望基因工程技术为疾病治疗，农业育种等提供新思路遗传物质的历史发展DNA11953年蛋白质219世纪孟德尔定律319世纪核酸的化学结构核酸是生物体内重要的生命大分子，由核苷酸单体连接而成的长链聚合物每个核苷酸都包含三个部分五碳糖、磷酸基团和含氮碱基五碳糖可以是脱氧核糖或核糖，磷酸基团连接在五碳糖的第五位碳原子上，含氮碱基连接在五碳糖的第一位碳原子上含氮碱基有五种腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T和尿嘧啶U其中T存在于脱氧核糖核酸DNA中，U存在于核糖核酸RNA中核酸的种类脱氧核糖核酸DNA核糖核酸RNA携带遗传信息的生物大分子，通常呈双螺旋结构参与蛋白质合成的生物大分子，通常为单链结构分子的结构DNADNA分子是双螺旋结构，就像一个扭曲的梯子它由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，这些链通过氢键连接在一起每条链由许多脱氧核苷酸连接而成，每个脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖和碱基组成碱基有四种，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）两条链上的碱基通过氢键配对，A与T配对，G与C配对，形成碱基对碱基对的排列顺序决定了遗传信息的编码分子的构成DNA脱氧核糖核苷酸核苷酸结构12DNA分子是由许多脱氧核糖核每个脱氧核糖核苷酸由一个磷苷酸连接而成的长链酸基团、一个脱氧核糖和一个含氮碱基组成碱基种类3DNA中含有的碱基有四种腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）双螺旋结构DNADNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘绕而成，形成双螺旋结构这两条链通过碱基配对原则连接在一起，即腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对DNA双螺旋结构是遗传信息的载体，它能够稳定地保存遗传信息，并通过复制传递给子代分子的复制DNA解旋DNA双螺旋结构解开，两条单链分开引物结合引物与单链DNA结合，作为新的DNA链合成的起始点延伸DNA聚合酶沿着模板链移动，添加新的核苷酸，形成新的DNA链校对DNA聚合酶会校对新合成的DNA链，确保其准确性复制的过程DNA解旋1DNA双螺旋结构解开，形成两个单链模板引物合成2引物酶合成短的RNA引物，作为DNA聚合酶的起始点延伸3DNA聚合酶沿着模板链移动，添加新的核苷酸，形成新的互补链连接4连接酶将新合成的片段连接起来，形成完整的双螺旋DNA分子复制的特点DNA半保留复制双向复制12每个新形成的DNA分子包含一DNA复制从复制起点开始，沿条来自亲本DNA链和一条新合着两条链同时进行，速度快且成的链.效率高.高度精确3DNA复制过程中错误率极低，保证遗传信息的准确传递.的结构RNARNA核糖核酸是由核糖核苷酸组成的单链线性大分子，通常呈单链结构，但也可能形成局部双链结构RNA结构由核糖核苷酸的排列顺序决定RNA的主要功能是作为DNA的信使，将遗传信息从DNA转录到蛋白质合成场所，并在蛋白质合成中起着重要作用的种类RNA信使RNA mRNA核糖体RNA rRNA携带遗传信息，指导蛋白质合成构成核糖体的核心成分，参与蛋白质合成转运RNA