基因的概念和结构
遗传学第三章 基因的概念和结构
基因重叠方式
• Mis-reading for stop codon
( Q RNA virus 1973. A. Weiner )
400Nt
800Nt
AUG----------------------UGA-----------------------UAA
设有两个独立起源的隐性突变，具有类似的表现型。判断是属于同一个基因 突变，还是属于两个基因突变？即判断是否属于等位基因？ ①建立双突变杂合二倍体； ②测定突变间有无互补作用。
• 顺反测验：顺式排列为对照（是两个突变座位位于同一条染色 体上）,其表现型野生型。实质上是进行反式测验（反式排列是 两个突变座位位于不同的染色体上）。
① 反式排列为野生型：突变分属于两个基因位点； ② 反式排列为突变型：突变分属于同一基因位点。
Complementary assay
rII47 0
rII106 0
rII 47
rII106
rII106 0 rII51 0
rII106 rII51
Why?
plane E.coli K12
依据； One gene
2、假基因(pseudo gene)
• 假基因:同已知的基因相似，处于不同的位点，因缺失或突变而 不能转录或翻译，是没有功能的基因。
第五节、外显子和内含子
• 内含子(intron)：DNA序列中不出现在成熟mRNA的片段； • 外显子(extron)：DNA序列中出现在成熟mRNA中的片段。
Ovalbumin DNA X cDNA
5387 bp 11 genes 3 mRNA 9 peptides
生物高考知识点基因
生物高考知识点基因基因是生物高考中的一个重要知识点，它是控制生物遗传特征的基本单位。
本文将从基因的定义、结构和功能以及基因突变等方面进行详细论述。
一、基因的定义基因是生物体内负责遗传信息传递和控制生物特征的DNA序列。
它是由多个核苷酸连续排列而成，每个核苷酸由糖、磷酸和碱基组成。
基因携带着生物体的遗传信息，决定了生物体的性状和特征。
二、基因的结构基因由外显子和内含子组成。
外显子是基因中编码蛋白质的部分，内含子是没有编码功能的DNA序列。
基因通过转录和剪接的过程，将外显子的DNA序列转化为成熟的mRNA，以便进一步翻译合成蛋白质。
三、基因的功能基因的功能主要体现在遗传信息的传递和控制生物特征上。
基因通过遗传物质DNA的复制和遗传物质的组合与分离，实现了遗传信息的传递。
同时，基因还通过编码蛋白质来控制生物体的性状和特征，包括外貌、代谢功能、生理特性等。
四、基因突变基因突变是指在基因序列发生改变的现象。
它可以是基因的点突变、缺失、插入或倒位等。
基因突变可能导致蛋白质结构或功能的改变，进而影响生物体的性状和特征。
一些基因突变还可能导致遗传病的发生。
五、基因工程的应用基因工程是通过技术手段改变基因的结构和功能，以实现特定目的的应用。
基因工程在农业、医学、生物工程等领域有广泛的应用。
例如，转基因作物通过导入外源基因，改变植物的性状和特性，增强其抗病虫害能力。
基因工程还可以用于研究和治疗遗传病。
六、基因与进化基因在生物进化中发挥着重要作用。
通过基因的突变和遗传信息的传递，生物体的基因组发生改变，进而导致了物种的演化和多样性的产生。
基因组的差异使得不同物种适应不同的环境和生活方式。
综上所述，基因是生物高考的重要知识点之一，它是控制生物遗传特征的基本单位。
了解基因的定义、结构和功能对于理解生物体的进化、遗传病的发生以及基因工程的应用具有重要意义。
通过对基因的研究，我们可以更好地认识生物的奥秘，并为人类社会的发展做出贡献。
基因的概念及结构
基因的概念及结构基因是生物体遗传信息的基本单位，是决定生物体遗传性状的物质基础。
