遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)培訓(xùn)課件

遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)原核微生物——無核膜包圍，只有裸露DNA，無有絲分裂，缺少由膜包圍的其他細(xì)胞器（如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體等）的原始單細(xì)胞生物。真核微生物——細(xì)胞核有核膜包圍成一個明確的核，能進(jìn)行有絲分裂，還具有由膜包圍的其他細(xì)胞器的生物。2遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能一般構(gòu)造：如細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)體、核糖體等，是所有細(xì)菌都有的構(gòu)造特殊構(gòu)造：主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、糖被和芽孢等，并非所有細(xì)菌都有的構(gòu)造一般構(gòu)造：一般細(xì)菌都有的構(gòu)造特殊構(gòu)造：部分細(xì)菌具有的或一般細(xì)菌在特殊環(huán)境下才有的構(gòu)造3遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)細(xì)菌細(xì)胞壁cellwall:細(xì)胞壁的功能：

細(xì)胞壁賦予細(xì)胞以硬度和形狀，為細(xì)胞生長、分裂和鞭毛運(yùn)動所必需，并能阻攔某些大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，保護(hù)細(xì)胞免受有害物質(zhì)的損傷，它還決定了細(xì)菌具有特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體的敏感性等特有的生理功能。

G＋與Gˉ細(xì)菌cw的模式結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁是位于菌體的外層，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層無色透明，堅韌而有彈性的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁約占細(xì)胞干重的10%—25%。主要由肽聚糖構(gòu)成。（肽聚糖）（肽聚糖）4遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)

概念：肽聚糖是由

N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺（NAG）以及短肽鏈（主要是四肽）組成的亞單位聚合而成的大分子聚合物。細(xì)胞壁的基本骨架——肽聚糖肽聚糖網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)革蘭氏陽性菌肽聚糖單體5遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)

NAG與NAM殘基以?-1,4糖苷鍵交替連接，形成聚糖的骨架（主鏈）；一組相同的短肽側(cè)鏈接于NAM上；相連主鏈上的短肽側(cè)鏈通過一條肽橋、或直接相連，從而形成網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)。肽聚糖單體→網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)G+菌肽聚糖單體Gˉ菌肽聚糖單體6遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)溶菌酶對細(xì)胞壁的作用◆可切斷NAM和NAG之間的—1，4糖苷鍵，引起細(xì)菌裂解。

◆對Gˉ菌，在EDTA存在下，受溶菌酶作用?！羧芫柑幚砗蟮木?xì)胞應(yīng)保存在弱高滲（0.1~0.2M）蔗糖液中。7遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)青霉素對細(xì)菌細(xì)胞壁的作用Penicillium與轉(zhuǎn)肽酶結(jié)合，而使該酶失活，抑制了側(cè)鏈末端的丙氨酸與五肽橋的連接，破壞了細(xì)菌細(xì)胞壁的完整性（即抑制肽聚糖的合成），因此，Penicillium僅對正在生長著的細(xì)菌，且主要是對G+菌有效。8遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)細(xì)胞壁缺損型細(xì)菌概念：自發(fā)突變或人為得到缺壁細(xì)菌。

缺壁細(xì)菌實(shí)驗室或宿主體內(nèi)形成自然界長期進(jìn)化形成——支原體缺壁突變——L－型細(xì)菌人工去壁基本去盡原生質(zhì)體（G＋）部分去掉球狀體（G-）9遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)原生質(zhì)體：人為用溶菌酶除CW或青霉素抑制CW合成得到CM包裹的球狀細(xì)胞，一般G＋最易形成原生質(zhì)體。

球狀體又稱原生質(zhì)球，指還殘留了部分細(xì)胞壁（尤其是G-細(xì)菌外膜層）的原生質(zhì)體。共同特點(diǎn)：

對環(huán)境條件變化敏感；即使有鞭毛，也不能運(yùn)動；對噬菌體不敏感；外源基因容易導(dǎo)入，有利于遺傳學(xué)基本研究；不同菌種或菌株的原生質(zhì)體間易發(fā)生細(xì)胞融合，因而可用于雜交育種。10遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與其他真核生物基本相同，右圖是電子顯微鏡下的釀酒酵母細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖。酵母菌細(xì)胞的構(gòu)造11遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)酵母細(xì)胞的細(xì)胞壁(1)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)：酵母細(xì)胞壁呈“三明治”結(jié)構(gòu)外層：甘露聚糖（約占40%-45%，以α-糖苷鍵聯(lián)結(jié)（并非所有酵母菌都有）)內(nèi)層：葡聚糖（約占30-40%，由D-葡萄糖以β-糖苷鍵聯(lián)結(jié)）中間層：蛋白質(zhì)（含5-10%，多為酶類）

