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1、第二章第二章 遺傳的細胞學基礎遺傳的細胞學基礎1.生物結構和功能的基本單位生物結構和功能的基本單位2.細胞的分裂與生長細胞的分裂與生長3.生物繁殖與遺傳生物繁殖與遺傳第一節(jié)第一節(jié) 與遺傳直接有關的細胞器與遺傳直接有關的細胞器1.線粒體：線粒體：mtDNA/RNA/核糖體核糖體2.葉綠體：葉綠體：cpDNA/RNA/核糖體核糖體3.核糖體：核糖體：rRNA（60%）蛋白質（）蛋白質（40%）4.內(nèi)質網(wǎng)：蛋白質合成原料、產(chǎn)物的通道內(nèi)質網(wǎng)：蛋白質合成原料、產(chǎn)物的通道5.細胞核：細胞核：DNA復制、轉錄復制、轉錄第二節(jié)第二節(jié) 染色體遺傳物質的載體染色體遺傳物質的載體基因（基因（gene）：控制生物性狀

2、的遺傳物質單位）：控制生物性狀的遺傳物質單位染色質（染色質（Chromatin）：）：染色體染色體（Chromosome）：中期，具有固定的性狀、）：中期，具有固定的性狀、大小。大小。1.著絲粒（初縊痕）著絲粒（初縊痕）2.臂：臂比臂：臂比 長長/短短3.次縊痕次縊痕4.隨體：隨體：5.5.a.a.常在短臂；常在短臂；常在短臂；常在短臂；6.6.b.b.位置恒定；位置恒定；位置恒定；位置恒定；7.7.c.c.染色體組的標志；染色體組的標志；染色體組的標志；染色體組的標志；8.8.d.d.核仁形成：隨體染色體核仁形成中心染色體核仁形成：隨體染色體核仁形成中心染色體核仁形成：隨體染色體核仁形成中心

3、染色體核仁形成：隨體染色體核仁形成中心染色體各各各各物物物物種種種種差差差差異異異異很很很很大大大大，染染染染色色色色體體體體大大大大小小小小主主主主要要要要指指指指長長長長度度度度，同同同同一一一一物種染色體寬度大致相同；物種染色體寬度大致相同；物種染色體寬度大致相同；物種染色體寬度大致相同；長長長長:0.20-50:0.20-50:0.20-50:0.20-50微米、寬微米、寬微米、寬微米、寬:0.20-2.00:0.20-2.00:0.20-2.00:0.20-2.00微米。微米。微米。微米。單子葉植物單子葉植物單子葉植物單子葉植物 雙子葉植物雙子葉植物雙子葉植物雙子葉植物l定義：定義：

4、根據(jù)染色體的長度、著絲粒的位置、臂比、隨根據(jù)染色體的長度、著絲粒的位置、臂比、隨體的有無，并借助體的有無，并借助染色體分帶技術染色體分帶技術對某一生物對某一生物的染色體進行分析、比較、排序、編號。的染色體進行分析、比較、排序、編號。l意義：意義：（1）系統(tǒng)發(fā)育）系統(tǒng)發(fā)育 （2）親緣關系）親緣關系 （3）疾病診斷）疾病診斷什么是染色體分帶技術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，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。一般帶型是相對穩(wěn)定的。人類染色體核型分析（人類染色體核型分析（Q帶）帶）女女男

5、男Eg 蠶豆的核型分析蠶豆的核型分析2n=122n=12，染色體長度：大染色體長度：大染色體長度：大染色體長度：大小小小小 臂比：臂比：臂比：臂比：大大大大小小小小 帶型：同源編號帶型：同源編號帶型：同源編號帶型：同源編號表1-1 水稻和玉米在細胞減數(shù)分裂的粗線期染色體的長度水稻和玉米在細胞減數(shù)分裂的粗線期染色體的長度四、同源染色體與非同源染色體四、同源染色體與非同源染色體u同源染色體同源染色體:長度、形態(tài)、結構（核型）長度、形態(tài)、結構（核型）相同的一對染色體相同的一對染色體u非同源染色體非同源染色體:屬于不同對的染色體，屬于不同對的染色體，互稱非同源染色體互稱非同源染色體A A染色體：生物體

