遗传学细胞学基础

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遗传学第二章遗传的细胞学基础

遗传学第二章遗传的细胞学基础

原核生物的染色体形态、结构和数目
例如:
蚕豆配子中染色体(n=6)的核苷酸对为 200亿,长度6000mm。
通常原核生物细胞里只有一个染色体,且DNA含量远低于真核生物。
大肠杆菌(E.coli)只有一个环状染色体,其DNA分子含核苷酸对为300万,长度1.1mm。
豌豆配子中染色体(n=7)的核苷酸对为 300亿,长度10500mm
细胞膜(plasma membrane)亦称质膜 在细胞壁内、细胞质外的薄膜 多种功能:物质运输、信息传递、能量转换、代射调控、细胞识别等。
01
细胞质(cytoplasm)
02
在质膜之内核之外呈胶体溶液的原生质。
03
内含多种物质(蛋白质、脂肪等);多种细胞。
04
主要细胞器有:
05
线粒体:动力工厂和遗传物质载体
二、真核细胞
第二章 遗传的细胞学基础
植物细胞结构
第二章 遗传的细胞学基础
动物细胞结构
●动物细胞的组成:细胞膜、细胞质和细胞核三部分组成 ●植物细胞的组成:细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核四部分组成 (一)、细胞壁(cell wall) ●植物细胞特有结构 ●在细胞最外层 ●由纤维素和果胶质等构成“坚硬” 结构 ●起保护和支架作用 ●壁上有使相邻两个细胞相通的“胞间连丝”结构 正是因为存在这一独特的结构,使得植物遗传的研究与动物遗传研究有了比较大的差异(更困难),尤其是在进入分子水平或者说是在进行细胞工程和基因工程研究时,这一点尤其突出。
大小 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; 植物: 长约0.20-50微米、宽约微米。
高等植物中单子叶植物的染色体一般比双子叶植物要大些。 单子叶植物中如,玉米、小麦、大麦和黑麦 > 水稻。但双子叶植物中的牡丹属和鬼臼属也具有较大的染色体。

遗传学-第2章_遗传的细胞学基础

遗传学-第2章_遗传的细胞学基础

内膜系统 细胞质
细胞壁成分 细胞增殖
真核生物的细胞由细胞膜、细胞质、细胞核三部分 组成 (一)细胞膜(质膜) 细胞膜是细胞外围的一层薄膜,主要由蛋白质和类 脂构成。 功能:能够有选择地通过某些物质。 在植物细胞的细胞膜外面,还有一层由纤维素和果 胶质组成的细胞壁(支持和保护作用)。
(二)细胞质(胞质) 细胞质是细胞膜内环绕着细胞核外围的原生质,呈胶体状 态。里面有许多蛋白质、脂肪等物质,细胞质中包含着各种 细胞器:线粒体、质体(植)、核糖体、内质网、高尔基体、 中心体(动)、溶酶体和液泡(植)。 其中,质体和液泡只有植物才具有,中心体只是动物细胞才具 有。 线粒体是动植物细胞中普遍存在的细胞器,是细胞内呼吸作用和 氧化作用的中心,是贮藏能量的场所。 质体包括叶绿体、有色体和白色体,其中最重要的是叶绿体, 是植物光合作用的场所。 核糖体是极其微小的细胞器,由RNA和蛋白质组成,是细胞中合 成蛋白质的主要场所。 内质网是运输蛋白质的合成原料和合成产物的通道。
线粒体
线粒体DNA
叶绿体
叶绿体DNA
电镜下内质网
电镜下粗面内质网
(三)细胞核(胞核)

除细菌和蓝藻(原核生物)之外,各种生物的 细胞内都有细胞核,细胞核由核膜、核液、核 仁和染色质(染色体)组成。

细胞核是遗传物质聚集的主要场所,对细胞发 育和性状遗传起着指导作用。
植物细胞和动物细胞的区别
上各个微小的区段。这些区段长度各不相同,各有不同的分子结
构,规定着不同性状的遗传。 提问:染色体、DNA、基因有何不同?
第三节 细胞分裂

细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础,亲代 的遗传物质就是通过细胞分裂向子代传递的。 19世纪末,Flemming W(1882)和Boveri T(1891)分别发现了有丝分裂和减数分裂,为遗 传的染色体学说提供了理论基础。

