02遗传的细胞学基础4h

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普通遗传学第二遗传细胞学基础

普通遗传学第二遗传细胞学基础

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1、减数分裂期Ⅰ
(1) 前期Ⅰ(prophase Ⅰ)
染色体进行配对和基因重组, 其形态特点变化复杂, 可进一 步划分为5 个时期:
① 细线期(leptotene) ② 偶线期(zygotene) ③ 粗线期(pachytene) ④ 双线期(diplotene) ⑤ 终变期(diakinesis)
一、原核细胞 1-10µm
1、细胞组成:
细胞壁:蛋白聚糖; 细胞膜: 细胞质:核糖体等;无膜胞器 拟核区:DNA、RNA等;
2、原核生物:
各种细菌、蓝藻等低等生物,由原核细胞
构成,统称为原核生物(prokaryote)。
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二、真核细胞
真核 生物
→细胞
细胞壁
内质网 线粒体
• 二价体排列在细胞中央,形 成赤道板.
• 细胞内出现纺锤丝, 产生 纺锤体.
• 每个二价体的着丝粒分别 朝向细胞两极.
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(3)后期Ⅰ
• 两条同源染色体分离,并
分别移向细胞两极.
• 细胞每一极只能得到两 条同源染色体中的一条, 从而导致子细胞内染色体 数目减少一半.
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• 6.染色体编号:
根据染色体长度、着丝点位置、长短臂比、 随体有无等特点进行编号。
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• 人类的23对染色体及其编号
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二、染色体数目
表2、一些生物的染色体数目

遗传的细胞学基础学

遗传的细胞学基础学
受精作用可保证物种染色体数恒定。
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2. 减数分裂的特点
(1)配对、联会、交叉、交换 (2)包括两次分裂:
第一次分裂染色体减数,这次分裂 的 前期较复 杂,又可细分为五期(细线期→偶线期→粗 线期→双线期→终变期)
第二次分裂染色体等数。
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水稻减数分裂 2021/2/4
• (1)防止染色体末端被酶切断. • (2)防止染色体结构变异,丢失了端粒的染色体会发生
结构变异,如:和别的染色体相接形成双着丝粒的 染色体,或自身首尾相接形成环状染色体。 • (3) 使染色体准确复制,若没有端粒,复制后形成的 DNA就会逐渐减短。
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• 常染色质和异染色质 • 染色体对碱性染料的反应不一样, • 有些部位染色深,异染色质 • 有些部位染色浅,常染色质 • 异固缩现象: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。
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• 常染色质区在遗传上是活跃的,这个部位的基因可以决定 生物的性状,异染色质区的基因是惰性的,处于沉默状态, 对性状一般不起作用。结构上:常染色质折叠压缩程度低, 处于伸展状态;异染色质折叠压缩程度高,处于聚缩状态。 功能上:常染色质转录比较活跃;异染色质没有转录活性。
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• ㈢细胞核:核膜、核液、核仁、染色质或称 染色体。
• 染色质或染色体:在细胞核内,能被碱性 染料染色的纤细的网状物质,为核糖核蛋白复 合体。
• 染色质和染色体是同一种物质在不同时期 的不同存在形式。
• 植物细胞与动物细胞的差异? 植物细胞有细胞壁、液泡、叶绿体,动物细 胞没有,但有中心体。
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第二节(真核生物)染色体的形态和数目
色体,臂比≈1(臂比=长臂/短臂)。 • 2.“L”形:长臂是短臂的2~3倍。为近中着丝粒染

普通遗传学2第二章遗传的细胞学基础

普通遗传学2第二章遗传的细胞学基础

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缩写
M m sm St t T
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• 4.大小:
(1).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:
–植物:
长约0.20-50 m、 宽约0.20-2.00 m 。
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(2).高等植物中单子叶植物的染色体一般 比双子叶植物要大些
•蚕豆 配子中染色体(n=6)的核苷酸对为2×1010, 长度6000mm。
•豌豆 配子中染色体(n=7)的核苷酸对为3×1010,
长度10500mm。
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三、各类型细胞之间的比较
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第二节 染色体的形态和数目
一、染色体的形态特征:
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• 1.重要性:
(1).几乎所有生物细胞中均存在染色体;
(2).各物种染色体均各有其特定的形态特征,在 细胞分裂的中期和早后期最为明显和典型;
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• 6.染色体编号:
根据染色体长度、着丝点位置、长短臂比、 随体有无等特点进行编号。
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• 人类的23对染色体及其编号
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二、染色体数目