6、內(nèi)數(shù)目、形狀、大小恒定，增染色體：生物體內(nèi)數(shù)目、形狀、大小恒定，增染色體：生物體內(nèi)數(shù)目、形狀、大小恒定，增染色體：生物體內(nèi)數(shù)目、形狀、大小恒定，增減有害減有害減有害減有害B B染色體（副染色體、超數(shù)染色體）：染色體（副染色體、超數(shù)染色體）：染色體（副染色體、超數(shù)染色體）：染色體（副染色體、超數(shù)染色體）：a)小小小小b)異染色質異染色質異染色質異染色質c)能復制，數(shù)目不穩(wěn)定能復制，數(shù)目不穩(wěn)定能復制，數(shù)目不穩(wěn)定能復制，數(shù)目不穩(wěn)定d)增減對生物影響小，太多則有害增減對生物影響小，太多則有害增減對生物影響小，太多則有害增減對生物影響小，太多則有害生物染色體的一般特點：生物染色體的一般特點：1 1數(shù)目恒

7、定。數(shù)目恒定。2 2體細胞體細胞(2n)(2n)是性細胞是性細胞(n)(n)的二倍。的二倍。3 3與生物進化程度無關。但可用于物種分類。與生物進化程度無關。但可用于物種分類。4 4染色體數(shù)目恒定也是相對的（如動物的肝、植物染色體數(shù)目恒定也是相對的（如動物的肝、植物的種子胚乳）。的種子胚乳）。第三節(jié)第三節(jié) 染色體的結構染色體的結構1組成組成 (1)單個的單個的DNA分子（單鏈分子（單鏈/雙鏈）雙鏈）:如細菌、多如細菌、多 數(shù)噬菌體和多數(shù)動物病毒；數(shù)噬菌體和多數(shù)動物病毒；(2)單個的單個的RNA分子分子（單鏈（單鏈/雙鏈）雙鏈）:如植物病如植物病 毒、某些噬菌體和某些動物病毒。毒、某些噬菌體和某些

8、動物病毒。2.結構結構:以前認為是以前認為是“裸露裸露”的的 與與RNA和堿性蛋白（）結合在一起。和堿性蛋白（）結合在一起。大腸桿菌的染色體大腸桿菌的染色體常染色質常染色質異染色質異染色質異固縮：同一染色體不同區(qū)段在細胞的不同分裂異固縮：同一染色體不同區(qū)段在細胞的不同分裂時期，染色差異（異相）現(xiàn)象。時期，染色差異（異相）現(xiàn)象。常染色質常染色質常染色質常染色質異染色質異染色質異染色質異染色質染色較淡染色較淡染色較淡染色較淡深深深深分布于染色質兩臂分布于染色質兩臂分布于染色質兩臂分布于染色質兩臂著絲粒附近，染色質末端著絲粒附近，染色質末端著絲粒附近，染色質末端著絲粒附近，染色質末端復制較早復制較早

9、復制較早復制較早較晚較晚較晚較晚前期前期前期前期中期收縮程度大中期收縮程度大中期收縮程度大中期收縮程度大收縮程度小，末期不解旋、不去濃縮收縮程度小，末期不解旋、不去濃縮收縮程度小，末期不解旋、不去濃縮收縮程度小，末期不解旋、不去濃縮遺傳功能活躍，含基因遺傳功能活躍，含基因遺傳功能活躍，含基因遺傳功能活躍，含基因惰性，不含基因，位置、劑量效應惰性，不含基因，位置、劑量效應惰性，不含基因，位置、劑量效應惰性，不含基因，位置、劑量效應一級結構：核小體一級結構：核小體(nucleosome)二級結構：螺線管二級結構：螺線管(selenoid)H1三級結構：三級結構：Scaffold四級結構：染色體四級

10、結構：染色體核小體核小體組組蛋蛋白白:H1 53個個 氨氨 基基 酸酸 H2A 129個個 氨氨 基基 酸酸 H2B 125個個 氨氨 基基 酸酸 H3 133個個 氨氨 基基 酸酸 H4 102個個 氨氨 基基 酸酸1 1個個個個核核核核小小小小體體體體 (146bp(146bp DNA DNA 1.75 1.75 圈圈圈圈)連連連連接接接接絲絲絲絲（46bp46bp）約約約約200bp 200bp DNADNA*組蛋白在進化上很保守。組蛋白在進化上很保守。組蛋白在進化上很保守。組蛋白在進化上很保守。J.Painta&D.Coffey(1984)提出的提出的“染色體骨架染色體骨架放射環(huán)結構模

11、型放射環(huán)結構模型”長度壓縮長度壓縮800010000倍倍著絲粒與端粒結構著絲粒與端粒結構著絲粒：著絲粒：釀酒酵母：釀酒酵母：釀酒酵母：釀酒酵母：端粒：端粒：定義：真核生物染色體末端，含有重復序定義：真核生物染色體末端，含有重復序定義：真核生物染色體末端，含有重復序定義：真核生物染色體末端，含有重復序 列，并結合蛋白質列，并結合蛋白質列，并結合蛋白質列，并結合蛋白質 功能：功能：功能：功能：染色體末端的保護性染色體末端的保護性染色體末端的保護性染色體末端的保護性“帽子帽子帽子帽子”參與間期核三維結構的建立參與間期核三維結構的建立參與間期核三維結構的建立參與間期核三維結構的建立 有利于染色體末端的