基因概念首次由摩尔根（Thomas Hunt Morgan）提出，并且确定为染色体的基本遗传单位。
基因的结构包括两个层次：宏观层次和微观层次。
宏观层次：基因是生物体体内产生生物体形态、生理、代谢等所有特征所需核酸序列的总和。
在宏观层次，基因是位于染色体上的一段DNA序列。
DNA是由一系列核苷酸单元组成的双螺旋结构，而每个核苷酸单元是由底物（脱氧核糖和磷酸）组成的。
多个核苷酸单元连接成长链，形成DNA分子。
微观层次：基因是由连在一起的核苷酸组成的，每个核苷酸由磷酸、磷酸二酯结合的五碳糖(脱氧核糖和脱氧核苷酸)和附在糖上的一个氮碱基组成。
脱氧核糖主要有四种：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C)。
人类的体细胞有46条染色体，其中44条是自动两性体染色体，另外两条是性染色体（X和Y染色体）。
这些染色体上携带着成千上万个基因。
每个基因都是一条DNA分子，包含了生物体形成和发展的指令。
在细胞分裂和生殖过程中，基因通过调节蛋白质的合成来影响生物体的特征。
在基因的结构中，每个基因都有一个起始点和一个终止点。
基因的核心区域称为编码区，这是包含代码来指导蛋白质合成的部分。
编码区由一系列称为密码子的三个碱基组成，每个密码子指示合成特定的氨基酸。
在编码区之外，还有一些非编码区域，这些区域包含了调控基因表达的序列。
除了DNA基因结构之外，还存在RNA基因。
RNA基因被转录成mRNA （信使RNA）分子，将基因的信息从细胞核传递到细胞质，然后根据mRNA 指导的蛋白质合成。
基因有不同的类型，如同源基因、等位基因和突变基因等。
同源基因指的是在不同个体中具有相似结构和功能的基因。
等位基因是指在同一个基因座上有多个不同的基因变异型。
突变基因是指由于突变或基因重组而引起的基因结构的改变。
总结起来，基因是生物体遗传信息的基本单位，由DNA或RNA分子组成。
基因与遗传的基本概念
基因与遗传的基本概念基因是生命的基本单位，是决定生物性状和遗传特征的基本遗传物质。
人类及其他生物体的遗传信息都存储在基因中。
而遗传是指生物将其基因传递给下一代的过程。
基因与遗传密切相关，它们是生物学中重要的概念。
本文将介绍基因与遗传的基本概念，并探讨其在生物学研究和遗传学应用中的重要性。
一、基因的定义与结构基因是由DNA分子构成的，位于染色体上，是控制遗传信息的基本单位。
基因决定了生物的形态、结构和功能。
在生物体的细胞核中，基因通过DNA分子的排列组合来存储和传递信息。
一个基因可以包含数千到数百万个DNA碱基对，并编码了一个蛋白质或RNA分子的序列。
此外，基因还包括调控序列，它们决定了基因的表达方式及时机。
二、遗传的基本原理遗传是生物体将其基因传递给后代的过程，它遵循着几个基本原则。
首先，遗传是由父母亲基因的组合而来的，即子代继承了父母亲的基因。
其次，基因的传递是随机的，每个个体的基因组合都是唯一的。
第三，基因的传递还受到突变的影响，突变是指基因序列发生变化，从而影响了遗传信息的传递和表达。
三、基因与表型之间的关系基因决定了生物的遗传特征，称为表型。
表型可以是外观、行为、生理和分子性质等的总和。
基因通过编码特定的蛋白质和调控基因的表达，影响了个体的表型。
但是值得注意的是，环境也会对表型产生影响。
环境因素如饮食、生活方式和外部刺激，都能与基因相互作用，影响个体的表现。
四、基因与疾病之间的关系基因突变是导致人类疾病发生的主要原因之一。
一些突变可以导致单基因遗传病，如囊性纤维化和遗传性色盲。
此外，复杂遗传病如糖尿病和肥胖症也与多个基因的突变紧密相关。
通过研究和识别不良基因突变，可以帮助预测疾病风险、制定治疗方案和开发新药物。
五、基因与进化之间的关系基因是生物进化的基础。
