遗传学1遗传细胞学基础.pptx

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1、第一节 与遗传直接有关的细胞器1.线粒体：mtDNA/RNA/核糖体2.叶绿体：cpDNA/RNA/核糖体3.核糖体：rRNA（60%）蛋白质（40%）4.内质网：蛋白质合成原料、产物的通道5.细胞核：DNA复制、转录第1页/共53页第二节 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。第2页/共53页 一一、染色体的形态特征染色体的形态特征:1.着丝粒（初缢痕）着丝粒（初缢痕）2.臂：臂比臂：臂比 长长/短短3.次缢痕次缢痕4.随体：随体：a.a.常在短臂；常在短臂；常在短臂；常在短臂

2、；b.b.位置恒定；位置恒定；位置恒定；位置恒定；c.c.染色体组的标志；染色体组的标志；染色体组的标志；染色体组的标志；d.d.核仁形成：随体染色体核仁形成中心染色体核仁形成：随体染色体核仁形成中心染色体核仁形成：随体染色体核仁形成中心染色体核仁形成：随体染色体核仁形成中心染色体第3页/共53页第4页/共53页各物种差异很大，染色体大小主要指长度，同一物种染色体宽度大致相同；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；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；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；长长长长:0.20-5

3、00.20-500.20-500.20-50微米、宽微米、宽微米、宽微米、宽:0.20-2.000.20-2.000.20-2.000.20-2.00微米微米微米微米。单子叶植物单子叶植物单子叶植物单子叶植物 双子叶植物双子叶植物双子叶植物双子叶植物二、二、染色体的染色体的大小大小第5页/共53页l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。l意义：（1）系统发育 （2）亲缘关系 （3）疾病诊断三、染色体核型分析第6页/共53页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，

4、一般带型是相对稳定特殊的染料、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。的。第7页/共53页人类染色体核型分析（Q带）第8页/共53页女男第9页/共53页Eg 蚕豆的核型分析2n=122n=12，染色体长度：大染色体长度：大小小 臂比：臂比：大大小小 带型：同源编号带型：同源编号第10页/共53页表1-1 1-1 水稻和玉米在细胞减数分裂的粗线期染色体的长度第11页/共53页四、同源染色体与非同源染色体uu同源染色体同源染色体:长度、形态、结构（核型）长度、形态、结构（核型）相同的一对染色体相同的一对染色体uu非同非同源染色体源染色体:属于不同对的染色体，属

5、于不同对的染色体，互称非同互称非同源染色体源染色体第12页/共53页五、五、染色体染色体数目数目A A染色体：生物体内数目、形状、大小恒定，增减有害染色体：生物体内数目、形状、大小恒定，增减有害B B染色体（副染色体、超数染色体）：染色体（副染色体、超数染色体）：a)小小b)异染色质异染色质c)能复制，数目不稳定能复制，数目不稳定d)增减对生物影响小，太多则有害增减对生物影响小，太多则有害第13页/共53页一些生物的一些生物的染色体染色体数目数目第14页/共53页生物染色体的一般特点：生物染色体的一般特点：1 1数目恒定数目恒定。2 2体细胞体细胞(2(2n)n)是性细胞是性细胞(n)n)的的

6、二二倍倍。3 3与生物进化程度与生物进化程度无关无关。但可用于。但可用于物种分类物种分类。4 4染色体数目恒定也是相对的染色体数目恒定也是相对的（如动物的肝、植物的种子胚乳）。（如动物的肝、植物的种子胚乳）。第15页/共53页第三节 染色体的结构第16页/共53页 一、一、原核生物的染色体原核生物的染色体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。第17页/共53页大肠杆菌的染色体第18页/共53页 二、真核生物二

