现代遗传学6.基因的概念和结构
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基因概念的发展
基因概念的发展可以大致分为三个阶段:
经典遗传学阶段:从孟德尔提出遗传因子,到约翰逊命名基因,再到摩尔根将基因定位于染色体上,这一阶段主要是通过遗传实验和逻辑推理来探索基因的存在和作用,但没有揭示基因的物质本质和结构特征。
分子遗传学阶段:从贝德尔和塔特姆提出一基因一酶假说,到艾弗里等人证明DNA 是遗传物质,再到沃森和克里克发现DNA双螺旋结构,这一阶段主要是通过生化分析和物理方法来揭示基因的分子结构和功能机制,建立了基因与蛋白质之间的关系。
现代遗传学阶段:从雅各布和莫诺德提出乳糖操纵子模型,到人类基因组计划完成,再到表观遗传学和系统遗传学的兴起,这一阶段主要是通过高通量技术和生物信息学来研究基因的表达调控和网络互作,揭示了基因在不同层次上的复杂性和多样性。
以上就是基因概念的发展过程。
名词解释1.Genetics(遗传学):研究生物体遗传与变异规律的科学。
现代遗传学是研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的科学,亦称为基因学。
2.Chromatin(染色质):是在间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的(线性复合结构),易被碱性染料着色的一种无定形物质,是间期细胞遗传物质存在的形式。
3.Chromosome(染色体):是染色质在细胞分裂过程中经过紧密缠绕、折叠、凝缩、精巧包装而形成的,具有固定形态的遗传物质的存在形式。
4.Constitutive heterochromatin(组成性异染色质):通常所指的异染色质,是一种永久性的异染色质,在染色体上的位子较恒定,在间期细胞核中仍保持螺旋化状态,染色很深。
5.※facultative heterochromatin(兼性异染色质):在一定的细胞类型或一定的发育阶段呈现凝集状态的异染色质。
6.※lampbrush chromosome(灯刷染色体):是未成熟的卵母细胞进行第一次减数分裂停留在双线期(可持续数月)的染色体。
7.※cell cycle(细胞周期):细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程,这段时间称为细胞周期。
8.※Mitosis(有丝分裂):没有明显界限的细胞分裂的连续过程,可分为前期中期后期末期。
9.※Meiosis(减数分裂):性母细胞成熟时配子形成过程中发生的一种特殊有丝分裂,使体细胞染色体数目减半。
10.Character(性状):生物体的形态特征、生理生化特征的总称。
11.unit character(单位性状):每一个可以具体区分的性状。
12.contrasion character(相对性状):同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异。
13.等位基因(allele):位于同源染色体上相同座位上,控制相对性状的一对基因。
14.基因型(genotype) : 生物个体或细胞遗传物质的组成,决定生物体一系列发育性状的可能性。
名词解释1.Genetics(遗传学):研究生物体遗传与变异规律的科学。
现代遗传学是研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的科学,亦称为基因学。
2.Chromatin(染色质):是在间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的(线性复合结构),易被碱性染料着色的一种无定形物质,是间期细胞遗传物质存在的形式。
3.Chromosome(染色体):是染色质在细胞分裂过程中经过紧密缠绕、折叠、凝缩、精巧包装而形成的,具有固定形态的遗传物质的存在形式。
4.Constitutive heterochromatin(组成性异染色质):通常所指的异染色质,是一种永久性的异染色质,在染色体上的位子较恒定,在间期细胞核中仍保持螺旋化状态,染色很深。
5.※facultative heterochromatin(兼性异染色质):在一定的细胞类型或一定的发育阶段呈现凝集状态的异染色质。
6.※lampbrush chromosome(灯刷染色体):是未成熟的卵母细胞进行第一次减数分裂停留在双线期(可持续数月)的染色体。
