中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)遺傳學(xué) 遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)生物結(jié)構(gòu)和功能的基本單位細(xì)胞的分裂與生長(zhǎng)生物繁殖與遺傳第一節(jié)與遺傳直接有關(guān)的細(xì)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(zhì)（40%）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：蛋白質(zhì)合成原料、產(chǎn)物的通道細(xì)胞核：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄第二節(jié)染色體－遺傳物質(zhì)的載體基因（gene）：控制生物性狀的遺傳物質(zhì)單位染色質(zhì)（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(zhǎng)/短次縊痕隨體：a.常在短臂；b.位置恒定；c.染色體組的標(biāo)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(zhǎng)度，同一物種染色體寬度大致相同；長(zhǎng):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(zhǎng)度、著絲粒的位置、臂比、隨體的有無(wú)，并借助染色體分帶技術(shù)對(duì)某一生物的染色體進(jìn)行分析、比較、排序、編號(hào)。意義：（1）系統(tǒng)發(fā)育（2）親緣關(guān)系（3）疾病診斷三、染色體核型分析什么是染色體分帶技術(shù)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(duì)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(zhǎng)長(zhǎng)度：大小臂比：大小帶型：同源＋＋編號(hào)表1-1水稻和玉米在在細(xì)胞減數(shù)分分裂的粗線期期染色體的長(zhǎng)長(zhǎng)度四、同源染色色體與非同源源染色體同源染色體:長(zhǎng)度、形形態(tài)、結(jié)構(gòu)（（核型）相同的一對(duì)染染色體非同源染色體體:屬于不同同對(duì)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(nèi)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(zhì)能復(fù)制，數(shù)目目不穩(wěn)定增減對(duì)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(diǎn)：：1．?dāng)?shù)目恒定定。2．體細(xì)胞(2n)是性性細(xì)胞(n)的二倍。3．與生物進(jìn)進(jìn)化程度無(wú)關(guān)關(guān)。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(duì)的（如如動(dòng)物的肝、、植物的種子子胚乳）。第三節(jié)染染色體的結(jié)結(jié)構(gòu)一、原核生物的染染色體1．組成(1)．．單單個(gè)個(gè)的的DNA分子子（（單單鏈鏈/雙雙鏈鏈））:如細(xì)細(xì)菌菌、、多多數(shù)噬噬菌菌體體和和多多數(shù)數(shù)動(dòng)動(dòng)物物病病毒毒；；(2)．．單單個(gè)個(gè)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(dòng)動(dòng)物物病病毒毒。。2.結(jié)構(gòu)構(gòu):以前前認(rèn)認(rèn)為為是是““裸裸露露””的的與RNA和和堿堿性性蛋蛋白白（（＋＋））結(jié)結(jié)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(zhì)質(zhì)與異染色質(zhì)質(zhì)常染色質(zhì)異染色質(zhì)異固縮：同一一染色體不同同區(qū)段在細(xì)胞胞的不同分裂裂時(shí)期，染色色差異（異相相）現(xiàn)象。常染色質(zhì)異染色質(zhì)染色較淡深分布于染色質(zhì)兩臂著絲粒附近，染色質(zhì)末端復(fù)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(yīng)一級(jí)結(jié)構(gòu)：核核小體(nucleosome)二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺螺線管(selenoid)–H1三級(jí)結(jié)構(gòu)：Scaffold四級(jí)結(jié)構(gòu)：染染色體2.