2第二章-遗传的细胞学基础

2第二章-遗传的细胞学基础
色体。 由DNA到核小体――30nm染色质纤维几乎都公认是
按螺旋方式缩集的,染色体的最高层次结构是由300nm 左右的染色线以螺旋方式缩集的,这四个等级的演变都 是通过螺旋化实现的,因此称之为多级螺旋模型 (multiple coiling model)。
染色体组装示意图
染色体组装
细胞线粒体中发现了DNA和RNA)
2. 叶绿体(chloroplast) (1962年 Ris & Plant 在衣藻叶绿体中发
现DNA)
(一)细胞质遗传体系
线粒体 – DNA、RNA(mRNA、tRNA、rRNA)、 核糖体、氨基酸活化酶。 – 具有自我繁殖所必需的基本成分和独 立进行转录和翻译的功能。 – 半自主性的细胞器
根据随体在染色体上的位 置,可分为两大类: 随体 处于末端的,称为端随体 ;处于两个次缢痕之间的 称为中间随体。
5.端粒(Telomere)
是染色体端部的特殊结构,是一条完整染色体所不可 缺少的。通常是由富含G的短的串联重复序列DNA以及 端粒蛋白组成。
端粒蛋白又称端粒酶(telomerase),由RNA和蛋白 质组成,具有逆转录酶活性。端粒与维持染色体的完 整性和个体性、染色体在核内的空间分布以及减数分 裂同源染色体配对有关。
生物的染色体在体细胞内通常是成对存在的,即 形态、结构、功能相似的染色体都有2条,它们 称为同源染色体(homologous chromosome)
形态、结构、功能彼此不同的染色体称为非同源 染色体(non-homologous chromosome)
特异染色体
巨大染色体(giant chromosome) 多线染色体(poletene chromosome)
(二)染色体的结构-四级结构模型

遗传的细胞学基础 (2)

遗传的细胞学基础 (2)

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原核细胞和真核细胞的对比
类别 细胞大小 细胞核
染色体
DNA、RNA和蛋白质的 合成
细胞质 细胞壁
生物种类
原核细胞
真核细胞
很小(1-10微米)
无核膜和核仁,无真正 的细胞核。
较大(10-100微米)
有核膜和核仁,有真正 的细胞核。
裸露的DNA分子,不与 蛋白质结合,每个细胞 内只有一条大型环状 DNA(染色体).
连接线
54bpDNA(0.25圈) 组蛋白H1
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(一)一级结构-核小体
• 核小体中DNA的长度为200bp,缠绕2圈。 • 核小体的直径为11nm,外绕DNA螺距为
5.5nm,即核小体的高度为11nm。 • DNA长度压缩倍数计算: 200bpDNA展开长度:200×0.34=68nm 形成核小体后,200bp碱基对压缩为:11nm 压缩倍数:7倍
第二章 遗传的细胞学基础
第一节 细胞概说 第二节 遗传物质的载体-染色体 第三节 染色体在细胞分裂中的传递 第四节 配子的发生和染色体周史
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第一节 细胞概说
一、细胞分类 ★ 构成细胞的生活物质称原生质,根据原 生质的差异和遗传物质的存在方式把细胞 分为两类:原核细胞和真核细胞 ★ 原核细胞和真核细胞对比
染色体是遗传物质的主要载体。
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第二节遗传物质的载体-染色体
一、染色体的一般形态结构 形态研究的依据:细胞分裂中期和早后期的
染色体。
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唐氏综合症,21三体型,也称先天愚型,发生 率1.5%,40岁以上高龄产妇易生。

