第二章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)演示文稿

第二章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)演示文稿當(dāng)前1頁，總共83頁。第二章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)當(dāng)前2頁，總共83頁。Chromosome染色體protein蛋白質(zhì)DNARNAWhichoneisgeneticmaterial?哪一個(gè)是遺傳物質(zhì)？第一節(jié)遺傳物質(zhì)——核酸當(dāng)前3頁，總共83頁。直接證據(jù)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化這一實(shí)驗(yàn)是證明DNA是遺傳物質(zhì)的最主要證據(jù)。噬菌體的感染赫爾謝(Hershey)和索斯(Chase)的噬菌體感染試驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)。煙草花葉病毒的重建TMV的感染與繁殖實(shí)驗(yàn)說明，在不含DNA的TMV中，RNA就是遺傳物質(zhì)。當(dāng)前4頁，總共83頁。Streptococuspneumoniae

肺炎球菌S型（光滑型）：多糖組成莢膜，分SI,SII,SIII，有毒性R型（粗糙型）：無莢膜，分RI,RII,RIII，無毒性當(dāng)前5頁，總共83頁。肺炎球菌感染小鼠實(shí)驗(yàn)（Griffth,1928;Avery等,1944）當(dāng)前6頁，總共83頁。

象加熱殺死的SIII能使不致病的RII變成能致病的SIII，這種現(xiàn)象叫轉(zhuǎn)化（transformation）

把SIII死菌中能轉(zhuǎn)化RII的物質(zhì)叫轉(zhuǎn)化因子當(dāng)前7頁，總共83頁。證明轉(zhuǎn)化因子是DNA的實(shí)驗(yàn)當(dāng)前8頁，總共83頁。肺炎球菌感染小鼠實(shí)驗(yàn)當(dāng)前9頁，總共83頁。TransfectionexperimentwithbacteriophageT2T2噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)(I)(HersheyandChase,1952)當(dāng)前10頁，總共83頁。T2噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)(II)當(dāng)前11頁，總共83頁。Experimentwithtabauomosaicvirus(TMV)煙草花葉病毒感染試驗(yàn)當(dāng)前12頁，總共83頁。

間接證據(jù)

同一種生物，每個(gè)細(xì)胞核的DNA含量基本上是相同的，其他物質(zhì)，RNA和蛋白質(zhì)，在細(xì)胞生長的各個(gè)階段含量變化很大。

配子里DNA的含量一般是體細(xì)胞里DNA含量的一半，即DNA含量與染色體倍數(shù)是一致的。蛋白質(zhì)等就不符合這種情況。

DNA不僅在量上恒定，在質(zhì)上也恒定，其他物質(zhì)就不是這樣。例如，在某些魚類中，它們的染色體的蛋白質(zhì)一般都是組蛋白，而在成熟精子中，組蛋白完全不見了，全都是精蛋白了。

紫外線的誘變作用在波長260nm附近效果最好。這個(gè)波段是DNA的吸收峰而不是蛋白質(zhì)的吸收峰。當(dāng)前13頁，總共83頁。Nucleicacids核酸脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)第二節(jié)核酸的結(jié)構(gòu)當(dāng)前14頁，總共83頁。DNA和RNA的化學(xué)組成核酸：由許多個(gè)單核苷酸聚合而成的多核苷酸堿基、戊糖和磷酸三部分構(gòu)成。DNA和RNA所含戊糖的種類不同DNA中戊糖為D-2-脫氧核糖，RNA所含的戊糖為D-核糖堿基DNA含：A、T、C、GRNA含：A、C、G、U當(dāng)前15頁，總共83頁。多核苷酸長鏈結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)前16頁，總共83頁。DNA的結(jié)構(gòu)DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸含有一個(gè)堿基，一個(gè)脫氧核糖和一個(gè)磷酸基。當(dāng)前17頁，總共83頁。DNA的一級結(jié)構(gòu)DNA分子中4種核苷酸的連接方式和排列順序當(dāng)前18頁，總共83頁。堿基結(jié)構(gòu)式當(dāng)前19頁，總共83頁。Chargaff法則腺嘌呤與胸腺嘧啶的克分子數(shù)相等“A”=“T”鳥嘌呤與胞嘧啶的克分子數(shù)相等“G”=“C”當(dāng)前20頁，總共83頁。DNA的二級結(jié)構(gòu)兩條核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結(jié)構(gòu)右手螺旋，A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA、E-DNA、T-DNA左手螺旋，Z-DNA當(dāng)前21頁，總共83頁。TheWatson-Crickdouble-helix

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)DNAusuallyexistsasdoublehelix,withthetwostrandsheldtogetherbyhydrogenbondsbetweenthecomplementarybases:ApairedwithTandGpairedwithC.