通过基因的突变和重组，生物体可以适应环境的变化并进化到更适应的形式。
自然选择与基因的相互作用推动了物种的进化。
基因还可以通过基因流和基因漂变在不同种群之间传递和变化，促进了生物的多样性和适应性。
基因的概念和结构
基因的概念和结构基因是生物体内控制生物遗传性状的基本单位，是生物遗传信息的承载体。
基因可以看作是DNA分子上的一个特定区域，它包含了一系列的遗传信息，这些遗传信息指导并决定了生物体的形态、生理和行为特征。
基因的结构非常多样化，不仅在各个物种之间存在差异，而且在同一物种的不同个体中也可能存在差异。
下面将从DNA的结构、基因的组成和基因的功能几个方面详细介绍基因的概念和结构。
首先，DNA分子是生物体内的遗传物质，它以双螺旋的形式存在，由四种核苷酸（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和酸嘌呤）按照一定的序列组成。
DNA的双螺旋结构由两条互补的链组成，核苷酸通过互补配对连接在一起。
腺嘌呤和胞嘧啶之间通过三个氢键连接，鸟嘌呤和酸嘌呤之间通过两个氢键连接。
这种互补配对规则使得DNA的两条链具有相同的序列信息，一个链上的碱基序列可以唯一确定另一条链上的碱基序列。
基因是DNA上特定区域的遗传单位，基因由若干个外显子和内含子组成。
外显子是具有编码功能的DNA片段，它们被转录成mRNA，并进一步翻译成蛋白质，蛋白质是生物体内的重要功能分子。
而内含子则是在转录过程中被剪接掉的DNA片段，它们不参与编码过程。
除了外显子和内含子外，基因还包含有启动子和终止子等调控元件。
启动子是位于基因前端的DNA序列，它能够结合转录因子，促进转录过程的开始。
终止子则位于基因尾端，它指示转录过程的结束。
基因的外显子和内含子以及调控元件共同组成了基因的结构。
基因的功能是通过编码蛋白质来实现的。
DNA的两条链在转录的过程中，通过互补配对规则，构成一条mRNA链。
mRNA链被核糖体翻译成具有特定氨基酸序列的多肽链，最终折叠成特定的蛋白质结构。
蛋白质通过它们的结构和功能来决定生物体的形态和生理特征。
例如，酶是生物体内的催化剂，它们能够促进化学反应的发生；激素是生物体内的信号分子，它们能够调节生物体的生长和发育。
基因的功能既包括遗传信息的传递，也包括蛋白质的合成和调节。
生物基因是什么理解基因的重要性
生物基因是什么理解基因的重要性生物基因是什么——理解基因的重要性基因是生物体遗传信息的基本单位，它们携带着生物个体的遗传信息，并决定着生物的特征和功能。
在生物学中，理解基因的重要性是必不可少的。
本文将介绍基因的定义、结构和功能，并阐述了基因在生物进化、遗传疾病和基因工程等方面的重要性。
一、基因的定义与结构1.1 基因的定义基因是生物体内一段特定的DNA序列，能够编码蛋白质。
它是遗传信息的基本单元，决定了生物个体的遗传性状。
1.2 基因的结构基因由若干碱基对组成，DNA的聚合物形式使得基因能够传递遗传信息。
基因内的碱基序列按照一定的规则进行编码，从而形成蛋白质的氨基酸序列。
基因通常包括编码区和非编码区，编码区指的是蛋白质编码的一段DNA序列，非编码区包括启动子、转录因子结合位点等。
二、基因的功能2.1 遗传信息传递基因通过编码蛋白质的方式传递遗传信息。
在生物体细胞的复制和分裂过程中，基因能够准确复制并传递给子代，使得遗传信息得以传承。
2.2 决定个体特征和功能基因决定了生物个体的特征和功能。
例如，人体中的基因决定了眼睛的颜色、身高的遗传倾向等。
不同的基因组合导致了个体间的差异，使得每个生物个体都具有独特的特征和功能。
三、基因的重要性3.1 生物进化基因是生物进化的基石。
通过基因的突变和重组，生物个体能够产生新的特征和功能，进而适应环境的变化。