細(xì)胞壁（2）壁外成分：有些菌壁外含有由多糖構(gòu)成的類似莢膜的結(jié)構(gòu)。包括異多糖、甘露聚糖和淀粉類物質(zhì)。（3）細(xì)胞壁的少量組分—脂類(3%-8%)和幾丁質(zhì)（1%-2%)和灰分.蝸牛酶：水解酵母菌細(xì)胞壁制備原生質(zhì)體或水解酵母子囊壁以釋放單倍體子囊孢子。12遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)霉菌的構(gòu)造細(xì)胞膜液泡內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞壁線粒體細(xì)胞核核糖體由細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及各種內(nèi)含物（肝糖、脂肪滴、異染粒等）等組成。幼齡菌往往液泡小而少，老齡菌具有較大的液泡。13遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)除少數(shù)低等水生霉菌細(xì)胞壁含纖維素外,大部分霉菌細(xì)胞壁主要由幾丁質(zhì)組成.霉菌細(xì)胞壁：霉菌的細(xì)胞壁可用蝸牛消化酶等消化霉菌的細(xì)胞壁，制備霉菌的原生質(zhì)體。14遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)細(xì)胞壁以內(nèi)的構(gòu)造（略）細(xì)胞壁以外的構(gòu)造（略）15遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)核質(zhì)體(nuclearbody;nucleoid)細(xì)菌DNA：長度：一般為：0.25—3mm例：大腸桿菌的DNA長約1mm。