第一章遗传的细胞学基础

第一章遗传的细胞学基础

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染色体带型分析:
通过特殊处理,使得染色体不同区段螺旋化程度和收 缩方式不同,染色后就会出现染色程度不同的带形。
由于染色体的部分螺旋化方式、程度是特定的,因此 一种好的分带程序能够使染色体呈现丰富而稳定的带形。
利用细胞内各染色体带形进一步区分、识别染色体。
2020/1Байду номын сангаас/3
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(二)染色体的类型
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同源染色体与异源染色体: 二倍体生物体细胞染色体都是成对存在的 同源染色体:形态结构大小相同的一对染色体。一 个来自父本、一个来自母本。 异源染色体:形态结构大小不同的染色体,互称为 异源染色体。
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染色体组型分析:
➢在细胞学制片(光学)显微观察基础上,统计细胞内染色体数 目、并根据染色体的长度、着丝粒的位置、次缢痕和随体等 特征区分、识别物种全部染色体的研究。主要包括同源染色
体配对、编号等工作。 ➢组型分析对于研究物种的起源与进化、亲缘关系、分类及鉴
定具有重要参考价值。
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组成:
➢ 着丝点 ➢ 染色体臂 ➢ 主缢痕 ➢ 次缢痕 ➢ 随体
识别染色体的特征有:
➢ 染色体的大小(主要是指长度) ➢ 着丝点的位置(或长短臂的比例) ➢ 次缢痕和随体的有无及位置
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三、遗传物质的分布和存在形式

02普通遗传学遗传的细胞学基础

02普通遗传学遗传的细胞学基础
图2-11 芍药染色体
10μm
图2-12 普通小麦细胞分裂中期染色体形态2n=42
4μm
草棉 2n=26
4μm
4μm
中棉 2n=26
4μm
4μm
图陆22n地=-5棉12 3 棉花染色体形海 2n岛=5态棉2
图2-14
5、类别:
同源染色体(homologous chromosome): 形态和结构相同的一对染色体;
期DNA复制。
⑴多核细胞:细胞核
芸苔类:绒毡层多核细胞
多次分裂,而细胞质
不分裂������ 形成具有
很多游离核的多核细
胞。
图2-30 多核细胞
⑵ 核内有丝分裂:核内染色体中染色线连续复 制,但着丝点不裂开������ 形成多线染色体。 ������ 例如双翅昆虫摇蚊、果蝇幼虫唾腺细胞出 现巨型染色体,其染色体中染色质线可多达1000 条以上,并具有不同的条纹和条带。
2.遗传学意义:由于减数分裂只发生在配子形成 之前,所以通过有性繁殖产生的雌雄配子,其 染色体数都比体细胞减少一半;每个配子中各 含有n个染色体。当雌、雄配子通过受精结合 为合子时,便又恢复为2n个染色体。这样就 保证了各种生物染色体数目及其遗传物质的稳 定。
3. 产生变异 在前期1非姐妹染色单体交叉互换可为生物变异提供物
2个子细胞������ 染色体分裂无规律������ 整个过程 看不到纺锤丝。
高等植物某些生长迅速部分可以发生: • 小麦茎节部分和番茄叶腋发生新枝处; • 一些肿瘤和愈伤组织常发生无丝分裂。
2. 有丝分裂(mitosis):
在整个过程染色体会产生有规律的变化,包 括两个紧密过程:
核分裂为二������ 细胞质分裂,二个子细胞各 含一个核。

2 遗传的细胞学基础

2 遗传的细胞学基础
疾病
胞质遗传
线、基因独立分配
基因重组、连锁遗传
遗传和变异
环境因子
环境因子 配子自由组合
染色体自由组合
G1、S、G2
遗传分子基础
基因、染色体变异
环境因子
环境、表型
第二章 遗传的细胞学基础
第一节 细胞的结构和功能 第二节 染色体的形态、数目和结构 第三节 体细胞分裂与细胞周期 第四节 细胞的减数分裂 第五节 生物的生殖 本章要点
• 组蛋白:H2A、H2B、H3、H4四种组蛋白各两分子的八 聚体,直径约10nm).
• DNA链:DNA双螺旋链盘绕于组蛋白八聚体表面1.75圈, 约合146bp.
核小体的结构示意图

(三)、 染色体的结构模型
染色质的不同状态:
– 在DNA进行复制或转录时(主要在间期),必须(局部)以 DNA单链状态存在,所以核小体的结构也必须解开(染 色质呈松弛状态);
染色体臂长度和着丝粒的位置是染色体识别与编号的另一个重 要特征。
(四)、 次缢痕(secondary constriction)和随体(satellite)
某些染色体的一个或两个臂上往往 还具有另一个染色较淡的缢缩部位, 称为次缢痕,通常在染色体短臂上。
次缢痕末端所带有的圆形或略呈长 形的突出体称为随体。
在此要强调的细胞器是:
– 核糖体:主要成分是蛋白质和rRNA,是合成蛋白 质的主要场所,是遗传信息表达的主要途径。
– 线粒体和叶绿体:分别是有氧呼吸和光合作用的场 所,但它们含有DNA、RNA等成分,研究表明: 这些核酸分子也具有遗传物质的功能
四、 细胞核 (nucleus)
细胞核的形状一般为圆球 形,其形状、大小也因生 物和组织而异。 细胞核是遗传物质集 聚的场所,对细胞发育和 性状遗传起着控制作用。

