《基因复习和DNA》课件

基因复习和DNA什么是基因？基因是生命的蓝图，决定了生物的性状。基因是由**DNA**序列构成的，包含遗传信息。基因从父母传给子女，决定了后代的特征。基因的结构基因片段基因片段是DNA分子上的一段特定序列，它包含了遗传信息。蛋白质基因表达后，会形成具有特定功能的蛋白质，蛋白质是生命活动的执行者。染色体基因位于染色体上，染色体是遗传物质的载体。DNA的组成脱氧核糖脱氧核糖是一种五碳糖，是DNA的基本组成部分之一。磷酸基团磷酸基团是DNA分子中的另一个基本组成部分，它连接着脱氧核糖和碱基。碱基DNA有四种碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。DNA双螺旋结构DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，以右手螺旋的方式盘绕形成双螺旋结构。两条链通过碱基对之间的氢键连接在一起。腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对。这种碱基配对原则确保了DNA的结构稳定性，并为遗传信息的复制提供了基础。DNA的复制1解旋DNA双螺旋解开2模板每条链作为模板3合成合成新的互补链半保留复制1DNA解旋双螺旋结构解开，形成两条单链2模板引导每条单链作为模板，引导新链合成3半保留新形成的DNA分子包含一条旧链和一条新链遗传信息的中心法则1DNA复制DNA复制过程是DNA复制自身的模板。复制后产生两个相同的DNA分子。2转录DNA转录成RNA，RNA的序列与DNA模板的序列互补。3翻译RNA翻译成蛋白质，蛋白质的氨基酸序列由RNA的序列决定。转录过程DNA解旋DNA双螺旋结构解开，形成两条单链。RNA聚合酶结合RNA聚合酶识别并结合到DNA模板链上的启动子区域。RNA合成RNA聚合酶沿着DNA模板链移动，以核糖核苷酸为原料，合成与DNA模板链互补的RNA分子。RNA链脱离RNA链合成完成后，从DNA模板链上分离，并与DNA双螺旋结构重新结合。转录的调控转录因子转录因子是蛋白质，它们可以结合到DNA上，并影响基因的转录。有些转录因子可以激活基因的转录，而有些则可以抑制基因的转录。表观遗传学表观遗传学是指不改变DNA序列，却可以影响基因表达的遗传变化。例如，DNA甲基化和组蛋白修饰可以影响基因的转录活性。翻译过程1信使RNA信使RNA（mRNA）携带遗传密码，从细胞核移动到核糖体。2核糖体核糖体读取mRNA上的密码子，并根据密码子招募相应的tRNA。3转运RNA转运RNA（tRNA）携带特定的氨基酸，与mRNA上的密码子配对。4蛋白质合成核糖体将氨基酸连接在一起，形成多肽链，最终形成蛋白质。遗传密码密码子三个相邻的碱基组成一个密码子，决定一个氨基酸。例如，密码子AUG指令起始翻译，而UAG、UAA和UGA则指示终止翻译。密码子的通用性遗传密码在大多数生物中是通用的，这意味着相同的密码子在不同物种中通常编码相同的氨基酸。密码子的简并性大多数氨基酸由多个密码子编码，这增加了遗传密码的容错性，因为单个突变不一定导致蛋白质功能的改变。基因突变定义基因突变是指基因序列的改变，导致遗传信息的改变。原因基因突变的原因包括环境因素、复制错误等。影响基因突变可能导致疾病、性状改变或无明显影响。突变类型点突变单个碱基对的改变，例如A变成G，或T变成C。插入突变在DNA序列中插入一个或多个碱基对，导致基因序列的改变。缺失突变DNA序列中丢失一个或多个碱基对，导致基因序列的改变。自然选择适者生存自然选择是指生物在生存斗争中，适应环境的个体更容易生存下来，并繁殖后代，而适应性差的个体则被淘汰的过程。