12、復制有利于染色體末端的復制有利于染色體末端的復制有利于染色體末端的復制保守序列保守序列保守序列保守序列 AT ATrich rich 中間序列中間序列中間序列中間序列 保守序列保守序列保守序列保守序列第四節(jié)第四節(jié) 細胞的有絲分裂細胞的有絲分裂 Mitosis一一 細胞周期細胞周期、細胞周期的調(diào)控細胞周期的調(diào)控研究十分活躍：研究十分活躍：細胞分裂、增殖、分化與癌變等生命現(xiàn)象的最細胞分裂、增殖、分化與癌變等生命現(xiàn)象的最細胞分裂、增殖、分化與癌變等生命現(xiàn)象的最細胞分裂、增殖、分化與癌變等生命現(xiàn)象的最基本問題基本問題基本問題基本問題需要兩種因子：需要兩種因子：1)CDKCDK（Cyclin depen

13、dent kinaseCyclin dependent kinase）：細胞周）：細胞周）：細胞周）：細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶催化亞基期蛋白依賴性蛋白激酶催化亞基期蛋白依賴性蛋白激酶催化亞基期蛋白依賴性蛋白激酶催化亞基2)CyclinCyclin：細胞周期蛋白：細胞周期蛋白：細胞周期蛋白：細胞周期蛋白CyclinABCDECyclinABCDE調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)亞基亞基亞基亞基細胞分裂的兩個控制點：細胞分裂的兩個控制點：即即即即G1 S G1 S 和和和和G2 M,G2 M,細胞一旦通過了這兩個轉細胞一旦通過了這兩個轉細胞一旦通過了這兩個轉細胞一旦通過了這兩個轉折點折點折點折點,就開始了就開始

14、了就開始了就開始了DNA DNA 的復制和細胞的分裂的復制和細胞的分裂的復制和細胞的分裂的復制和細胞的分裂.MPFMPFCDK4/6CDK4/6 CyclinD CyclinDMPF=CDK2+CyclinE+CyMPF=CDK2+CyclinE+CyclinA clinA DNADNA復制延續(xù)復制延續(xù)復制延續(xù)復制延續(xù)G2 CyclinEG2 CyclinE分解分解分解分解CyclinBCyclinB合成合成合成合成P34P34cdc2cdc2 P34cdc2P34cdc2磷酸化失活磷酸化失活磷酸化失活磷酸化失活cdc25cdc25基因表達基因表達基因表達基因表達 P34cdc2P34cdc2

15、脫脫脫脫磷酸化活化磷酸化活化磷酸化活化磷酸化活化細胞分裂有細胞分裂有細胞分裂有細胞分裂有關的蛋白質磷酸化關的蛋白質磷酸化關的蛋白質磷酸化關的蛋白質磷酸化進入分進入分進入分進入分裂期裂期裂期裂期二、有絲分裂過程二、有絲分裂過程前期：染色質細長如絲、開始濃縮，核膜前期：染色質細長如絲、開始濃縮，核膜 核仁變淡。核仁變淡。中期：染色體，著絲粒排列，紡錘體形成。中期：染色體，著絲粒排列，紡錘體形成。后期：著絲粒一分為二。后期：著絲粒一分為二。末期：兩極分離末期：兩極分離子細胞形成。子細胞形成。三、有絲分裂的特殊情況三、有絲分裂的特殊情況DNA復制復制染色體分裂染色體分裂核分裂核分裂細胞質分裂細胞質分裂

16、 核內(nèi)有絲分裂：核內(nèi)有絲分裂：1)多線染色體，巨型染色體多線染色體，巨型染色體 （果蠅唾腺染色體）（果蠅唾腺染色體）2)多倍體細胞多倍體細胞 （組培細胞）（組培細胞）？多核細胞多核細胞（絨氈層細胞）（絨氈層細胞）（絨氈層細胞）（絨氈層細胞）果蠅幼蟲唾細胞巨型染色體果蠅幼蟲唾細胞巨型染色體X X 染色體染色體染色體染色體 蕓苔絨氈層多核細胞蕓苔絨氈層多核細胞四、四、有絲分裂的意義有絲分裂的意義:1)核均等分裂：遺傳物質核均等分裂：遺傳物質2)質分裂不均一：組織分化質分裂不均一：組織分化第五節(jié)第五節(jié) 細胞的減數(shù)分裂細胞的減數(shù)分裂Meiosis一、概念一、概念減數(shù)分裂減數(shù)分裂(meiosis)：是性