第二章 遗传的细胞学基础

第二章  遗传的细胞学基础

六.病毒RNA的自我复制和反向转录
1、病毒RNA的自我复制



(1).单链RNA病毒 先以自己(+ 链) 为模板合成一条互补 单链(―链)������ 形成 双螺旋的复制型。 (2).―链从+链模板 中放释出来。 (3).以―链为模板复 制一条互补的+链������ 形 成一条新的病毒RNA
2、RNA的反转录
常染色质 异染色质
在间期或细胞分 DNA处于舒展状 DNA处于凝固缩 裂前期时染色质 态,螺旋较松驰, 状态,高度螺旋, 状态 染色较浅 染色较深
遗传信息表达 基因经常地转录 基因很少表达或 和翻译,表达出特 不表达,是惰性区 定的性状,是活性 域 区域 染色质解旋较 慢,DNA复制较 晚
DNA复制的时期 染色质解旋较 早,DNA复制较 快
复制速度
复制机构 复制的精确度
慢,约复制50bp/s
快,约1000bp/s
所需的酶和蛋白质的种类及 较少而简单 结构多且复杂 精确度非常高,出错率仅为 精确度稍低出错率为 3bp/109bp 1bp/105bp
五 、 DNA转录
(一)、 DNA转录

1、转录的非对称性 2、转录是RNA聚合酶聚合4种碱基的过程 3、需要转录机器——RNA聚合酶和多种辅助因子 4、转录的起始与终止非常严格(启动子 终止子) 5、转录时存在增强子 6、转录过程可分为启动—延伸—终止

1、双螺旋稳定的力
小 沟
氢键 碱基堆积力(疏水相互 作用及范德华力) 离子键等

大 沟
根据碱基互补原则,若测知某条DNA分子 的一种碱基的含量,是否能求出其它三种 碱基的含量? 例:某种生物的DNA分子中,经测知含 13%的鸟嘌呤,那么其它三种碱基的含量 是多少呢? C13%、A37%、T37%
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了解核型分析的目的、意义,掌握核型分析的方法。
了解内源有丝分裂与多线染色体。
第一节 细胞的结构与功能
根据构成生物体的基本单位,可以将生物分为:

非细胞生物:包括病毒、噬菌体(细菌病毒)、朊病毒 (有活性的蛋白质),具有前细胞形态的构成单位。
细胞生物:以细胞为基本单位的生物


原核生物(prokaryote):(原核细胞) 细菌、蓝藻(蓝细菌) 真核生物(eukaryote) : (真核细胞) 原生动物、单细胞藻 类、真菌、高等植物、动物、人类
测可能与核内蛋白质的合成有关。
核仁和染色质存在于核液中。
3. 核仁(nucleolus)
结构:核仁为无膜包裹的、形态不规则的、一
半致密而坚实、另一半呈海绵状的小体,主要 由蛋白质和 RNA 组成,还可能存在少量的类脂 和DNA。
数目:一个或几个,折光率高,呈球形。核仁
往往与个别染色体的特定部位(核仁组织者区 域)相联系。细胞分裂过程中也会暂时分散。

染色质和染色体是同一物质在细胞周期的不同时期 不同的形态表现。
染色质与染色体
细菌、动物与植物细胞的比较
第二节 染色质和染色体
(1)染色质的化学组成
染色质=蛋白质+DNA
组蛋白:

H1 2H2A 2H2B 2H3 2H4
高度保守 进行乙酰化、磷酸化及甲基化等修饰而改变基因 的转录活性 种类多 有种属和组织特异性 为转录调控因子
(3)染色质的类型

间期核中的染色质,根据其螺旋化程度及染色程度 分为常染色质和异染色质两类。
第二章 遗传的细胞学基础(4学时)
细胞学中与遗传学紧密相关的内容:
•细胞的结构与功能
•细胞分裂与生物生长发育及繁殖行为
遗传学研究的侧重点:
•细胞核的结构功能、染色体形态、结构和数目; •细胞有丝分裂、减数分裂、两性细胞融合(受精) 的过程及其染色体的行为变化;
•有丝分裂、减数分裂及受精的生物学意义。
四、 细胞核 (nucleus)