DNA分子是由兩條同軸反向互相纏繞的多核甘酸鏈組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)糖和磷酸排在外面構(gòu)成骨架,兩鏈相應(yīng)的核甘酸的堿基互相配對由氫鍵連接排列在內(nèi)側(cè)ThebasepairsinDNAarestackedabout0.34nmapart,with10basepairsperturn(360゜)ofthedoublehelix雙螺旋直徑為20A，螺距為34A,包含10對堿基當(dāng)前22頁，總共83頁。DNA結(jié)構(gòu)的Watson-Crick雙螺旋模型當(dāng)前23頁，總共83頁。糖-磷酸基團(tuán)骨架以及堿基當(dāng)前24頁，總共83頁。DNA動(dòng)態(tài)雙螺旋結(jié)構(gòu)當(dāng)前25頁，總共83頁。DNA的高級結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤旋所形成的特定空間結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)是DNA高級結(jié)構(gòu)的主要形式正超螺旋，與右手螺旋方向一致，使雙螺旋結(jié)構(gòu)更加緊密負(fù)超螺旋，作用相反當(dāng)前26頁，總共83頁。當(dāng)前27頁，總共83頁。

RNA的基本結(jié)構(gòu)單位是核苷酸，它由含氮堿基（A、G、C、U），核糖和磷酸基構(gòu)成。StructureofRNA當(dāng)前28頁，總共83頁。RNA的分子結(jié)構(gòu)當(dāng)前29頁，總共83頁。含氮堿基（A、G、C、U）和核酸當(dāng)前30頁，總共83頁。RNA的分類mRNA:帽子結(jié)構(gòu)和尾巴5’端，7’-甲基鳥苷3’端，polyA尾巴rRNA：大亞基和小亞基蛋白質(zhì)合成與裝配的場所tRNA：三葉草結(jié)構(gòu)在翻譯過程中轉(zhuǎn)運(yùn)各種氨基酸至核糖體，按mRNA的密碼順序合成蛋白質(zhì)的作用當(dāng)前31頁，總共83頁。第三節(jié)染色質(zhì)和染色體Acellisaunitofstructureandfunction細(xì)胞是生命有機(jī)體基本的結(jié)構(gòu)單位和功能單位Ananimalcellconsistsofmembrane,cytoplasmsandnucleus

動(dòng)物細(xì)胞由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核三部分構(gòu)成當(dāng)前32頁，總共83頁。染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)定義

染色質(zhì)（chromatin）是染色體在細(xì)胞分裂的間期所表現(xiàn)的形態(tài)，呈纖細(xì)的絲狀結(jié)構(gòu)，也稱為染色質(zhì)線。當(dāng)前33頁，總共83頁。染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)染色質(zhì)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成基本結(jié)構(gòu)單位核小體（nucleosome）、連接絲（linker）和一個(gè)分子的組蛋白H1。

核小體的核心：H2A、H2B、H3、H4當(dāng)前34頁，總共83頁。染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)染色質(zhì)的類型異染色質(zhì)和常染色質(zhì)

異染色質(zhì)（heterochromatin）：染色質(zhì)線中染色很深的區(qū)段。

常染色質(zhì)（euchromatin）：染色很淺的區(qū)段。當(dāng)前35頁，總共83頁。Chromosomalstructure

染色體的結(jié)構(gòu)染色體：細(xì)胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中，由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)DNA27%Protein蛋白質(zhì)67%RNA6%當(dāng)前36頁，總共83頁。(二)染色體的結(jié)構(gòu)模型染色體結(jié)構(gòu)模型當(dāng)前37頁，總共83頁。染色體的一般形態(tài)chromatids染色單體centromere著絲粒arms染色體臂primaryconstriction初級縊痕secondaryconstrictionandnucleolarorganizer次級縊痕和核仁形成區(qū)satellite隨體當(dāng)前38頁，總共83頁。chromatids染色單體Centromere著絲粒（初級縊痕）Arms染色體臂secondaryconstriction次級縊痕Satellite隨體當(dāng)前39頁，總共83頁。（三）著絲粒和端體