遗传的细胞学基础

遗传的细胞学基础

(1)Spermatogenesis and Oogenesis in an animal cell
2.4生活周期
有机体的生活周期是从合子形成到个体死亡 的过程中所发生的一系列事件的总和。真核生 物中,减数分裂产生单倍体细胞,在此过程中, 亲代的遗传物质通过染色体分离和交换产生新 的组合。单倍体细胞的融合产生几乎无穷的新 的遗传重组,因此,有机体的生活周期为遗传 物质的重组创造了机会。
2.2.4遗传的染色体学说
Sutton以及Boveri于1902—1903年间首先提出了 遗传的染色体学说(chromosome theory of inheritance) 推测:“父本和母本染色体的联会配对以及随后通过减数 分裂的分离构成了孟德尔遗传定律的物质基础。” 1903年,Sutton提出孟德尔的遗传因子是由染色体携带的, 因为: ①每一个细胞包含每一染色体的两份拷贝以及每一基因的两份 拷贝。 ②全套染色体,如同孟德尔的全套基因一样,在从亲代传递给 后代时并没有改变。 ③减数分裂时,同源染色体配对,然后分配到不同的配子中, 就如同一对等位基因分离到不同的配子中。
减数分裂的遗传学意义在于:
①只有一个细胞周期,却有两次连续的核分裂 。染色体及其DNA只复制一次(间期S期),细 胞分裂却有两次(减数分裂Ⅰ、Ⅱ)。 ②“减数”并不是随机的。所谓“减数”,实 质上是配对的同源染色体的分开。这是使有性 生殖的生物保持种族遗传物质(染色体数目) 恒定性的机制;同源染色体的分离决定了等位 基因的准确分离,为非同源染色体随机重组提 供了条件。
(2)染色体的结构
每个核小体包括一个组蛋白 八聚体(H2A、H2B、H3和H4各两 个分子)及缠绕在该核心表面的 200个碱基对左右的DNA。 DNA双螺旋在组蛋白八聚体分 子的表面盘绕1.75圈,其长度 约为146bp,负超螺旋,这种组 蛋白的核心颗粒大小约为5.5 nm×11 nm的扁球形。 相邻的两个核小体之间一般 由约55 bp的DNA连接,称为连 接区 DNA,在连接区部位结合 有一个组蛋白分子H1。