基因的变异是生物进化和物种多样性形成的重要原因之一。
3.2 遗传疾病基因突变也是遗传疾病的重要原因之一。
某些基因突变会导致人类或其他生物遭受各种遗传疾病的困扰，如囊性纤维化、遗传性失明等。
通过对基因的研究和改造，可以为治疗遗传疾病提供新的途径。
3.3 基因工程基因工程是利用基因的特性进行人工操作和改造的技术。
通过基因工程技术，科学家可以对生物体的基因进行编辑、插入或删除特定的基因序列，以改变生物体的特征和功能。
基因工程在农业、医学和环境等领域有着广泛的应用前景。
遗传学的知识点
遗传学的知识点遗传学是生物学的一个重要分支，研究生物个体间遗传信息的传递和变化规律。
它涉及到基因、DNA、染色体等多个方面的知识点。
本文将以这些知识点为基础，介绍遗传学的相关内容。
一、基因的概念和结构基因是生物体内控制遗传信息传递和表达的基本单位。
它由DNA分子组成，位于染色体上。
基因的结构包括启动子、编码区和终止子等部分。
启动子是基因的起始位置，编码区是基因的主要部分，包含了编码蛋白质所需的信息，而终止子则是基因的结束位置。
二、DNA的结构和功能DNA是遗传物质的载体，它是由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞状嘧啶）组成的双螺旋结构。
DNA的功能主要包括遗传信息的传递和复制。
在细胞分裂过程中，DNA会复制自身，并将遗传信息传递给下一代细胞。
三、染色体的结构和遗传规律染色体是细胞内DNA的组织形式，它包含了许多基因。
人类细胞中有23对染色体，其中一对是性染色体。
染色体的结构分为染色质和着丝粒两部分。
遗传学的研究发现，染色体遵循着孟德尔的遗传规律，即显性和隐性基因的遗传。
四、遗传变异和突变遗传变异是指在基因或染色体水平上的遗传信息的改变。
它包括基因突变、染色体结构变异和染色体数目变异等。
基因突变是指基因序列发生改变，包括点突变、插入突变和缺失突变等。
染色体结构变异是指染色体的部分区域发生改变，如倒位、易位等。
染色体数目变异是指染色体数目发生改变，如三体综合征等。
五、遗传性疾病的研究遗传学的一个重要应用领域是研究遗传性疾病。
遗传性疾病是由基因突变引起的疾病，如先天性心脏病、遗传性癌症等。
通过遗传学的研究，可以了解疾病的遗传方式、致病基因和相关的遗传机制，为疾病的预防和治疗提供依据。
六、遗传工程和转基因技术遗传工程是利用遗传学的原理和方法对生物体进行基因改造的技术。
其中，转基因技术是一种常用的遗传工程方法，它将外源基因导入到目标生物体中，使其具有特定的性状或功能。
转基因技术在农业、医学和工业等领域有着广泛的应用。
生物学中的基因遗传
生物学中的基因遗传基因遗传是生物学的核心概念之一，它涉及到基因在生物体中传递和表达的过程。
基因是生命的基本单位，承载着遗传信息。
在本文中，我将详细阐述基因的概念、结构以及遗传的规律。
第一篇：基因的概念和结构基因是由基因带（DNA或RNA）组成的遗传物质，在生物体内负责遗传信息的传递。
基因概念最早由格里高利·孟德尔提出，他通过对豌豆杂交实验的观察总结出遗传现象的规律。
基因在细胞的染色体上定位，它们以特定的顺序排列，形成基因组。
每个个体都拥有自己的基因组。
基因具有复杂的结构，包括启动子、编码区、非编码区和终止子等组成部分。
启动子是基因表达的起始点，它通过结合转录因子来控制基因的转录活性。
编码区包含了编码蛋白质所需的序列，这些序列被称为外显子。
非编码区则包括了调控基因表达的序列，这些序列被称为内含子。
终止子则标志着转录的结束。
基因的结构还涉及到基因突变。
基因突变是指基因序列发生了改变，包括插入、缺失、反向等类型。
基因突变可以导致蛋白质产生功能异常，从而影响生物体的生理过程。
基因突变是遗传变异的一种形式，它为进化提供了物质基础。