遗传变异生物的遗传变异为自然选择提供了原料，使生物能够适应不断变化的环境。进化驱动自然选择是生物进化的主要驱动力，它使生物逐渐适应环境，并最终形成新的物种。遗传与进化遗传是生物体将性状传递给下一代的过程。进化是指生物群体在世代更替过程中，基因频率发生改变的过程。遗传是进化的基础，遗传变异为进化提供了原材料，自然选择决定了进化的方向。遗传与进化密切相关，遗传变异是进化的驱动力，而进化则可以改变基因频率，进而影响遗传性状的表达。染色体结构着丝粒染色体上的一个区域，在细胞分裂过程中，纺锤丝附着于此。臂着丝粒两侧的染色体部分。端粒染色体末端的结构，保护染色体免于降解。染色体数目的变化多倍体细胞中染色体数目增加一倍或更多倍的现象单倍体细胞中染色体数目减半的现象非整倍体细胞中染色体数目非整倍体增加或减少性染色体决定性别性染色体在生物体内负责决定性别特征。人类性染色体女性拥有两条相同的性染色体，称为XX染色体，而男性拥有两条不同的性染色体，称为XY染色体。遗传性染色体上的基因会影响性别相关的性状，例如身高、肌肉质量等。基因重组减数分裂交叉同源染色体之间交换基因片段，产生新的基因组合。基因重组示意图通过交叉交换，两个亲本的基因组合可以产生新的基因型。孟德尔遗传定律分离定律每个生物体携带一对等位基因，在配子形成过程中，这对等位基因会分离，每个配子只携带其中一个等位基因。自由组合定律不同性状的等位基因在配子形成过程中会独立组合，不受其他性状等位基因的影响，从而产生不同的配子组合。常染色体遗传定义常染色体遗传是指由非性染色体上的基因控制的遗传现象。特征常染色体遗传通常表现为显性遗传或隐性遗传，与性别无关。例子例如，人类的褐色眼睛和蓝色的眼睛都是由常染色体上的基因控制的。多基因遗传多个基因共同作用，决定性状的遗传表现为连续变异，如身高、体重受环境影响较大，如营养、气候连锁遗传位于同一染色体上的基因，在减数分裂过程中倾向于一起遗传，称为连锁遗传。连锁基因之间的距离决定了它们在减数分裂过程中分离的概率。距离越近，分离越少。连锁分析可以用于绘制基因图谱，了解基因在染色体上的相对位置。连锁分析基因定位连锁分析可以帮助研究人员定位基因在染色体上的位置。遗传疾病研究它可以用来研究遗传疾病的遗传模式，并识别与疾病相关的基因。育种应用连锁分析在农业育种中被广泛应用，用于选择和改良具有优良性状的作物品种。性状的遗传显性遗传如果一个基因的等位基因对另一个等位基因有完全优势，则该性状称为显性遗传。例如，棕色眼睛是显性性状，蓝色眼睛是隐性性状。隐性遗传如果只有两个隐性等位基因才能表达性状，则该性状称为隐性遗传。例如，镰状细胞贫血是一种隐性遗传疾病。共显性遗传如果两个等位基因都表达，则该性状称为共显性遗传。例如，AB血型是A等位基因和B等位基因的共显性表达。人类基因组计划人类基因组计划（HumanGenomeProject，HGP）是旨在测定人类基因组全部DNA序列的科学研究计划。此计划于1990年启动，历时13年，于2003年完成。HGP的主要成果包括绘制了人类基因组的完整图谱，发现了约20000个基因，为人类疾病的诊断和治疗、药物研发、生物技术发展等方面提供了宝贵的资源和技术支撑。基因工程基因改造基因工程允许科学家改变生物体的遗传物质，以改变其特性或功能。应用领域基因工程在农业、医药和工业领域都有广泛的应用，例如，提高作物产量、治疗疾病和生产新材料。伦理问题基因工程也引发了伦理问题，例如基因编辑的安全性、潜在的生态风险和人类基因改造的伦理界限。克隆技术1复制基因组克隆技术复制了整个生物的遗传信息，包括所有基因。2创造复制品克隆技术产生了与原始个体遗传上相同的个体。3应用广泛克隆技术用于农业、医学和研究等多个领域。倒序转录技术1合成cDNA利用RNA为模板