7、、真核生物染色染色体体第19页/共53页 1 1常染色质与异染色质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。常染色质常染色质常染色质常染色质异染色质异染色质异染色质异染色质染色较淡染色较淡染色较淡染色较淡深深深深分布于染色质两臂分布于染色质两臂分布于染色质两臂分布于染色质两臂着丝粒附近，染色质末端着丝粒附近，染色质末端着丝粒附近，染色质末端着丝粒附近，染色质末端复制较早复制较早复制较早复制较早较晚较晚较晚较晚前期前期前期前期中期收缩程度大中期收缩程度大中期收缩程度大中期收缩程度大收缩程度小，末期不解旋、不去浓缩收缩程度小，末期不解旋

8、、不去浓缩收缩程度小，末期不解旋、不去浓缩收缩程度小，末期不解旋、不去浓缩遗传功能活跃，含基因遗传功能活跃，含基因遗传功能活跃，含基因遗传功能活跃，含基因惰性，不含基因，位置、剂量效应惰性，不含基因，位置、剂量效应惰性，不含基因，位置、剂量效应惰性，不含基因，位置、剂量效应第20页/共53页一级结构：核小体一级结构：核小体 (nucleosome)(nucleosome)二级结构：螺线管二级结构：螺线管(selenoid)H(selenoid)H1 1三级结构：三级结构：ScaffoldScaffold四级结构：染色体四级结构：染色体 2.2.染色体的结构模型染色体的结构模型第21页/共53页

9、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 1个个核核小小体体 (146bp(146bp DNA DNA 1.75 1.75 圈圈)连连接接丝丝（46bp46bp）约约200200bp bp DNADNA*组蛋白在进化上很保守。组蛋白在进化上很保守。第22页/共53页J.Painta&D.Coffey(1984)提出的“染色体骨架放射环结构模型”第23页/共53页长度压缩800010000倍第24页/共53页着丝粒与端粒结构着丝粒与端粒结构着丝粒：酿酒酵母：酿酒酵母：端粒：定义：真

10、核生物染色体末端，含有重复序定义：真核生物染色体末端，含有重复序 列，并结合蛋白质列，并结合蛋白质 功能：功能：染色体末端的保护性染色体末端的保护性“帽子帽子”参与间期核三维结构的建立参与间期核三维结构的建立 有利于染色体末端的复制有利于染色体末端的复制保守序列保守序列 ATATrich rich 中间序列中间序列 保守序列保守序列第25页/共53页第四节 细胞的有丝分裂 Mitosis第26页/共53页一 细胞周期、第27页/共53页细胞周期的调控细胞周期的调控研究十分活跃：研究十分活跃：细胞分裂、增殖、分化与癌变等生命现象的细胞分裂、增殖、分化与癌变等生命现象的最基本问题最基本问题需要两种

11、因子：需要两种因子：1)1)CDKCDK（Cyclin dependent kinaseCyclin dependent kinase）：细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶）：细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶催化亚基催化亚基2)2)CyclinCyclin：细胞周期蛋白：细胞周期蛋白CyclinABCDECyclinABCDE调节亚基调节亚基细胞分裂的两个控制点：细胞分裂的两个控制点：即即G1 S G1 S 和和G2 M,G2 M,细胞一旦通过了这两细胞一旦通过了这两个转折点个转折点,就开始了就开始了DNA DNA 的复制和细胞的分的复制和细胞的分裂裂.第28页/共53页MPFMPFCDK4/6CDK4/6

12、 CyclinDCyclinDMPF=CDK2+CyclinE+CyMPF=CDK2+CyclinE+CyclinA clinA DNADNA复制延续复制延续G2 CyclinEG2 CyclinE分解分解CyclinBCyclinB合成合成P34P34cdc2cdc2 P34cdc2P34cdc2磷酸化失活磷酸化失活cdc25cdc25基因表达基因表达 P34cdc2P34cdc2脱脱磷酸化活化磷酸化活化细胞分裂有细胞分裂有关的蛋白质磷酸化关的蛋白质磷酸化进入分进入分裂期裂期第29页/共53页二、有丝分裂过程二、有丝分裂过程前期：染色质细长如丝、开始浓缩，核膜前期：染色质细长如丝、开始浓缩，