三大遗传定律及其细胞学基础

三大遗传定律及其细胞学基础

三大遗传定律是指孟德尔遗传定律,包括以下三个方面:
定律一:单因素遗传规律,也称分离规律。

孟德尔通过对豌豆花的杂交实验,发现性状表现会按照一定比例分离出现在子代中。

这个比例是3:1。

它的细胞学基础是在有丝分裂时,染色体成对分离,每个子细胞获得一份染色体。

定律二:双因素遗传规律,也称自由组合规律。

孟德尔通过对豌豆花的杂交实验,发现两个性状会同时遗传,而不是分别遗传。

它的细胞学基础是在减数分裂过程中,染色体成对分离,每个子细胞获得一份染色体,因此可以随意组合。

定律三:连锁遗传规律,也称联锁规律。

这个定律是由摩尔根通过对果蝇的杂交实验发现的。

他发现,某些基因是联锁的,它们位于同一条染色体上,因此有时会一起遗传。

它的细胞学基础是染色体在减数分裂过程中并不总是成对分离,有时会发生染色体互换,导致基因的连锁性发生变化。

医学遗传学课件第二章遗传的细胞学基础

医学遗传学课件第二章遗传的细胞学基础
内10nm 组蛋白
外30nm
螺旋管是在组蛋白H1协助下,6个核小体 缠绕一圈形成的中空性管.
solenoid
3 .三级结构:超螺旋管 它是由螺旋管进一步盘曲而形成。将螺
旋管长度压缩了40倍。
4. 四级结构:染色单体, 超螺旋管进一步 折叠又被压缩了5倍。
(二) 染色体支架-放射环模型
前期I(双线期)
diplotene
前期I(终变期)
diakinesis
(2)中期I Metaphase I
equatorial plate
中期I
(3)后期I Anaphase I
1.同源染色体分离,四分体二分体 2.非同源染色体随机组合。
(4)末期 I Telophase I
metaphase I
(二) Y染色质
正常男性在间期细胞,用荧光染料 染色后,在核内出现一强荧光小体,直 径0.3um,称y染色质。
Y染色质
y染色体长臂远端部分为异染色质,被荧 光染料染色后发出荧光,女性中不存在, 细胞中y染色质数目与y染色体数目相同。
核性别:间期细胞核中染色质的性别差异。
第三节 人类性别决定的染 色体机制
anaphase I
telophase I interphase
2 . 第二次减数分裂 Meiosis II
1. 二分体单分体 2.非姐妹染色单体随机组合。
前期 II
中期 II
后期 II
末期 II
(一)、减数分裂 I
1.同源染色体配对 1.二价体四分体 1.联会复合体消失
联会
2.非姐妹染色单 2.同源染色体某
结构异染色质:在所有细胞 类型及各发育阶段中均处于 凝集状态。 兼性异染色质:是在某些类 型或阶段,原有的常染色质 凝聚并丧失转录活性后转变 而成的异染色质,可转化为 常染色质。

遗传学第1章遗传的细胞学基础

遗传学第1章遗传的细胞学基础
遗传学与细胞学(Cytology)
第一节 植物细胞的结构和功能
3
第三节 细胞分裂
2
第二节 染色体的形态、结构和数目
4
第四节 染色体在园林植物生活史的周期变化
第一章 遗传的细胞学基础
真核生物(eukaryote) (真核细胞) :原生动物、单细胞藻类、真菌、高等植物、动物、人类 原核生物(prokaryote) (原核细胞) :细菌、蓝藻(蓝细菌)
2
、后期Ⅱ:着丝点分裂为二,各对姐妹染色单体分开,由纺缍丝分别拉向两极。
3
、末期Ⅱ:子染色体到达两极,形成新的子核,同时细胞质分裂,形成 2 个子细胞。
4
第二次分裂
(二)遗传学意义
、保证了遗传物质的恒定 、减数分裂是遗传三大基本规律的细胞学基础
三、植物配子的形成和受精结实
雌雄配子的形成 园林植物的有性生殖过程在花器里进行,由雌蕊和雄蕊内的孢原细胞经过减数分裂,形成雌配子和雄配子,即精子和卵细胞。
(四)受精
多胚现象、无融合生殖、孤雌生殖、无配子生殖 选择受精
植物在不同种或同种花粉混合授粉时,雌蕊和花粉之间相互鉴别选择,表现出亲和力或配合力的大小的选择性现象称为受精选择性,它是植物在长期的自然选择作用下保留下来的。
第四节 染色体在园林植物生活 史的周期变化
高等植物一个完整的生命周期,是指从种子的胚到下一代种子的胚的过程,在这一周期中,包括一个有性世代和一个无性世代的相互交替,所以称为世代交替。 从遗传角度看,世代交替是染色体的分离 --- 组合与组合 --- 分离的变化,正是由于染色体数目的有规律的变化,才保证了物种的稳定性和连续性。
01
02
03
二、染色体的数目(pp13-14)

医学遗传学-细胞和分子基础

医学遗传学-细胞和分子基础
半保留复制
第四节 基因表达
DNA
加尾

戴帽

剪接
mRNA
翻 译
蛋白质
RNA编辑及意义
RNA编辑(RNA editing):一种与RNA剪接不同 的RNA加工形式,导致生成的mRNA分子在编码区 的核苷酸序列不同于其DNA模板序列的过程。
U的加入或删除 C→U、A→G或G→A的RNA碱基转换 C→G、G→C或U→A的RNA碱基颠换
回文序列(palindrome)
十字结构
1、高度重复序列
①卫星DNA(satellite DNA) ②小卫星DNA (minisatellite DNA)
微卫星DNA (microsatellite DNA) ③反向重复序列
2、中度重复序列
由长度300bp~7000bp的序列重复而成, 拷贝数102~105。
第五节 基因突变
一、基因突变的概念
基因突变(gene mutation):基因在结构上发生碱基 对组成或排列顺序的改变。
突变基因(mutant gene):基因突变后在原有基因座 上出现的新基因。
特点: 稀有性、重演性、可逆性、多向性、 有害性和有利性、突变的时期
二、基因突变的分子机制
1、碱基替换 指一个碱基对被另一个不同的 碱 基 对 所 替 换 , 为 DNA 分 子 中 单个碱基的改变,即点突变。
AATAAA
第三节 DNA复制
双向复制
复制叉(replication folk) 复制子(replicon)
第三节 DNA复制
半不连续复制
前导链(leading strand) 后随链(lagging strand)
冈崎片段(Okazaki fragment)