形态
真核细胞的细胞核一般为球形或卵圆形。原核细
胞的细胞无定形的细胞核,只有一团核物质,称 为拟核(nucleoid)或核质体(chromatin body )。

数量
通常是一细胞一核,少数细胞有多核(如变虫)
或无核(如哺动物的红血球细胞)。

功能
是遗传物质集聚的主要场所,它对控制细胞发育
主要由磷脂双分子层和蛋白分子组成。 细胞内的许多其它构成部分也具有膜结构,称为膜 相结构(membranous structure);相对地,不具 有膜的部分则称为非膜相结构(non-membranous structure) 。 膜结构对细胞形态、生理生化功能的重要作用:


选择性透过某些物质,大分子物质通过微孔进出细胞; 提供生理生化反应的场所; 对细胞内空间进行分隔,形成结构、功能不同又相互协 调的区域。
非组蛋白:

(2)染色质的结构
染色质的结构: “串珠结构”:
组蛋白八聚体(2H2A+
2H2B+2H3+2H4)构成核心。
核心外缠绕约146bp的DNA片段构成核心颗粒。 核心颗粒与DNA连接部(约60bp的DNA片段和H1)
构成核小体。
核小体(nucleosome)是染色质的基本单位
三、 细胞质(cytoplasm)
指细胞膜以内,细胞核以外所有物质的统称。
细胞质中分布着蛋白纤丝组成的细胞骨架及
各种细胞器。
细胞器:细胞器是指细胞质内除了核以外的
一些具有一定形态、结构和功能的物体 。

线粒体(mtDNA)、质体(叶绿体ctDNA,白色 体,有色体)、内质网(粗面内质网、滑面内质 网)、核糖体、高尔基体、中心体(动物细胞特 有)。
功能:合成rRNA;与蛋白质结合形成核糖体
亚单位的前体。
4. 染色质(chromatin)和染色体(chromosome)

染色质(包括常染色质和异 染色体: 染色质):细胞分裂间期 是遗传信息的主要载体; 核内,对碱性染料着色均 具有稳定的、特定的形态 匀的网状、丝状的物质。 结构和数目; 染色体:细胞分裂期,核 具有自我复制能力; 内染色质高度螺旋化,折 在细胞分裂过程中数目与 叠盘曲而成的杆状小体。 结构呈连续而有规律性的变 其形态结构相对稳定。 化。
和性状遗传都起主导作用。

结构
1.
核膜 2. 核液 3. 核仁 4. 染色质和染色体
1. 核膜(nuclear membrane)

核膜是双层膜,对核与质间起重要的分隔作用;

细胞核与细胞质又不是完全隔离的,核膜上分布有一些直径约
40-70nm的核孔(nuclear pore),利于质与核间进行大分子物 质的交换。
真核细胞:
细胞壁(植物) 、细胞膜、细胞质、
细胞核。
病毒的结构
原核细胞
2.2
动物细胞与植物细胞比较
动物细胞
植物细胞
动物细胞与植物细胞的比较
一、 细胞壁(cell wall)
与动物细胞不同,植物细胞具有细胞壁及穿壁 胞间连丝(plasmodesma)。 对细胞的形态和结构起支撑和保护作用。
目 录
本章要求
第一节 细胞的结构和功能
第二节 染色质和染色体 第三节 细胞分裂 第四节 配子的发生、受精和生活周期 复习思考题
本章要求

了解真核细胞与遗传、变异相关的细胞器及结构与功
能。

了解染色质的基本结构与染色体的结构模型。 能识别细胞分裂各时期染色体形态特征和行为变化 掌握有丝分裂和减数分裂的生物学意义。

核膜在细胞分裂过程中存在一个“解体-重建”的过程,并可 作为细胞分裂中期:核膜解体; 进入细胞分裂末期:核膜重建。
2. 核液(nuclear sap)
充满核内的液体状物质称为核液,也称为核浆
或核内基质。
核液主要成分为蛋白质、RNA、酶等。 其中存在一种与核糖体大小类似的颗粒,据推
正是因为存在这一独特的结构,使得植物遗传的 研究与动物遗传研究有了比较大的差异(更困难), 尤其是在进入分子水平或者说是在进行细胞工程 和基因工程研究时,这一点尤其突出。
构成植物细胞壁的化学成分有: 纤维素、半纤
维素、果胶质
二、 细胞膜(cell membrane/plasmalemma)

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