中國農(nóng)業(yè)大學遺傳學 遺傳的細胞學基礎

第二章遺傳的細胞學基礎生物結構和功能的基本單位細胞的分裂與生長生物繁殖與遺傳第一節(jié)與遺傳直接有關的細胞器線粒體：mtDNA/RNA/核糖體葉綠體：cpDNA/RNA/核糖體核糖體：rRNA（60%）＋蛋白質（40%）內質網(wǎng)：蛋白質合成原料、產(chǎn)物的通道細胞核：DNA復制、轉錄第二節(jié)染色體－遺傳物質的載體基因（gene）：控制生物性狀的遺傳物質單位染色質（Chromatin）：染色體（Chromosome）：中期，具有固定的性狀、大小。一、染色體的形態(tài)特征:著絲粒（初縊痕）臂：臂比＝長/短次縊痕隨體：a.常在短臂；b.位置恒定；c.染色體組的標志；d.核仁形成：隨體染色體＝核仁形成中心染色體各物種差異很大，染色體大小主要指長度，同一物種染色體寬度大致相同；長:0.20-50微米、寬:0.20-2.00微米。單子葉植物>雙子葉植物二、染色體的大小定義：根據(jù)染色體的長度、著絲粒的位置、臂比、隨體的有無，并借助染色體分帶技術對某一生物的染色體進行分析、比較、排序、編號。意義：（1）系統(tǒng)發(fā)育（2）親緣關系（3）疾病診斷三、染色體核型分析什么是染色體分帶技術特殊的染料、染色方法，使同一染色體的不同區(qū)段呈現(xiàn)不同的染色效果－帶型，一般帶型是相對穩(wěn)定的。人類染色體核型分析（Q帶）女男Eg蠶豆的的核型分析2n=12，，染色體長長度：大小臂比：大小帶型：同源＋＋編號表1-1水稻和玉米在在細胞減數(shù)分分裂的粗線期期染色體的長長度四、同源染色色體與非同源源染色體同源染色體:長度、形形態(tài)、結構（（核型）相同的一對染染色體非同源染色體體:屬于不同同對的染色體體，互稱非同源染染色體五、染色體數(shù)目A染色體：生生物體內數(shù)目目、形狀、大大小恒定，增增減有害B染色體（副副染色體、超超數(shù)染色體））：小異染色質能復制，數(shù)目目不穩(wěn)定增減對生物影影響小，太多多則有害一些生物的染色體數(shù)目生物染色體的的一般特點：：1．數(shù)目恒定定。2．體細胞(2n)是性性細胞(n)的二倍。3．與生物進進化程度無關關。但可用于于物種分類。。4．染色體數(shù)數(shù)目恒定也是是相對的（如如動物的肝、、植物的種子子胚乳）。第三節(jié)染染色體的結結構一、原核生物的染染色體1．組成(1)．．單單個個的的DNA分子子（（單單鏈鏈/雙雙鏈鏈））:如細細菌菌、、多多數(shù)噬噬菌菌體體和和多多數(shù)數(shù)動動物物病病毒毒；；(2)．．單單個個的的RNA分子子（（單單鏈鏈/雙雙鏈鏈））:如如植植物物病病毒、、某某些些噬噬菌菌體體和和某某些些動動物物病病毒毒。。2.結構構:以前前認認為為是是““裸裸露露””的的與RNA和和堿堿性性蛋蛋白白（（＋＋））結結合合在在一一起起。。大腸腸桿桿菌菌的的染染色色體體二、真核生物物染色體1．常染色質質與異染色質質常染色質異染色質異固縮：同一一染色體不同同區(qū)段在細胞胞的不同分裂裂時期，染色色差異（異相相）現(xiàn)象。常染色質異染色質染色較淡深分布于染色質兩臂著絲粒附近，染色質末端復制較早較晚前期中期收縮程度大收縮程度小，末期不解旋、不去濃縮遺傳功能活躍，含基因惰性，不含基因，位置、劑量效應一級結構：核核小體(nucleosome)二級結構：螺螺線管(selenoid)–H1三級結構：Scaffold四級結構：染染色體2.染色體體的結構模型型核小體組蛋白:H153個氨基酸H2A129個氨基酸H2B125個氨基酸H3133個氨基酸H4102個氨基酸1個核小體(146bpDNA1.75圈)＋＋連接絲（46bp）約200bpDNA*組蛋白在在進化上很保保守。