遗传的细胞学基础

遗传的细胞学基础

第三章遗传的细胞学基础教学目标及基本要求:1、掌握染色体一般结构与超微结构;2、理解有丝分裂与减数分裂的过程、区别与遗传学意义;3、掌握高等动植物雌雄配子的形成过程;4、了解遗传的染色体学说主要内容:染色体与细胞分裂,染色体周史,染色体与基因之间的平行现象。

重难点:染色体的超微结构,减数分裂的过程,染色体周史。

学时分配:4授课内容:第一节细胞与染色体一、细胞的基本结构细胞膜线粒体核糖体溶酶体细胞质高尔基体中心粒内质网白色体质体有色体核膜叶绿体细胞核核液:核内不能染色或染色很浅的基质,含RNA,蛋白质、酶等。

核仁:主要成分是蛋白质、RNA和DNA,主要功能是合成rRNA。

染色质:是指核内易于被碱性染料着色的无定形物质,是由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的复合体,以纤丝状存在于核膜内面。

根据着色程度的不同,常染色质:着色较浅,呈松散状,分布在靠近核的中心部分,是遗传的活性部位。

又分为异染色质:着色较深,呈致密状,分布在靠近核内膜处,是遗传的惰性部位。

又分结构异染色质或组成型异染色质和兼性异染色质。

前者存在于染色体的着丝点区及核仁组织区,后者在间期时仍处于浓缩状态,如人类女性细胞中的两个X染色体,其中一个处于常染色质状态,另一个在胚胎发生的第16-18天发生收缩,失去遗传活性,变成惰性的兼性异染色质,在间期核中形成光镜下可见的X染色质,又称巴氏小体,后来发现无论细胞中有多少X染色体,只有一个X染色体保留常染色质状态,其余X染色体均失活变成巴氏小体,并在该个体整个生命中,永远如此,但在生殖细胞中又可变成不收缩,在受精时,仍起着正常X染色体的作用。