染色體二個(gè)重要的結(jié)構(gòu)是著絲粒（centromere）和端體（telomere）。

著絲粒是染色體的縮縊部位，是細(xì)胞分裂過程中紡錘絲結(jié)合的區(qū)域，染色體在有絲分裂和減數(shù)分裂過程中在紡錘絲的牽引下分向兩極。因此，著絲粒在細(xì)胞分裂過程中，對染色體向子細(xì)胞的正確分配起著關(guān)鍵的作用。

當(dāng)前40頁，總共83頁。（三）著絲粒和端體端體（telomere）：染色體的末端。防止染色體末端被DNA酶酶切；防止染色體末端與其他DNA分子的結(jié)合；使染色體末端在DNA復(fù)制過程中保持完整。當(dāng)前41頁，總共83頁。Karyotypeanalysis染色體組型分析根據(jù)各個(gè)細(xì)胞中染色體的長度大小、著絲粒的位置和隨體的有無等因素把它們排列起來，這就是染色體組型（也叫核型karyotype或karyogram）

染色體組型分析(karyotypeanalysis）—把多對染色體配對再排列起來進(jìn)行研究染色體組型分析的意義染色體異常引起的遺傳性疾病動(dòng)物育種，鑒定遠(yuǎn)緣雜種研究物種間的親緣關(guān)系，物種進(jìn)化機(jī)制追蹤鑒別外源染色體或染色體片段當(dāng)前42頁，總共83頁。染色體顯帶技術(shù)產(chǎn)生的染色帶遍及整條染色體上：Q帶、G帶、R帶少數(shù)特定染色體區(qū)段或結(jié)構(gòu)顯帶：C帶、T帶、N帶染色體帶型的表示方法7p227q14.17q31.31當(dāng)前43頁，總共83頁。Normalhumanmalekaryotype正常男性核型（G帶）當(dāng)前44頁，總共83頁。Normalhumanmalekaryotype正常女性核型（G帶）當(dāng)前45頁，總共83頁。C-bandingC帶顯色C-banding(C帶)當(dāng)前46頁，總共83頁。Normalhumanmalekaryotype(silverNORstain)銀染顯色Ag-NORNormalhumanmalekaryotype(silverNORstain)當(dāng)前47頁，總共83頁。Humanidiogram

人的染色體

組型模式圖當(dāng)前48頁，總共83頁。Chromosomalnumber

染色體的數(shù)目Chromosomalnumbersareconstantforeachspecies每一種生物的染色體數(shù)目均是恒定的Mostofanimalspeciesarediploidandeachsomaticcellconsistsoftwosetsofchromosomes(2n)多數(shù)高等動(dòng)物是二倍體，即它們在每一體細(xì)胞中有兩組同樣的染色體，用2n表示Eachgermcellhasasetofchromosomes,namedashaploid親本的每一配子常有一組染色體，叫單倍體，用n表示當(dāng)前49頁，總共83頁。部分動(dòng)物染色體數(shù)目動(dòng)物名稱染色體數(shù)目（2n）動(dòng)物名稱染色體數(shù)目（2n）人類(HomoSapiens)46貓(Felisdomesticus)38大家鼠(Rattusnorvegicus)42綿羊(Ovisaries)54小白鼠(Musmusculus)40山羊(Caparahircus)60黃牛(Blostaurus)60兔(Oryctolaguscuniculus)44水牛(Bobalusbuffelus)48雞(Gallusdomesticus)78牦牛(Bosgunniens)60火雞(Miliagrisgallopavo)80馬(Equuscaballus)64鴨(Anasplatyrhyncho)80驢(Equusasinus)62蜜蜂(Apismellifera)雌32雄16豬(Susscrofa)38家蠶(Bombyxmori)56狗(Canisfamiliaris)78果蠅(Drosophilamelanogaster)8當(dāng)前50頁，總共83頁。我國淡水漁染色體數(shù)目