J.Painta&D.Coffey(1984)提出的“染色色體骨架—放放射環(huán)結構模模型”長度壓縮8000~10000倍著絲粒與端粒粒結構著絲粒：釀酒酵母：端粒：定義：真核生生物染色體末末端，含有重重復序列，并結合蛋蛋白質功能：－染染色體末端的的保護性“帽帽子”－參與間期期核三維結構構的建立－有利于染染色體末端的的復制保守序列AT－－rich中中間序列保保守序序列第四節(jié)細胞的有絲分分裂Mitosis一細細胞周期、細胞周期的調調控研究十分活躍躍：細胞分裂、增增殖、分化與與癌變等生命命現(xiàn)象的最基基本問題需要兩種因子子：CDK（Cyclindependentkinase）：細胞胞周期蛋白依依賴性蛋白激激酶－催化亞亞基Cyclin：細胞周期期蛋白CyclinABCDE－調調節(jié)亞基細胞分裂的兩兩個控制點：：即G1→S和G2→→M,細細胞一旦通過過了這兩個轉轉折點,就開開始了DNA的復制和和細胞的分裂裂.MPF＝CDK4/6＋＋CyclinDMPF=CDK2+CyclinE+CyclinADNA復制延延續(xù)G2CyclinE分解CyclinB合成＋P34cdc2P34cdc2磷酸化失活cdc25基基因表達P34cdc2脫磷酸化活化細胞分裂有關關的蛋白質磷磷酸化進入分裂期期二、有絲分裂裂過程前期：染色質質細長如絲、、開始濃縮，，核膜核仁變淡。中期：染色體體，著絲粒排排列，紡錘體體形成。后期：著絲粒粒一分為二。。末期：兩極分分離子細胞形成成。三、有絲分裂裂的特殊情況況DNA復制染色體分裂裂核分裂細胞質分裂裂核內有絲分裂裂：1)多線染色色體，巨型染染色體（果蠅唾腺染染色體）2)多倍體細細胞（組培細胞））？多核細胞（絨氈層細胞胞）果蠅幼蟲唾細細胞巨型染色色體X染色體蕓苔絨氈層多多核細胞四、有絲分裂的意意義:核均等分裂：：遺傳物質質分裂不均一一：組織分化化第五節(jié)細胞的減數(shù)分分裂Meiosis一、概念減數(shù)分裂(meiosis)：是性性母細胞成熟熟時配子形成成過程中發(fā)生生一種特殊的的有絲分裂特點：1)聯(lián)會、、交換2)兩次分分裂二、減數(shù)分裂裂的過程第一次分裂（（MI）－發(fā)生減數(shù)數(shù)前期I中期I后期I末期I第二次分裂（（MII）－同有絲分分裂前期II中期II后期II末期II第一次分裂前期I：（核特大、時時間特長、、功能多））細：染色質質細長如絲絲偶：聯(lián)會；；聯(lián)會復合體體；二價體粗：交換雙：交叉，，端化終：交叉完完全端化聯(lián)會復合體體只存在于偶偶線期、粗粗線期與聯(lián)聯(lián)會相聯(lián)系系的臨時細細胞器交換1234染色體：著著絲粒染染色單體：：DNA、、C姐妹染色單單體：12；34非姐妹染色色單體：13/14；23/24中期I：端化化的交叉叉排列在在赤道板板上。后期I：同源源染色體體彼此分分離染色體數(shù)數(shù)減半末期I：染色色體分向向二級。。三、遺傳傳學意義義遺傳：2nn2n變異:變變異來源源：1）粗線線期交換換；2）后期期I，，同源染染色體彼彼此分離離時，非非同源染染色體自自由組合合分配到到子細胞胞中時，，有2n種組合方方式。第六節(jié)配子的形形成和受受精一、高等等動物雌雌雄配子子的形成成二、高等等植物雌雌雄配子子的形成成三、植物物的雙受受精雙受精種子－嵌嵌合體嵌合體：：遺傳來來源或組組成不同同的組織織、器官官或者個個體。種皮－2n：來來源于母母本的珠珠被種子胚乳－3n：2n－母母本；n－父本本胚－－2n：n－－母本；；n－父父本直感現(xiàn)象象：胚乳乳直感、、果實直直感（區(qū)區(qū)別）無融合生生殖(apomixis)概念：不不經(jīng)過雌雌雄配子子的核融融合的生生殖方式式。－植植物受精精的特殊殊情況類型：營營養(yǎng)孤雌生殖殖n孤孤雄雄生殖有配子體體單單性結結實2n無配子體體－不定定胚結子受精不受精