tRNA运载氨基酸，参与蛋白质合成的合成RNA转录过程1DNA作为模板，合成RNA的过程酶参与2RNA聚合酶催化合成RNA碱基配对3遵循A-U、G-C原则RNA的合成是一个复杂的过程，它需要一系列酶参与转录过程以DNA为模板，通过RNA聚合酶的催化作用，将遗传信息从DNA复制到RNA分子上的功能RNA蛋白质合成氨基酸转运核糖体结构信使RNA（mRNA）携带遗传信息从DNA转运RNA（tRNA）将氨基酸转运到核糖体核糖体RNA（rRNA）是核糖体的重要组成到核糖体，指导蛋白质的合成，参与蛋白质合成部分，参与蛋白质合成的过程基因的组成编码区非编码区包含用于构建蛋白质的遗传信息控制基因表达，不直接参与蛋白质合成编码区和非编码区编码区非编码区包含遗传信息，指导蛋白质的合成不包含遗传信息，但对基因表达起调节作用外显子和内含子外显子内含子基因中编码蛋白质的片段基因中不编码蛋白质的片段基因的转录DNA解旋1DNA双螺旋结构解开，使两条链分离RNA聚合酶结合2RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子区域RNA合成3RNA聚合酶沿DNA模板链移动，以核苷酸为原料合成RNA分子RNA链释放4当RNA聚合酶到达终止信号时，新合成的RNA链从DNA模板上释放基因的翻译mRNA转运mRNA从细胞核中移动到核糖体，这是蛋白质合成的场所密码子识别核糖体读取mRNA上的密码子，每个密码子对应一个特定的氨基酸氨基酸连接tRNA将相应的氨基酸运送到核糖体，并将它们连接在一起形成多肽链蛋白质折叠多肽链折叠成特定的三维结构，形成具有生物活性的蛋白质蛋白质的结构蛋白质是由氨基酸组成的长链，具有复杂的结构层次这些结构层次决定着蛋白质的功能，并影响着蛋白质的稳定性和活性蛋白质的结构层次可分为四级•一级结构氨基酸序列氨基酸序列决定着蛋白质的最终三维结构•二级结构指氨基酸链中局部区域的折叠方式，例如α螺旋和β折叠•三级结构指整个蛋白质的折叠方式，包括α螺旋、β折叠和其他结构域的排列组合•四级结构指多个蛋白质亚基通过相互作用形成的更复杂的结构蛋白质的功能结构催化运输免疫蛋白质是细胞和生物体的结构酶是蛋白质，它们催化生物化一些蛋白质负责运输物质，例抗体是蛋白质，它们保护机体组成部分，例如肌肉、骨骼和学反应，促进生命活动如氧气、激素和营养物质免受病原体的侵害头发基因突变碱基替换碱基插入碱基缺失一个碱基被另一个碱基替换，例如A变为G在DNA序列中插入一个或多个碱基从DNA序列中删除一个或多个碱基基因突变的类型点突变染色体结构变异染色体数目变异单个碱基的改变，包括碱基的替换、插染色体片段的缺失、重复、倒位和易位染色体数目增加或减少，如多倍体和单入和缺失等倍体基因突变对生物的影响有利突变不利突变中性突变可以增加生物体的适应性，使其更好地适应会导致生物体出现遗传性疾病，例如白化病对生物体没有明显的影响，例如DNA序列环境，例如抗病性增强、产奶量提高等、血友病等中单个碱基的改变基因工程的概念基因改造基因克隆基因诊断基因工程通过改变生物的遗传物质来创复制特定基因以获得大量副本用于研究检测遗传物质中的异常以诊断疾病，例造具有特定特征的生物，例如抗病虫害或应用，例如用于生产特定蛋白质或治如癌症或遗传疾病，并帮助制定个性化的作物或治疗性药物疗疾病的治疗方案基因工程的应用农业医药12基因工程可用于改良作物，如基因工程可以用来生产药物，提高产量、抗病性、耐逆性和如胰岛素、疫苗和抗体，以及营养成分治疗遗传性疾病环境3基因工程可用于生物修复，如分解污染物、生产生物燃料和改善环境保护基因技术的前景展望疾病治疗农业发展环境保护基因技术可以帮助治疗遗传性疾病，例如基因工程可以提高作物的产量和抗病能力基因技术可以用于生物降解污染物，修复囊性纤维化和亨廷顿舞蹈症，改善食品安全受损环境，促进可持续发展本课程小结基因的结构和功能基因技术的发展和应用从DNA双螺旋结构到基因表达，我们学习了基因的本质和作用了解基因工程的原理和应用，以及基因技术在生物医药、农业等领域的前景。