2.11 进化与突变率
• 突变累积率驱动‘分子钟’，其应用要注意 是有缺陷的，并要小心校准。
• 突变是随机的，是生物进化的原始材料，自 然群体存在的遗传变异足以对不同环境的自 然选择作出反应，自然选择是影响生物进化 的主要因素，决定着生物进化的方向；由于 自然选择，处在不同环境下的有利基因分别 被固定，最终可使不同环境下的生物出现生 殖隔离而形成新物种。
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• Invertebrates Arbacia punctulata, the purple-spined sea urchin, classical subject of embryological studies Caenorhabditis elegans, a nematode, usually called C. elegans2 Euprymna scolopes, the Hawaiian bobtail squid, model for animal-bacterial symbiosis, bioluminescent vibrios. Drosophila, usually the species Drosophila melanogaster - a kind of fruit fly果蝇, famous as the subject of genetics experiments by Thomas Hunt Morgan and others. Easily raised in lab, rapid generations
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E. coli 16S rRNA
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蛋白质的合成
• 转录和翻译
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Gene content and genome size of various organisms
Organism Plant Human, mouse or rat Fugu fish Fruit Fly Worm Fungus Bacterium Mycoplasma genitalium DNA virus RNA virus Viroid
genes <50,000 25,000 40,000 13,767 19,000 6,000 500–6,000 500 10–900 1–25 0–1
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Important model organisms
• Viruses lambda phage Prokaryotes Escherichia coli (E. coli) Bacillus subtilis Mycoplasma genitalium - a minimal organism Vibrio fischeri - quorum sensing, bioluminescence and animal-bacterial symbiosis with Hawaiian bobtail squid Synechocystis, a photosynthetic cyanobacteria widely used in photosynthesis research.
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2.3.2 DNA的复制：引物5’→3’，DNA链3’→5’
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Arabidopsis thaliana, a plant, usually called Arabidopsis. A considerable amount of new knowledge today is being generated from studying this plant model. This mustard weed was the first plant to have its genome sequenced. Lotus japonicus a model legume plant. Nicotiana tabaccum cv. BY-2 (or Tobacco BY-2 cells) is suspension cell line. Useful for general plant physiology studies on cell level. Medicago truncatula a model legume. Rice is used as a model for cereal biology. Fungi Aspergillus nidulans, subject of genetics studies
2.7 非编码DNA
• 在真核生物中， 包括许多重复序列， 如小 卫 星 minisatellite 和 微 卫 星 microsatellite等.
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2.8 功能（编码）DNA
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• 同义密码
三联密码
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• 至今科学界仍不能回答为什么DNA上的三 联体密码子或RNA上的反密码子与相应的 氨基酸存在着密码关系，即遗传密码的起 源问题，它与手性起源都是生命起源中的 两个主要难题。
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2.2 核酸与生命的共同起源
DNA是普遍存在的遗传物质。生命也有 部分是由RNA（病毒）构成遗传。遗传 物质核酸“能够指导蛋白质的合成，从 而控制新陈代谢过程和性状”。
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2.3 DNA及RNA的结构
• 2.8.1 核糖体DNA 包括2个大rRNA（原核生物 16S 和 23S ， 真 核 生 物 17-18S 和 27-28S ） ， 小 rRNA（原核只有5S，真核有5S和5.8S）;间接 区域（ITS）相对受选择作用较小。
• 2.8.2 核结构（蛋白质编码）基因 大多数结 构（蛋白质编码）基因在单套基因组中以单考 贝存在。
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Unicellular eukaryotes
Saccharomyces cerevisiae - baker‘s yeast 酵母 or budding yeast (used in brewing and baking) Schizosaccharomyces pombe - fission yeast Neurospora crassa - red bread mold Chlamydomonas reinhardtii- a unicellular green alga used in photosynthesis research. Tetrahymena thermophila - a free living freshwater ciliated protozoan Multicellular eukaryotes
basepairs
<1011 3×109 4 × 108 1.3×108 9.7×107 1.3×107 5×105–107
580,000
5,000–800,000
1,000–23,000
~50张0 军y丽ou中r n山a大me学
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C-值悖论
• C-值悖论（ C-value enigma or C-value paradox ）是用来描述在真核生物物种中 核基因组大小的复杂变化谜团的术语。其 中心的问题是基因组的大小并不与生物体 的复杂性成正比，许多植物及一些单细胞 的原生生物具有比人类大得多的基因组。
• 一级结构 二级结构
三级结构
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血红蛋白的四级结构
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• 抗体：
免疫分子
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2.5 遗传密码和基因表达
• DNA双螺旋模型的建立及遗传密码的破译 是现代生物学发展史上的两个里程碑。
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2.6 基因组结构
• 在真核生物中，基因组中的编码基因的 碱基只占总碱基数中的2-50％，大部分 是非编码序列。
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第二章：
生态学中的 分子生物学
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2.1 生命的范畴：
细菌(蓝藻菌)（cyanobacteria）约出现于35亿 年前 真细菌（Eubacteria）W Australia发现 3465mya前化石 古 (细)菌（Archaea）约有35亿年历史 真核生物（Eukarya）出现于约 20001500mya
• 2.3.1 核 酸
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DNA（G,A,T,C）及RNA（G,A,C,U）的碱基及核糖