二、染色体是哈佛迈特在研究紫鸭趾草花粉母细胞时(1848)发现并加以描绘的。

1888年瓦尔德尔将它命名为染色体,当细胞分裂时,核内的染色质凝集成为一定数目和形态的染色体,在细胞分裂结束进入间期时,染色体又逐渐松散回复成染色质。

由此可见,染色体和染色质实际上是同一物质在细胞分裂过程中表现的不同形态。

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• 真核细胞与原核细胞主要区别:
–真核细胞不仅含有核物质,而且有核结构, 即核物质被核膜包被在细胞核里。
–原核细胞仅含有核物质,没有核膜,通常称 为拟核或核质体。细菌和蓝藻等低等生物的 细胞属于这种结构,统称为原核生物。
第二节 染色体 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
相对不着色或
着色及浅的颗
粒。(可复制; 位细胞分裂时,次缢
痕紧密相连核仁。
⑹ 端粒:染色体 臂端部特化区 域,着色深, 保护作用,维 持染色体DNA 复制过程中的 完整性和特异 性,与染色体 在核内的空间 排列及减数分 裂时同源染色 体配对的调控 有关,与细胞 寿命有关
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⑺ 随体:次缢痕末端具有圆形或略呈 长形的区段,有随体的染色体称sat 染色体。
⑻ 次缢痕:通常在短臂的一端,大小 位置相对恒定,识别染色体的标志 之一,具组成核仁的特殊功能。
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2)染色质的高级结构
• 在有丝分裂中期所观察到的染色体 是经过间期复制的染色体,均包含 有两条成分、结构和形态一致的染 色单体。
• 染色单体:在减数分裂或有丝分
裂过程中,复制了的染色体中的两条 子染色体。每个染色单体是由一条 脱氧核糖核酸(DNA)双链经过紧密 盘旋折叠而成。
一条染色体的两个染色单体互称为 姊妹染色单体(sister chromatid)。
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• 二级结构:染色体的螺旋管结构,核小体长链在 组蛋白H1的作用下螺旋化形成直径为30nm、中 空的管状结构,每一周螺旋包括6个核小体,因 此长度缩短了6倍。
• 一般染色体长度变动于0.20—50 微米;宽 度变动于 0.20—2.00 微米。 (宽度上同一 物种大致相同)
二、染色体的组成及分子结构 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
1.染色体组成
原核生物染色体:一个核酸(DNA或RNA)分 子。
真核生物染色体:DNA、蛋白质和少量的 RNA。
2.染色体的结构 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
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遗传学研究的侧重点:
1) 细胞核的结构功能、染色体形态、结构 和数目;
2) 细胞有丝分裂、减数分裂、两性细胞融 合(受精)的过程及其染色体的行为变化;
3) 有丝分裂、减数分裂及受精的生物学意义。
第一节 细胞的结构和功能 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
根据构成生物体的基本单位,可以将生物分为 非细胞生物:包括病毒、噬菌体(细菌病毒),具
图 原核细胞的结构
真核细胞
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细胞壁
内质网
线粒体
真核 生物
→细胞
质膜(细胞膜) 细胞质
叶绿体 高尔基体
液泡
膜相结构
溶酶体
原生质
核糖体 中心体 非膜相结构
细胞核
核膜 — 膜相结构 染色质 核仁 非膜相结构
核基质
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动物和植物细胞的比较
1)染色质的基本结构
⑴染色丝:
染色质的基本结构(DNA的一级结构):核小体 八聚体、连接丝和一分子的组蛋白H1。
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⑵ 染色粒:象念 珠状的,由一 连串的珠状物 构成的染色质。 是染色质固缩 了的珠状小粒。
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⑶ 着丝粒:缢痕
的内缩区域内
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间期染色质分:常染色质与异染色质
常染色质:状态伸展;差色浅;富含基因,具转录 活性。
异染色质:聚缩程度高;染色深。分以下两类: 组成性异染色质:处聚缩状态,由相对简单、 高度重复DNA组成。复制比常染色质晚,聚缩早, 有显著的遗传惰性,极少参与转录和编码蛋白质, 但其对细胞代谢活动、控制性状的遗传和变异有 着不可替代的作用。 兼性异染色质:某些细胞原来的常染色质卷缩、 丧失转录活性而变为异染色质。
有前细胞形态的构成单位; 细胞生物:以细胞为基本单位的生物;根据细胞
核和遗传物质的存在方式不同又可以分为:
真核生物(eukaryote):(真核细胞)原生动物、单细 胞藻类、真菌、高等植物、动物、人类 原核生物(prokaryote):(原核细胞)细菌、蓝藻(蓝 细菌)
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• 三级结构:在二级基础上,进一步卷缩形成DNA 平均大小为80-150 kb的环,每一个环含有约40 个螺旋管,称超螺旋管,附着在由非组蛋白形成 的支架上并进一步折叠约5次成具一定形态的染 色体。
• 四级结构:染色体。
• 因些,由一个DNA双螺旋分子到染色体,总体长 度缩短到原来的八千至一万分之一。
一些生物的染色体数目 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
水稻24条(2n) 普通小麦42条(2n) 大麦14条(2n) 玉米20条(2n) 高粱20条(2n)
三、染色体的数目 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
各种生物的染色体数目往往差异很大。 ➢不同生物物种的染色体数目是生物物种的特征,
相对恒定;体细胞中染色体成对存在(2n),而 配子中染色体数目是体细胞中的一半(n)。 ➢如人2n=46,果蝇2n=8,洋葱2n=16,蚕豆 2n=12,等(见 P15,表1-3)。
一、染色体的形态 二、染色体的组成
及分子结构 三、染色体的数目 四、染色体的分类 五、原核生物染色体
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染色质和染色体
在细胞尚未进行分裂的核中,可以见到许多 由于碱性染料而染色较深的,纤细的网状物,这 就是染色质。 • 当细胞分裂时,核内的染色质便卷缩而呈现为一 定数目和形态的染色体。 • 当细胞分裂结束进入间期时,染色体又逐渐松散 而回复为染色质。 • 所以说,染色质和染色体实际上是同一物质在细 胞分裂中所表现的不同形态。
一、 染色体的形态 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
1、基本形态
染色体臂(长、短) 着丝粒(主缢痕) 次缢痕 随体 端粒
中期染色体形态
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2、染色体的大小
• 不同物种和同一物种的染色体大小差异都很 大,而染色体大小主要指长度而言,在宽度 上同一物种的染色体大致是相同的。
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