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1、第二章 遗传的细胞学基础,生物结构和功能的基本单位 细胞的分裂与生长 生物繁殖与遗传,第一节 与遗传直接有关的细胞器,线粒体：mtDNA / RNA / 核糖体 叶绿体： cpDNA / RNA / 核糖体 核糖体：rRNA（60%）蛋白质（40%） 内质网：蛋白质合成原料、产物的通道 细胞核：DNA复制、转录,第二节 染色体遗传物质的载体,基因（gene）：控制生物性状的遗传物质单位 染色质（Chromatin）： 染色体（Chromosome）：中期，具有固定的性状、大小。,一、染色体的形态特征:,着丝粒（初缢痕） 臂：臂比 长 / 短 次缢痕 随体： a.常在短臂； b.位置恒定； c.
2、染色体组的标志； d.核仁形成：随体染色体核仁形成中心染色体,各物种差异很大，染色体大小主要指长度，同一物种染色体宽度大致相同； 长: 0.20-50微米、宽: 0.20-2.00微米。 单子叶植物双子叶植物,二、染色体的大小,定义： 根据染色体的长度、着丝粒的位置、臂比、随体的有无，并借助染色体分带技术对某一生物的染色体进行分析、比较、排序、编号。 意义： （1）系统发育 （2）亲缘关系 （3）疾病诊断,三、染色体核型分析,什么是染色体分带技术,特殊的染料、染色方法，使同一染色体的不同区段呈现不同的染色效果带型，一般带型是相对稳定的。,人类染色体核型分析（Q带）,女,男,Eg 蚕豆的核型分析
3、,2n=12， 染色体长度：大小 臂比：大小 带型：同源编号,表1-1 水稻和玉米在细胞减数分裂的粗线期染色体的长度,四、同源染色体与非同源染色体,同源染色体: 长度、形态、结构（核型） 相同的一对染色体 非同源染色体:属于不同对的染色体， 互称非同源染色体,五、染色体数目,A染色体：生物体内数目、形状、大小恒定，增减有害 B染色体（副染色体、超数染色体）： 小 异染色质 能复制，数目不稳定 增减对生物影响小，太多则有害,一些生物的染色体数目,生物染色体的一般特点： 1数目恒定。 2体细胞(2n)是性细胞(n)的二倍。 3与生物进化程度无关。但可用于物种分类。 4染色体数目恒定也是相对的（如动
4、物的肝、植物的种子胚乳）。,第三节 染色体的结构,一、原核生物的染色体,1组成 (1)单个的DNA分子（单链/双链）:如细菌、多 数噬菌体和多数动物病毒； (2)单个的RNA分子 （单链/双链） :如植物病 毒、某些噬菌体和某些动物病毒。 2. 结构: 以前认为是“裸露”的 与RNA和碱性蛋白（）结合在一起。,大肠杆菌的染色体,二、真核生物染色体,1常染色质与异染色质,常染色质 异染色质 异固缩：同一染色体不同区段在细胞的不同分裂时期，染色差异（异相）现象。,一级结构：核小体 (nucleosome) 二级结构：螺线管(selenoid) H1 三级结构：Scaffold 四级结构：染色体,2
5、. 染色体的结构模型,核小体,组蛋白: H1 53个氨基酸 H2A 129个氨基酸 H2B 125个氨基酸 H3 133个氨基酸 H4 102个氨基酸1个核小体 (146bp DNA 1.75 圈) 连接丝（46bp）约200bp DNA*组蛋白在进化上很保守。,J. Painta & D. Coffey (1984) 提出的“染色体骨架放射环结构模型”,长度压缩800010000倍,着丝粒与端粒结构,着丝粒： 酿酒酵母： 端粒： 定义：真核生物染色体末端，含有重复序 列，并结合蛋白质 功能： 染色体末端的保护性“帽子” 参与间期核三维结构的建立 有利于染色体末端的复制,保守序列 ATrich
6、 中间序列 保守序列,第四节 细胞的有丝分裂 Mitosis,一 细胞周期,、,细胞周期的调控,研究十分活跃： 细胞分裂、增殖、分化与癌变等生命现象的最基本问题 需要两种因子： CDK（Cyclin dependent kinase）：细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶催化亚基 Cyclin：细胞周期蛋白CyclinABCDE调节亚基 细胞分裂的两个控制点： 即G1 S 和G2 M ,细胞一旦通过了这两个转折点,就开始了DNA 的复制和细胞的分裂.,MPFCDK4/6 CyclinD,MPF=CDK2+CyclinE+CyclinA DNA复制延续,G2 CyclinE分解CyclinB 合成P34c
7、dc2 P34cdc2磷酸化失活,cdc25基因表达 P34cdc2脱磷酸化活化细胞分裂有关的蛋白质磷酸化进入分裂期,二、有丝分裂过程,前期：染色质细长如丝、开始浓缩，核膜 核仁变淡。 中期：染色体，着丝粒排列，纺锤体形成。 后期：着丝粒一分为二。 末期：两极分离子细胞形成。,三、有丝分裂的特殊情况,DNA复制染色体分裂核分裂细胞质分裂,核内有丝分裂： 1)多线染色体，巨型染色体 （果蝇唾腺染色体） 2)多倍体细胞 （组培细胞）,？,多核细胞 （绒毡层细胞）,果蝇幼虫唾细胞巨型染色体,X 染色体,芸苔绒毡层多核细胞,四、有丝分裂的意义:,核均等分裂：遗传物质 质分裂不均一：组织分化,第五节 细
8、胞的减数分裂Meiosis,一、概念,减数分裂(meiosis)：是性母细胞成熟时配子形成过程中发生一种特殊的有丝分裂 特点： 1) 联会、交换 2) 两次分裂,二、减数分裂的过程,第一次分裂（M I）发生减数 前期 I 中期 I 后期 I 末期 I 第二次分裂（MII）同有丝分裂 前期 II 中期 II 后期 II 末期 II,第一次分裂,前期 I：（核特大、时间特长、功能多） 细：染色质细长如丝 偶：联会；联会复合体；二价体 粗：交换 双：交叉，端化 终：交叉完全端化,联会复合体,只存在于偶线期、粗线期与联会相联系的临时细胞器,交换,1,2,3,4,染色体：着丝粒 染色单体：DNA、C 姐
9、妹染色单体：12；34 非姐妹染色单体：13/14；23/24,中期 I：端化的交叉排列在赤道板上。 后期 I：同源染色体彼此分离染色体数减半 末期 I：染色体分向二级。,三、遗传学意义,遗传：2nn2n 变异: 变异来源： 1）粗线期交换； 2）后期 I，同源染色体彼此分离时， 非同源染色体自由组合分配到子细胞中时，有2n种组合方式。,第六节 配子的形成和受精,一、高等动物雌雄配子的形成,二、高等植物雌雄配子的形成,三、植物的双受精,双受精 种子嵌合体 嵌合体：遗传来源或组成不同的组织、器官或者个体。 种皮2n：来源于母本的珠被 种子 胚乳3n：2n母本；n父本 胚 2n：n母本；n父本 直感现象：胚乳直感、果实直感（区别）,无融合生殖(apomixis),概念：不经过雌雄配子的核融合的生殖方式。植物受精的特殊情况 类型：营养 孤雌生殖 n 孤雄生殖 有配子体 单性结实 2n 无配子体不定胚,结子,受精,不受精,第七节 生活周期,红色面包霉生活周期,n7,玉米生活周期,2n=20,果蝇的生活周期,2n8,