生長迅速的細(xì)菌在核分裂之后細(xì)胞往往來不及分裂,所以細(xì)胞中常有2—4個核質(zhì)體，而生長緩慢的細(xì)菌細(xì)胞中一般只有1—2個核區(qū)，不在染色體復(fù)制時期一般是單倍體。功能：負(fù)載遺傳信息。又叫核區(qū)、擬核、類核等，由大型環(huán)狀雙鏈DNA纖絲不規(guī)則地折疊或纏繞而構(gòu)成的無核膜、核仁的區(qū)域16遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)質(zhì)粒(plasmids)細(xì)菌染色體外的共價閉合環(huán)狀雙鏈的小型DNA分子．分子量約為２—100×106D.一個菌細(xì)胞可有一或多個質(zhì)粒,每個質(zhì)粒上有幾十個基因。Structureofabacteriumhighlightingthebacterialplasmid.17遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)質(zhì)粒的特點(diǎn)：1、可以在細(xì)胞質(zhì)中獨(dú)立于染色體之外（即以游離狀態(tài)）存在，也可以插入到染色體上以附加體的形式存在；2、在細(xì)胞分裂時，可以不依賴于細(xì)菌染色體而獨(dú)立進(jìn)行自我復(fù)制，也可以插入到細(xì)菌染色體中與染色體一道進(jìn)行復(fù)制；3、質(zhì)?？梢酝ㄟ^轉(zhuǎn)化或接合作用而由一個細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)胞，使兩個細(xì)胞都成為帶有質(zhì)粒的細(xì)胞；4、質(zhì)粒對于細(xì)胞生存并不是必要的。質(zhì)粒已作為基因工程中的克隆載體18遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)質(zhì)粒的種類:1、大腸桿菌的F因子2、細(xì)菌抗藥質(zhì)粒（R因子）3、大腸桿菌素質(zhì)粒（Col因子）4、降解質(zhì)粒5、Ti質(zhì)粒19遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)20遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)第二節(jié)細(xì)胞分裂任何生物細(xì)胞的生命都是有一定限度的，要延續(xù)細(xì)胞生命必須進(jìn)行細(xì)胞分裂，細(xì)胞分裂是實(shí)現(xiàn)生物體生長、繁殖以及世代之間物質(zhì)與機(jī)能連續(xù)性的一種必要方式。細(xì)胞分裂無絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂21遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)一、細(xì)胞的有絲分裂有絲分裂是細(xì)胞分裂的主要形式。多細(xì)胞生物體的細(xì)胞由有絲分裂而增多，即有絲分裂是生物體的體細(xì)胞分裂，分裂結(jié)果使生物體變粗、變長、變大。有絲分裂使細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)各分成兩半。細(xì)胞核的分裂在染色體開始分裂前已經(jīng)復(fù)制成一倍。染色體數(shù)目的正確分裂是有絲分裂的關(guān)鍵，而細(xì)胞質(zhì)的分裂不一定十分正確。22遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)對高等生物來講，生殖細(xì)胞的前身是二倍的卵母和精母細(xì)胞。要形成單倍的精子和卵子必須經(jīng)過減數(shù)分裂方能進(jìn)行結(jié)合、遺傳而成二倍的體細(xì)胞，否則倍數(shù)會不斷增加，生物就無法維持其遺傳穩(wěn)定性。對低等生物，如衣藻、真菌等有性世代的有性生殖過程中的合子是二倍體，而它們的孢子和營養(yǎng)體（植株、菌絲體）是單倍的。由于這些生物有性世代的二倍體階段是很短的，也必須進(jìn)行減數(shù)分裂回到單倍體世代。減數(shù)分裂的過程：第一次分裂，染色體和細(xì)胞都分裂。第二次分裂，染色體不分裂僅細(xì)胞分裂。24遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)減數(shù)分裂的意義：各種生物由于減數(shù)分裂和兩性細(xì)胞結(jié)合（受精作用）過程的交替進(jìn)行，使染色體數(shù)目和遺傳性狀有規(guī)律地保持相對穩(wěn)定；在減數(shù)分裂過程中，通過同源非姐妹染色體單體之間的交換和重組，引起變異的發(fā)生，這為雜交育種提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，在生物界的遺傳和進(jìn)化上具有重要意義。25遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)第三節(jié)真核微生物的生活史生活史：生物在生長發(fā)育一個循環(huán)周期中的一系列變化。例如，絲狀真菌從一種孢子開始，經(jīng)過一定的生長繁殖，包括無性繁殖和有性繁殖兩個階段，最后有產(chǎn)生同一種孢子，這一循環(huán)稱為絲狀真菌的生活史。高等動植物只有有性生殖，從性細(xì)胞受精后，經(jīng)過生長發(fā)育，直至生命結(jié)束。低等生物（包括真核微生物）繁殖后代，通過有性生殖、無性生殖或準(zhǔn)性生殖來完成的。26遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)生物在整個生活周期中可以從形態(tài)、細(xì)胞功能和染色體倍數(shù)變化的幾個方面來完成它們的生長發(fā)育過程，但不同生物其生活史在以下幾方面的表現(xiàn)是不同的。多細(xì)胞的高等動植物是二倍體生物，它們的體細(xì)胞為二倍體，通過減數(shù)分裂產(chǎn)生兩性生殖細(xì)胞，即精、卵細(xì)胞。兩性細(xì)胞相互融合，形成二倍體的受精卵，經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生許多二倍體的體細(xì)胞。真核微生物，多數(shù)屬于單倍體生物。它們的體細(xì)胞是單倍的，用來接合的兩個體細(xì)胞不需要進(jìn)行減數(shù)分裂就可以成為接合子。它們是二倍體的體細(xì)胞，經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生單倍體的有性孢子，有性孢子萌發(fā)后產(chǎn)生單倍的營養(yǎng)體。27遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)典型擔(dān)子菌的生活史

28遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)根霉生活史接合孢子孢囊孢子29遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)酵母菌有兩個類型生活史較為特別。營養(yǎng)體既可以單倍體也可以雙倍體形式存在，釀酒酵母是這類生活史的代表。30遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)營養(yǎng)體只能以二倍體形式存在，路德類酵母是這類型的代表。31遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)真菌的生活周期包括無性繁殖、有性繁殖或準(zhǔn)性繁殖。有性繁殖往往比無性繁殖少得多，只在特定條件下才出現(xiàn)。不產(chǎn)生有性孢子的半知菌綱中的真菌，往往以準(zhǔn)性繁殖來完成它們的生活史。有的真菌本身能產(chǎn)生有性孢子，但也有可能進(jìn)行準(zhǔn)性繁殖。32遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)霉菌的生殖霉菌的基因重組一般也可以通過有性生殖或準(zhǔn)性生殖過程完成準(zhǔn)性生殖是指不經(jīng)過減數(shù)分裂就能導(dǎo)致基因重組的生殖過程異核體的形成、二倍體的形成以及體細(xì)胞交換和單倍體化33遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)霉菌的有性生殖有性孢子繁殖兩個性細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生新個體的過程a）質(zhì)配：兩個性細(xì)胞結(jié)合，細(xì)胞質(zhì)融合，成為雙核細(xì)胞，每個核均含單倍染色體（n+n）。b）核配：兩個核融合，成為二倍體接合子核，此時核的染色體數(shù)是二倍（2n）。c）減數(shù)分裂：具有雙倍體的細(xì)胞