染色體體的結(jié)構(gòu)模型型核小體組蛋白:H153個(gè)氨基酸H2A129個(gè)氨基酸H2B125個(gè)氨基酸H3133個(gè)氨基酸H4102個(gè)氨基酸1個(gè)核小體(146bpDNA1.75圈)＋＋連接絲（46bp）約200bpDNA*組蛋白在在進(jìn)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(jié)構(gòu)模模型”長(zhǎng)度壓縮8000~10000倍著絲粒與端粒粒結(jié)構(gòu)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(fù)序列，并結(jié)合蛋蛋白質(zhì)功能：－染染色體末端的的保護(hù)性“帽帽子”－參與間期期核三維結(jié)構(gòu)構(gòu)的建立－有利于染染色體末端的的復(fù)制保守序列AT－－rich中中間序列保保守序序列第四節(jié)細(xì)胞的有絲分分裂Mitosis一細(xì)細(xì)胞周期、細(xì)胞周期的調(diào)調(diào)控研究十分活躍躍：細(xì)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(wèn)題需要兩種因子子：CDK（Cyclindependentkinase）：細(xì)胞胞周期蛋白依依賴性蛋白激激酶－催化亞亞基Cyclin：細(xì)胞周期期蛋白CyclinABCDE－調(diào)調(diào)節(jié)亞基細(xì)胞分裂的兩兩個(gè)控制點(diǎn)：：即G1→S和G2→→M,細(xì)細(xì)胞一旦通過(guò)過(guò)了這兩個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn),就開開始了DNA的復(fù)制和和細(xì)胞的分裂裂.MPF＝CDK4/6＋＋CyclinDMPF=CDK2+CyclinE+CyclinADNA復(fù)制延延續(xù)G2CyclinE分解CyclinB合成＋P34cdc2P34cdc2磷酸化失活cdc25基基因表達(dá)P34cdc2脫磷酸化活化細(xì)胞分裂有關(guān)關(guān)的蛋白質(zhì)磷磷酸化進(jìn)入分裂期期二、有絲分裂裂過(guò)程前期：染色質(zhì)質(zhì)細(xì)長(zhǎng)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(xì)胞形成成。三、有絲分裂裂的特殊情況況DNA復(fù)制染色體分裂裂核分裂細(xì)胞質(zhì)分裂裂核內(nèi)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(xì)細(xì)胞（組培細(xì)胞））？多核細(xì)胞（絨氈層細(xì)胞胞）果蠅幼蟲唾細(xì)細(xì)胞巨型染色色體X染色體蕓苔絨氈層多多核細(xì)胞四、有絲分裂的意意義:核均等分裂：：遺傳物質(zhì)質(zhì)分裂不均一一：組織分化化第五節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分分裂Meiosis一、概念減數(shù)分裂(meiosis)：是性性母細(xì)胞成熟熟時(shí)配子形成成過(guò)程中發(fā)生生一種特殊的的有絲分裂特點(diǎn)：1)聯(lián)會(huì)、、交換2)兩次分分裂二、減數(shù)分裂裂的過(guò)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(shí)時(shí)間特長(zhǎng)、、功能多））細(xì)：染色質(zhì)質(zhì)細(xì)長(zhǎng)如絲絲偶：聯(lián)會(huì)；；聯(lián)會(huì)復(fù)合體體；二價(jià)體粗：交換雙：交叉，，端化終：交叉完完全端化聯(lián)會(huì)復(fù)合體體只存在于偶偶線期、粗粗線期與聯(lián)聯(lián)會(huì)相聯(lián)系系的臨時(shí)細(xì)細(xì)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(jí)。。三、遺傳傳學(xué)意義義遺傳：2nn2n變異:變變異來(lái)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(shí)，非非同源染染色體自自由組合合分配到到子細(xì)胞胞中時(shí)，，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(dòng)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(lái)來(lái)源或組組成不同同的組織織、器官官或者個(gè)個(gè)體。種皮－2n：來(lái)來(lái)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(shí)直直感（區(qū)區(qū)別）無(wú)融合生生殖(apomixis)概念：不不經(jīng)過(guò)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(yíng)營(yíng)養(yǎng)孤雌生殖殖n孤孤雄雄生殖有配子體體單單性結(jié)結(jié)實(shí)2n無(wú)配子體體－不定定胚結(jié)子受精不受精