第二篇：基因遗传的规律基因在生物体中的传递遵循一定的规律。
孟德尔通过豌豆杂交实验观察到基因的隐性和显性性状。
他发现，某些性状只有在两个相同的显性基因的情况下才会表现出来。
这表明，基因的表达可以被隐性基因所抑制。
除了隐性和显性基因外，基因的分离也是基因遗传的重要规律之一。
当杂交的两个个体具有不同的基因型时，其子代会表现出混合的表型，但基因型会以1:2:1的比例分离。
这是因为在有性生殖中，每个个体只会随机地接收到一个亲本的单独基因。
基因在生物体中的传递还涉及到基因重组。
基因重组是指从父母处继承的基因在子代中重新组合的过程。
这种重组可以增加遗传多样性，为进化提供基础。
在有性生殖中，基因重组通过交换染色体上的DNA片段来实现。
此外，基因还受到突变的影响。
突变是指基因发生变异的过程，它可以是自然产生的，也可以是外界环境因素引起的。
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互补基因：若干个非等位基因同时存在时才 使某一个性状出现。
抑制基因：本身没有可观察到的表型效应， 但可以抑制其他非等位基因的活性。
上位效应：掩盖另一对非等位基因的显性效应的 现象。
基因的概念和结构
杂合的双突变体 有两种不同的排 列形式，顺式 排列和反式排 列。
I. 操纵子 II. 超基因 III. 假基因
基因的概念和结构
• 操纵子（operon）： 原核生物中几个功能相关的结构基因成簇串
联排列组成的一个基因表达的协同单位 （DNA序列）.
一个操纵子= 编码序列+启动序列+操纵序列+(其他调节序列)
基因的概念和结构
乳糖操纵子（lactose opron） 结构
基因的概念和结构
① ABO血型:
由A、B和O三种血型基因所决定，血型基 因位于第9对染色体上。
血型基因型和表型的关系:
基因的概念和结构
父母亲血型的遗传规律
基因的概念和结构
② 人白细胞抗原 （human leukocyte antigen ,HLA）
➢抗原（antigen,Ag）凡能诱导免疫系统发生免疫应答，并能 与其产生的抗体或效应细胞在体内或体外发生特异性反应的物 质。
探讨人类的源流和迁移提供有用的资料。
基因的概念和结构
3.2 顺反子：
一个遗传功能单位，一个顺反子决定一个多肽链。
原核生物转录的mRNA是一个多顺反子(polycistron) 真核生物mRNA是一个单基因顺的概反念子和结(构cistron)
Bener提出：顺反子表示功能的最小单位， 并表示顺反的位置效应。
➢ 主要组织相容性抗原系统（major histocompatibility antigen):在众多的组织相容性抗原系统
中，能引起强烈而迅速排斥反应的抗原系统，也叫主要组织相 容性系统（major histocompatibility system,MHS )。
➢主要组织相容性抗原复合体（major
顺式排列总是野生型。如 果反式排列表现为野生型， 说明这两个突变分别属于 两个基因位点，即非等位 基因；如果反式排列表现 基因的概为念和突结构变型，即等位基因。
复等位基因：
一个群体中，一对染色体的同一基因座上有2个 以上的等位基因，复等位基因的出现是生物多态 性在遗传上的直接证据。
① ABO血型
② 人白细胞抗原 （human leukocyte antigen ,HLA）
histocompatibility complex,MHC):
编码MHS的基因在同一染色体上呈一组紧密连锁的基因群。
基因的概念和结构
组织相容性抗原
按免疫性能分： 1）移植抗原,负责排斥外来的组织 2)参与免疫反应过程中细胞间的信息传递 3)补体蛋白，主要存在血清中
基因的概念和结构
❖ 人的MHC基因座又称HLA.