7.※cell cycle(细胞周期):细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程,这段时间称为细胞周期。
8.※Mitosis(有丝分裂):没有明显界限的细胞分裂的连续过程,可分为前期中期后期末期。
9.※Meiosis(减数分裂):性母细胞成熟时配子形成过程中发生的一种特殊有丝分裂,使体细胞染色体数目减半。
10.Character(性状):生物体的形态特征、生理生化特征的总称。
11.unit character(单位性状):每一个可以具体区分的性状。
12.contrasion character(相对性状):同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异。
13.等位基因(allele):位于同源染色体上相同座位上,控制相对性状的一对基因。
14.基因型(genotype) : 生物个体或细胞遗传物质的组成,决定生物体一系列发育性状的可能性。
基因概念之演变基因(gene)是遗传学家约翰逊(W.Johannsen)在1909年提出来的。
他用基因这一名词来表示遗传的独立单位,相当于孟德尔在豌豆试验中提出的遗传因子。
在遗传学发展的早期阶段,基因仅仅是1个逻辑推理的概念,而不是一种已经证实了的物质和结构。
由于科学研究水平的不断提高,从浅入深,由宏观到微观,基因的概念也在不断的修正和发展。
从遗传学史的角度看,基因概念大致分以下几个阶段:孟德尔的遗传因子阶段;摩尔根的基因阶段;顺反子阶段和现代基因阶段。
一、孟德尔的遗传因子阶段19世纪60年代初,孟德尔对具有不同形态的豌豆作杂交实验,在解释实验中每种性状的遗传行为时,用A代表红花,a代表白花,表明生物的某种性状是由遗传因子负责传递的,遗传下来的不是具体的性状,而是遗传因子。
遗传因子是颗粒性的,在体细胞内成双存在,在生殖细胞内成单存在。
孟德尔所说的“遗传因子”是代表决定某个性状遗传的抽象符号。
孟德尔在阐明遗传因子在世代中传递规律时,就已经认识到了基因的两个基本属性:基因是世代相传的,基因是决定遗传性表达的。
现在所说的“基因是生物体传递遗传信息和表达遗传信息的基本物质单位”,实际上就是孟德尔所阐明的基因观。
二、摩尔根的基因阶段1909年,丹麦遗传学家约翰逊创造了“基因”这一术语,用来表达孟德尔的遗传因子,但还只是提出了遗传因子的符号,没有提出基因的物质概念。
摩尔根对果蝇的研究结果表明,1条染色体上有很多基因,一些性状的遗传行为之所以不符合孟德尔的独立分配定律,就是因为代表这些性状的基因位于同一条染色体上,彼此连锁而不易分离。
这样,代表特定性状的特定基因与某一条特定染色体上的特定位置联系起来。
基因不再是抽象的符号,而是在染色体上占有一定空间的实体,从而赋予基因以物质的内涵。
三、顺反子阶段早期的基因概念是把基因作为决定性状的最小单位、突变的最小单位和重组的最小单位,后来,这种“三位一体”的概念不断受到新发现的挑战。
基因概念的发展与认识摘要:基因作为遗传学中的核心概念,其每一步发展都意味着遗传学的一次革命和突破。
随着对基因的不断的探索和研究,对基因的认识也不断加深,人们也更多的利用对基因的认识,来实践我们的生活之中,推动科学的不断发展。
关键词:基因概念发展认识正文:一、基因的发展史:在遗传学发展的早期,基因仅仅是一个逻辑推理的概念。
随着科学水平的提高。
基因的概念也不断的修正和发展。
基因的发展历程大致可分为以下几个阶段:1、经典遗传学阶段1.1孟德尔的遗传因子阶段①遗传学奠基人孟德尔,通过八年的豌豆杂交实验,利用花色等几种相对性状,于1866年发表了著名的《植物杂交试验》的论文。
文中指出,生物每一个性状都是通过遗传因子来传递的,遗传因子是一些独立的遗传单位。
这样遗传因子作为基因的雏形概念诞生了。
但此时并不知道基因的物质概念。
②1903年美国学者萨顿和鲍维里两人注意到在杂交试验中遗传因子的行为与减数分裂和受精中染色体的行为非常吻合,他们推论出“遗传因子”就在染色体上。
1.2基因术语的提出①1909年丹麦遗传学家约翰逊在《精密遗传学原理》一书中提出“基因”概念,以此来替代孟德尔假定的“遗传因子”。
从此,“基因”一词一直伴随着遗传学发展至今。
1.3摩尔根等对基因的研究①通过摩尔根和他的学生们利用果蝇作了大量研究。