17、母細胞成熟：是性母細胞成熟時配子形成過程中發(fā)生一種特殊的有時配子形成過程中發(fā)生一種特殊的有絲分裂絲分裂特點：特點：1)聯(lián)會、交換聯(lián)會、交換 2)兩次分裂兩次分裂二、減數(shù)分裂的過程二、減數(shù)分裂的過程第一次分裂（第一次分裂（M I）發(fā)生減數(shù)）發(fā)生減數(shù) 前期前期 I 中期中期 I 后期后期 I 末期末期 I第二次分裂（第二次分裂（MII）同有絲分裂）同有絲分裂 前期前期 II 中期中期 II 后期后期 II 末期末期 II第一次分裂第一次分裂前期前期 I：（：（核特大、時間特長、功能多）核特大、時間特長、功能多）細：染色質細長如絲細：染色質細長如絲 偶：聯(lián)會；偶：聯(lián)會；聯(lián)會復合體聯(lián)會復合體；二價體；

18、二價體 粗：粗：交換交換 雙：交叉，端化雙：交叉，端化 終：交叉完全端化終：交叉完全端化聯(lián)會復合體聯(lián)會復合體只存在于偶線期、粗線期與只存在于偶線期、粗線期與聯(lián)會相聯(lián)系的臨時細胞器聯(lián)會相聯(lián)系的臨時細胞器交換交換1 12 23 34 4染色體：著絲粒染色體：著絲粒染色體：著絲粒染色體：著絲粒 染色單體：染色單體：染色單體：染色單體：DNADNA、C C姐妹染色單體：姐妹染色單體：姐妹染色單體：姐妹染色單體：1212；3434非姐妹染色單體：非姐妹染色單體：非姐妹染色單體：非姐妹染色單體：13/1413/14；23/2423/24中期中期 I：端化的交叉排列在赤道板上。：端化的交叉排列在赤道板上。后

19、期后期 I：同源染色體彼此分離：同源染色體彼此分離染色體數(shù)減半染色體數(shù)減半末期末期 I：染色體分向二級。：染色體分向二級。三、遺傳學意義三、遺傳學意義1.遺傳：遺傳：2nn2n2.變異變異:變異來源：變異來源：3.1）粗線期交換；）粗線期交換；4.2）后后 期期 I，同同 源源 染染 色色 體體 彼彼 此此 分分 離離 時時，非非同同源源染染色色體體自自由由組組合合分分配配到到子子細細胞胞中時，有中時，有2n種組合方式。種組合方式。第六節(jié)第六節(jié) 配子的形成和受精配子的形成和受精一、高等動物雌雄配子的形成一、高等動物雌雄配子的形成二、高等植物雌雄配子的形成二、高等植物雌雄配子的形成三、植物的雙受

20、精三、植物的雙受精雙受精雙受精種子嵌合體種子嵌合體 嵌嵌合合體體：遺遺傳傳來來源源或或組組成成不不同同的的組組織織、器器官官或或者個體。者個體。種皮種皮種皮種皮2n2n：來源于母本的珠被：來源于母本的珠被：來源于母本的珠被：來源于母本的珠被 種子種子 胚乳胚乳胚乳胚乳3n3n：2n2n母本；母本；母本；母本；n n父本父本父本父本 胚胚胚胚 2n2n：n n母本；母本；母本；母本；n n父本父本父本父本直感現(xiàn)象：胚乳直感、果實直感（區(qū)別）直感現(xiàn)象：胚乳直感、果實直感（區(qū)別）無融合生殖無融合生殖(apomixis)概念：不經(jīng)過雌雄配子的核融合的生概念：不經(jīng)過雌雄配子的核融合的生殖方式。植物受精的

21、特殊情況殖方式。植物受精的特殊情況類型：營養(yǎng)類型：營養(yǎng) 孤雌生殖孤雌生殖 n 孤雄生殖孤雄生殖 有配子體有配子體 單性結實單性結實 2n 無配子體不定胚無配子體不定胚結子結子受精受精受精受精不受精不受精不受精不受精第七節(jié)第七節(jié) 生活周期生活周期紅色紅色面包霉生活周期面包霉生活周期n n7 7玉米生活周期玉米生活周期2n=20果蠅的生活周期果蠅的生活周期2n8謝謝觀看/歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH