染色体的形态和结构

第二章染色体的形态和结构

第一节原核细胞和真核细胞

一.原核生物和真核生物的概念真核生物的遗传物质集中在有核膜包围的细胞核中，并与特定的蛋白质相结合，经过一定的等级结构形成染色体。

原核生物的遗传物质只以裸露的核酸分子方式存在，虽与少量的蛋白质结合，但是没有真核生物染色体那样的等级结构。习惯上，原核生物的核酸分子也称为染色体。

二、原核细胞与真核细胞的区别

在生物界中，从细胞结构来看，可分为两大类：1．为真核体。真核体包括：高等动植物、原生动物、真菌，以及一些藻类。2．为原核体。原核体包括：细菌、病毒以及蓝藻等。

两细胞系的区别如下：

①一个典型的真核细胞体积（10um）比一个原核细胞体积（1-10um）大约十几倍甚至上万倍，因此在化学组分的总量上不同，真核细胞总量远远高于原核细胞总量。

②在真核细胞中，有一个由核膜所包围的细胞核。在核中含有由DNA 、蛋白质、RNA 组

成的多条染色体

③原核体的染色体具有单个的DNA 或RNA 分子并在不同的有机体中表现不同。

④原核体细胞DNA 的总量比真核体细胞的DNA 总量少得多。但是就单个DNA 分子长度与该细胞大小相比却长得多。

⑤在遗传物质的交换与重组方面，真核生物通过雌雄配子融合形成合子并通过细胞分裂来完成遗传物质的交换与重组，而原核生物只是通过质粒介导来实现单向的遗传物质的交换。

⑥原核细胞mRNA 的合成在许多重要方面不同于真核细胞。

⑦原核细胞mRNA 常常在它的翻译刚开始之后，就开始从5'---端开始降解，即使它的合成还没有完成。

⑧细胞分裂方式不同，在原核细胞周期中，DNA 复制后，紧接着便是细胞分裂，而真核细胞的细胞周期可分为几个不同的时期。

⑨由于原核细胞无溶菌体，因此不能通过吞噬和胞饮作用来进行异物的消化作用，原核细胞的电子传递部位在细胞膜，而真核细胞的电子传递部位在线粒体膜。

上述差异只是原核细胞与真核细胞在细胞水平上的差异，在分子上水平，原核细胞与真核细胞还具有明显的不同，如基因的序列组织、遗传物质的复制以及基因结构、表达方式、产物修饰、调控等方面均各有特点。

三、原核生物和真核生物的起源虽然原核细胞和真核细胞在细胞水平与分子水平上具有明显的差异，但是所有有机体，不管

是真核生物还是原核生物，以及单细胞生物或多细胞生物，都是从原始细胞进化而来。虽然现在人类对生命进化的早期阶段还缺乏了解，但是作为生命的原始细胞，至少有两点我们可

1）必须具有某种形式的自我复制材料（也是核酸），来保证细胞完成自我复制的整个过程。

2）必须具有包被材料，使含有遗传信息的物质及原始细胞的其他成分保留在一起的范围内，以防止它们扩散到原始液质中，

另外，从遗传物质的本质（核酸）及遗传信息表达的基本路线（复制、转录、翻译）来看，原核生物与真核生物是完全相同的。因此当描述两种生物遗传信息的传递如何保证两者细胞的遗传一致性时，我们可以认为，尽管生核生物遗传信息阅读具有许多复杂步骤，但是两者在进化过程中遵循了相同的遗传法则。四、生物进化的二界论与三界论

两界论（原核生物和真核生物）认为所有生命均划分为原核生物和真核生物， 而且认为今天的

原核生物更接近于祖先（原始细胞）

，因而真核生物是从古代真核生物进化而来的。

1977,C.Woese 提出了三界论：即原核生物应当分为两界：古细菌（ archaebacteria ）和真细菌

（bacteriotida ），这两界彼此不同，就像它们不同于真核生物一样 五、原核体的染色体

1. 染色体的存在状态

2. 染色体的复制

凯思斯（CELirns ）于1963年用放射自显影技术首次证实。大肠杆菌具有环状染色体。

—标记的DNA^

未标记的DNA 儀

图,2大肠杆菌染色曲的放射自显影

经实验证明，一些原核体，如大肠杆菌、沙门氏菌、枯草杆菌，以及一些噬菌体的染色体都

自发地进行双向复制，这已被罗德里格斯（Rodriguez ）普雷斯科特（Prescott ）和库帕尔（Kuempel ）

图.3大肠杆菌染色体的敬射自显影

A.电推頼相描绘團；单向复鄭的曲期结畢：

<2.泯向夏制的張期佶集.

辛豐劈

赠DNA 铺在透析般上

等用放射自显影技术所证实

大肠杆菌架色休尿后

D =

伸洗底片，毎个黑点是 ‘H 故射出的疔粗子产生

---非标记DMA … 低活t£标记

DNA ―高活性标记DNA f 竄凰肓向

1968年吉尔伯特（Gilbert ）和德雷斯勒（Dressier ）在0X174噬菌体、入噬菌体等有机体中又发 现滚环

式复制模式。

图.4 DNA^制的滚环式模式图

3. 染色体的末端重复与环状排列

末端重复（term inal repetiti on ）也称末端冗（ 只0门§）余（term in ally redundancy ）:就是 T2 或

T4噬菌体双股链 DNA 分子两端带有相同的碱基顺序。

环状排列又称致环交换：指环状 DNA 在任意一处切开所产生的线状 DNA 分子。环状DNA

分子按这种途径切开就可能又多种致环交换分子。

第二节真核体的染色体 一、染色体的形态和结构

1细胞

细胞是生物体的基本结构单位，也是进行生命活动的基本功能单位。 细胞质：

线粒体、咼尔基体、核糖体、溶酶体等等。

核膜 细胞核

核液

细胞核质

常染色质

染色质

结构性异染色质

异染色质

功能性异染色质

2、线粒体

线粒体（mitochondria ）较普遍地存在于各种动物细胞中。除了为细胞内各项生命活动提供 能量以外，它是

细胞

1 •共析结合的X I 與的聂樋坏扶舟

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