13、核膜 核仁变淡。核仁变淡。中期：染色体，着丝粒排列，纺锤体形成。中期：染色体，着丝粒排列，纺锤体形成。后期：着丝粒一分为二。后期：着丝粒一分为二。末期：两极分离末期：两极分离子细胞形成。子细胞形成。第30页/共53页三、有丝分裂的特殊情况三、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：核内有丝分裂：1)多线染色体，巨型染色体多线染色体，巨型染色体 （果蝇唾腺染色体）（果蝇唾腺染色体）2)多倍体细胞多倍体细胞 （组培细胞）（组培细胞）？多核细胞多核细胞（绒毡层细胞）（绒毡层细胞）（绒毡层细胞）（绒毡层细胞）第31页/共53页果蝇幼虫唾细胞巨型染色体X X 染色体染色体第

14、32页/共53页 芸苔绒毡层多核细胞芸苔绒毡层多核细胞第33页/共53页四、四、有丝分裂的意义有丝分裂的意义:1)核均等分裂：遗传物质2)质分裂不均一：组织分化第34页/共53页第五节 细胞的减数分裂Meiosis第35页/共53页一、概念一、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)两次分裂第36页/共53页二、减数分裂的过程二、减数分裂的过程第一次分裂（第一次分裂（M IM I）发生减数）发生减数 前期前期 I I 中期中期 I I 后期后期 I I 末期末期 I I第二次分裂（第二次分裂（MIIMII）同有丝分裂）同有丝

15、分裂 前期前期 IIII 中期中期 IIII 后期后期 IIII 末期末期 IIII第37页/共53页第一次分裂第一次分裂前期前期 I I：（：（核特大、时间特长、功能多）核特大、时间特长、功能多）细：染色质细长如丝细：染色质细长如丝 偶：联会；偶：联会；联会复合体联会复合体；二价体；二价体 粗：粗：交换交换 双：交叉，端化双：交叉，端化 终：交叉完全端化终：交叉完全端化第38页/共53页联会复合体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第39页/共53页交换交换1 12 23 34 4染色体：着丝粒染色体：着丝粒 染色单体：染色单体：DNADNA、C C姐妹染色单体：姐妹染色

16、单体：1212；3434非姐妹染色单体：非姐妹染色单体：13/1413/14；23/2423/24第40页/共53页第41页/共53页中期中期 I 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。后期后期 I I：同源染色体彼此分离：同源染色体彼此分离染色体数减半染色体数减半末期末期 I I：染色体分向二级。：染色体分向二级。第42页/共53页三、遗传学意义三、遗传学意义1.遗传：2nn2n2.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43页/共53页第六节 配子的形成和受精第44页/共53页一、高等

17、动物雌雄配子的形成第45页/共53页二、高等植物雌雄配子的形成二、高等植物雌雄配子的形成第46页/共53页三、植物的双受精三、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。嵌合体：遗传来源或组成不同的组织、器官或者个体。种皮种皮2n2n：来源于母本的珠被：来源于母本的珠被 种子种子 胚乳胚乳3n3n：2n2n母本；母本；n n父本父本 胚胚 2n2n：n n母本；母本；n n父本父本直感现象：胚乳直感、果实直感（区别）第47页/共53页无融合生殖无融合生殖(apomixis)(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 孤雌生殖孤雌生殖 n n 孤雄生殖孤雄生殖 有配子体有配子体 单性结实单性结实 2n2n 无配子体不定胚无配子体不定胚结子受受精精不不受受精精第48页/共53页第七节 生活周期第49页/共53页红红色色面面包包霉霉生生活活周周期期N N7 7第50页/共53页玉米生活周期2n=20第51页/共53页果蝇的生活周期2n8第52页/共53页感谢您的观看！第53页/共53页