于1926年出版了巨著《基因论》,从而建立了著名的基因学说,首次完成了当时最新的基因概念的描述,即基因以直线形式排列,它决定着一个特定的性状,而且能发生突变并随着染色体同源节段的互换而交换,它不仅是决定性状的功能单位,而且是一个突变单位和交换单位.。
“三位一体学说”②1941年,比德尔和塔特姆提出一个基因一个酶学说,证明基因通过它所控制的酶决定着代谢中生化反应步骤,进而决定生物性状。
因此经典遗传学认为:基因是一个最小的单位,不能分割;既是结构单位,又是功能单位。
具体指:①基因是化学实体,以念珠状直线排列在染色体上。
朱玉贤现代分子生物学第四版•绪论•基因与基因组•DNA复制与修复•转录与转录后加工•蛋白质翻译与翻译后加工•基因表达的调控•基因工程与基因组学01绪论分子生物学的定义与发展分子生物学的定义分子生物学是研究生物大分子,特别是蛋白质和核酸的结构、功能及其相互作用的一门科学。
分子生物学的发展自20世纪50年代以来,随着DNA双螺旋结构的发现、遗传密码的破译、基因工程技术的建立等,分子生物学得到了迅速的发展,并在医学、农业、工业等领域产生了广泛的应用。
基因与基因组的结构与功能研究基因的结构、表达调控及其在生物体发育和进化中的作用。
DNA复制、转录与翻译的过程与调控研究DNA的复制、转录和翻译等过程及其调控机制,揭示生物体遗传信息传递的规律。
蛋白质的结构与功能研究蛋白质的结构、功能及其与生物体代谢和生理功能的关系。
基因表达的调控研究基因表达的时空特异性及其调控机制,揭示生物体发育和适应环境的分子基础。
包括DNA 重组技术、基因克隆技术、核酸序列分析技术等,用于研究基因的结构和功能。
分子生物学实验技术生物信息学方法细胞生物学和遗传学方法结构生物学方法利用计算机科学和数学的方法对生物大分子数据进行处理和分析,揭示生物大分子的结构和功能。
通过细胞培养和遗传学手段研究基因在细胞和组织中的表达和功能。
利用X 射线晶体学、核磁共振等技术解析生物大分子的三维结构,揭示其结构与功能的关系。
02基因与基因组基因的概念与结构基因是遗传信息的基本单位,控制生物性状的基本因子。
基因的结构包括编码区和非编码区,编码区又可分为外显子和内含子。
基因通过DNA序列的特异性来实现其遗传信息的传递和表达。
基因组的组成与特点基因组是一个生物体所有基因的总和,包括核基因组和细胞器基因组。
基因组具有高度的复杂性和多样性,不同生物体的基因组大小和基因数量差异巨大。
基因组中存在着大量的重复序列和非编码序列,这些序列在生物进化、基因表达和调控等方面发挥着重要作用。
遗传学的基本概念与研究方法遗传学是生物学的重要分支之一,它研究的是生物之间的遗传规律和遗传变异现象,是解释生物多样性和驱动生态进化的关键科学。
本文将从基本概念与研究方法两个方面,介绍遗传学的基础知识。
基本概念基因基因是指生物在进化过程中通过遗传方法形成的基本遗传单位,是控制生物性状的基础。
每个基因是由DNA分子或RNA分子所编码的一种蛋白质。
这些蛋白质可以表达为生物的形态、生理学功能、行为和性状等。
因子因子是基因的另一种说法,是在遗传研究中,代表基因遗传物质的一种概念。
它包括两种形式,一种是显性因子,另一种是隐性因子。
显性因子具有支配基因并表达出其性状,隐性因子则只能在两个同样隐性因子相遇时表现出来。
基因型和表型基因型指本质上存在于某个生物的遗传性状的信息,具体表达的是基因的特征信息,它由一组基因所决定。
而表型指的是个体的可见性状,能够通过观察外部表现的形态、颜色、大小等确认。
基因型和表型之间的关系非常复杂,涉及基因之间的相互作用、表观遗传学、环境等因素。
杂交和自交在遗传学中,常常涉及到杂交和自交。
杂交指来自不同品种、属、种的两个生物之间进行交配的过程。
杂交能够产生新的品种,对培育新品种会有极其重要的作用。
而自交则指同一品种、属、种的生物之间交配的过程。
自交能够保持品种的稳定性,但如果长期进行自交,会导致品种退化、萎靡不振。
研究方法Mendel法则沃尔夫冈·冯·史陶芬贝格(Johann Gregor Mendel)提出了现代遗传学的基础,现代遗传学的父亲被认为是他。
他的遗传学实验,也称为孟德尔法则,对生物遗传的分析提供了方法和原则。
孟德尔试验的方法是选择具有两种表型特征的品种进行杂交,并通过分离性状、重组、变异统计以及参考相关理论知识,从父母基因中确定细胞遗传制度等重要问题。
DNA分析分子遗传学是现代遗传学的重要发展口径之一。
通过分析DNA、RNA、蛋白质等分子,来深入了解遗传规律和原理。