中國淡水漁染色體數(shù)目分布從24~264，215種淡水魚，其中鯉形目占157種，鯰形目占31種，鱸形目占21種。共27個(gè)不同的染色體數(shù)，分為六個(gè)類群第一類群：2n=24，如黃鱔、白緣yang第二類群：2n=30~60，15種染色體數(shù)第三類群：2n=74~78，如馬口魚等第四類群：2n=96~100，鯉魚、野鯽等第五類群：2n=148~162，銀鯽等第六類群：2n=264，中華鱘當(dāng)前51頁，總共83頁。同源染色體與常染色體同源染色體：二倍體中染色體兩兩配對，配對的染色體大小、著絲粒位置都是一樣常染色體：同源染色體中有一對與性別有關(guān)稱為性染色體，其余的染色體稱為常染色體當(dāng)前52頁，總共83頁。第五節(jié)細(xì)胞分裂細(xì)胞周期：從一次細(xì)胞分裂結(jié)束開始到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束為止的一段歷程，包括細(xì)胞物質(zhì)積累和細(xì)胞分裂兩個(gè)不斷循環(huán)的過程。細(xì)胞分裂期（M）細(xì)胞分裂間期G1：RNA和蛋白質(zhì)的合成S：DNA的合成G2：少量DNA和蛋白質(zhì)的合成當(dāng)前53頁，總共83頁。細(xì)胞周期當(dāng)前54頁，總共83頁。無絲分裂無絲分裂（也稱為直接分裂）:細(xì)胞核拉長，縊裂成兩部分，接著胞質(zhì)分裂→2個(gè)子細(xì)胞，看不到紡鍾絲。細(xì)菌等原核生物高等植物一些?；M織腫瘤和愈傷組織當(dāng)前55頁，總共83頁。

有絲分裂先是核分裂為二，接著質(zhì)才分裂→2個(gè)子細(xì)胞。在核分裂啟動(dòng)前，還存在一個(gè)準(zhǔn)備期，進(jìn)行DNA復(fù)制，即所謂的間期，核分裂的變化有明顯特征，可進(jìn)一步劃分為四個(gè)時(shí)期，即前期、中期、后期和末期。當(dāng)前56頁，總共83頁。間期細(xì)胞連續(xù)兩次分裂之間的一段時(shí)間。間期看不到染色體，只有染色質(zhì)，核處于高度活躍的代謝狀態(tài)，主要是進(jìn)行DNA和組蛋白的合成以及細(xì)胞生長，為分裂作準(zhǔn)備。根據(jù)間期DNA合成特點(diǎn)，間期又細(xì)分三個(gè)時(shí)期合成前期G1、合成期S和合成后期G2，細(xì)胞周期包括G1、S、G2和分裂期M。M期最短。當(dāng)前57頁，總共83頁。前期（prophase）

細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長而卷曲的染色體，以后逐漸縮短變粗。每個(gè)染色體有兩個(gè)染色單體。核膜和核仁逐漸模糊不清。動(dòng)物細(xì)胞中中心體分裂為二，并向兩極分開，每個(gè)中心體周圍出現(xiàn)星射線，在前期最后階段將逐漸形成絲狀的紡錘絲。植物細(xì)胞沒有中心體，只在兩極出現(xiàn)紡錘絲。當(dāng)前58頁，總共83頁。中期（metaphase）

核仁和核膜均消失了，核與細(xì)胞質(zhì)已無可見的界限，細(xì)胞中部形成紡錘體，染色體的著絲點(diǎn)均排列在紡錘體中央的赤道面上，而兩臂則自由地分散在赤道面的兩側(cè)。當(dāng)前59頁，總共83頁。后期（anaphase）每個(gè)染色體的著絲點(diǎn)分裂為二，這時(shí)各條染色單體已各成為一個(gè)染色體。隨著紡錘絲牽引每個(gè)染色體分別向兩極移動(dòng)，因而兩極各具有與原來細(xì)胞同樣數(shù)目的染色體。