调控基因 控制位点 结构基因
I
PO
Z
Ya
阻 遏 蛋 白
启操 动纵 序序 列列
β
半 乳 糖 苷
酶 RNA聚合酶
结合位点
通乙 透酰 酶基
转 移 酶
基因的概念和结构
DNA
乳糖操纵子(lactose operon) 工作示意图
基因的概念和结构
➢ 分子遗传学对基因的概念：DNA是主要的遗传物 质，基因在DNA分子上携带有特殊的遗传信息。
➢ 微生物遗传分析表明，在一个基因的区域内，可 以划分出三个单位，即突变子，重组子和顺反子。
➢ 随着基因结构和功能的深入研究，进一步发现 了重叠基因、隔裂基因、跳跃基因。
基因的概念和结构
等位基因各自编码蛋白质产物，决定 a a’ 一个性状。等位基因间存在相互作用。
5’ 3’ a
bc
3’ 5’
基因的概念和结构
protein
❖ 顺反子互补试验
基因的概念和结构
a和b是两个突 变，两个噬菌 体（1和2，或 3和4）杂交， 反式杂合子如 果是突变型， 表明两个突变 不能互补，是 发生在同一顺 反子中的突 变——非等位 突变。
3.3 操纵子：
1961午法国遗传学家雅各布和莫诺提出的大肠杆菌乳 糖操纵子模型，丰富了基因概念的内容。1965年喜获 诺贝尔奖。
完全显性：显性完全掩盖隐性。
不完全显性:显性不完全掩盖隐性 共显性:一对等位基因的两个成员作用相等。
野生型指自然界中常见的基因型和表型，其等位基 因都产生由功能的蛋白。
突变型等位基因最常见的是丧失功能型，绝大多数 产生了改变的蛋白质，极少数不产生蛋白。
基因的概念和结构
非等位基因：非等位基因之间也存在相
本泽尔把突变 子成互换子像 绘制染色体图 一样排列在基 因图谱上，这 是遗传学 上一 次从宏观到微 观的飞跃
基因的概念和结构
➢顺反子—— 是决定一条多肽链的完整 的功能单位。
➢突变子 ——DNA中构成基因的一个或 若干个核苷酸。
➢重组子——代表一个空间单位，有起 点和终点，可以是若干个密码子的重组 也可以是单个核苷酸的互换。
基因的概念和结构
➢ HLA复合体位于6号染色体的短臂上，其分布范围大约 3600~4000 kb，含有至少10个基因位点；
➢ 根据基因和编码产物的结构和功能的不同，将HLA复合 体分为三个区域，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类基因区。
基因的概念和结构
基因的概念和结构
MHC在医学上的意义
MHC与器官移植 MHC与免疫应答 MHC与疾病 MHC与法医学：用于身份鉴定。 MHC与人类学研究 ：人类学研究中可为
第三章：基因的概念和结构
本章要点:
3.1 基因的概念及其发展 3.2 顺反子 3.3 操纵子 3.4 外显子和内含子 3.5 重叠基因 3.6 转座元件 3.7 癌基因和抑癌基因 3.8 染色体外基因
3.1 基因的概念及其发展
➢ 经典遗传学对基因的概念：基因在染色体上占有 一定位置，是交换的最小单位，是一个突变单位， 又是一个功能单位。
回忆一下：
❖ DNA的组成成分与结构 ❖ 蛋白质是由氨基酸通过肽键结合而成的多肽链。 ❖ 遗传密码——遗传密码是由三个碱基组成的，
因此叫三联体密码。 ❖ 中心法则——遗传信息从DNA转录到mRNA再翻
译成蛋白质，以及遗传信息从DNA到DNA的复制 过程.
基因的概念和结构
基因的概念和结构
基因的概念和结构