當(dāng)前60頁，總共83頁。末期（telophase）

染色體已全部移向兩極，并逐漸變得松散細(xì)長，核仁重新出現(xiàn)，核膜重新形成。于是在一個(gè)母細(xì)胞內(nèi)形成兩個(gè)子核。同時(shí)細(xì)胞質(zhì)分裂，在紡錘體的赤道扳區(qū)域形成細(xì)胞板，不久形成新的細(xì)胞壁，分裂為兩個(gè)子細(xì)胞。子細(xì)胞進(jìn)入下一次分裂前的間期狀態(tài)，或只進(jìn)行生長并分化成?；?xì)胞。當(dāng)前61頁，總共83頁。有絲分裂當(dāng)前62頁，總共83頁。有絲分裂要注意的問題1、DNA復(fù)制是在間期進(jìn)行2、間期為染色質(zhì)，分裂期是染色體3、前期（含中期）染色體是由兩條染色單體組成的。4、中期著絲點(diǎn)排列中央赤道板上。5、后期是染色單體分開。6、從后期至末期染色體重新變成染色質(zhì)期間染色體是單條的7、兩個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)目與結(jié)構(gòu)和母體的一樣當(dāng)前63頁，總共83頁。有絲分裂的意義生物學(xué)意義：1．促進(jìn)細(xì)胞數(shù)目和體積的增加2．維持個(gè)體的正常生長和發(fā)育，保證了物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性遺傳學(xué)意義：1、核內(nèi)各染色體準(zhǔn)確復(fù)制為二，兩個(gè)子細(xì)胞具有與母細(xì)胞完全相同的遺傳基礎(chǔ)2、復(fù)制的各對染色體有規(guī)則且均勻地分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，子、母細(xì)胞具有同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體當(dāng)前64頁，總共83頁。細(xì)胞減數(shù)分裂減數(shù)分裂的過程減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義當(dāng)前65頁，總共83頁。減數(shù)分裂的過程和特點(diǎn)減數(shù)分裂（meiosis），又稱成熟分裂，是在性母細(xì)胞成熟時(shí)，配子形成過程中所發(fā)生的一種特殊的有絲分裂。由于它使體細(xì)胞染色體數(shù)目減半，所以稱為減數(shù)分裂減數(shù)分裂期Ⅰ：前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ減數(shù)分裂期Ⅱ：前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ當(dāng)前66頁，總共83頁。分裂過程的主要特點(diǎn)

(1)前期Ⅰ

可進(jìn)一分為五個(gè)時(shí)期：細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期。當(dāng)前67頁，總共83頁。細(xì)線期(leptotene)

核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長如線的染色體，染色體圍繞核仁凝聚呈“半月形”。由于染色體在間期已經(jīng)復(fù)制,這時(shí)每個(gè)染色體都是由共同的一個(gè)著絲點(diǎn)聯(lián)系的兩條染色單體組成當(dāng)前68頁，總共83頁。偶線期(zygotene)同源染色體（homologouschromosomes）開始配對（pairing）和重組（recombination），開始形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體(SC）。染色體仍主要集在核仁周圍，但開始有所散開。當(dāng)前69頁，總共83頁。粗線期(pachytene)

完全聯(lián)會(huì)配對（fullysynapsed），染色體明顯縮短變粗，分散在核液中，易于鑒別。因?yàn)槎r(jià)體實(shí)際上已經(jīng)包含了四條染色單體,故又稱為四分體(tetrad).在二價(jià)體中一個(gè)染色體的兩條染色單體,互稱為姊妹染色體。而不同染色體的染色單體,互稱為非姊妹染色單體。此時(shí)非姊妹染色單體間出現(xiàn)相互交換(reciprocalrecombination)和重組，產(chǎn)生新的等位基因組合。當(dāng)前70頁，總共83頁。雙線期(diplotene)同源染色體分開，但交叉處仍相連（thehomologouschromosomesseparatebutremainassociatedbychiasmata）,這種交叉現(xiàn)象是非姊妹染色單體之間某些片段在粗線期發(fā)生相互交換的結(jié)果。當(dāng)前71頁，總共83頁。終變期（diakinesis）

染色體縱向收縮（chomosovnescontractlengthwise），高度濃縮變粗。此時(shí)每個(gè)二價(jià)體分散在整個(gè)核內(nèi)，可以一一區(qū)分開來，所以是鑒定染色體數(shù)目的最好時(shí)期（數(shù)目為體細(xì)胞的半數(shù)）。當(dāng)前72頁，總共83頁。中期Ⅰ核仁和核膜消失，細(xì)胞質(zhì)里出現(xiàn)紡錘體。紡錘絲與各染色體的著絲粒連接同源染色體的著絲點(diǎn)不象有絲分裂中期整齊地排列在赤道板上，而是分散在赤道板的兩側(cè)，即同源染色體的二條染色體著絲點(diǎn)是面向相反的兩極，并且每個(gè)染色體的著絲點(diǎn)朝哪一極是隨機(jī)的。是鑒定染色體數(shù)目的最好時(shí)期當(dāng)前73頁，總共83頁。后期Ⅰ附著在同源染色體著絲點(diǎn)上的紡錘絲的牽引，同源染色體彼此向兩極方向分開，即同源染色體中的二條染色體分別移向兩極，使兩極分別得到一半染色體，實(shí)現(xiàn)了2n數(shù)目的減半（n）。這時(shí)每個(gè)染色體還是包含兩條染色單體，因?yàn)樗鼈兊闹z點(diǎn)