染色体与DNA
染色体、DNA、基因的关系
染色体、DNA、基因的关系染色体是细胞核中载有遗传信息（基因）的物质，在显微镜下呈丝状或棒状，由核酸和蛋白质组成，在细胞发生有丝分裂时期容易被碱性染料着色，因此而得名。
在无性繁殖物种中，生物体内所有细胞的染色体数目都一样。
而在有性繁殖物种中，生物体的体细胞染色体成对分布，称为二倍体。
性细胞如精子、卵子等是单倍体，染色体数目只是体细胞的一半。
在有不同性别的生物体内，有两个基本类型的染色体：性染色体和常染色体。
前者控制性联遗传特征，后者控制着除性联遗传特征以外的全部遗传特征。
人体共有２２对常染色体和一对性染色体。
男女的性染色体不同，男性由一个Ｘ性染色体和一个Ｙ性染色体组成，而女性则有两个Ｘ性染色体。
第２２对染色体是常染色体中最后一对，形体较小，但它与免疫系统、先天性心脏病、精神分裂、智力迟钝和白血病以及多种癌症相关。
染色体、DNA、基因的关系①染色体与基因的关系：一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈直线排列。
②染色体与DNA的关系：每一条染色体上只有一个DNA分子，染色体是DNA分子的主要载体。
③DNA与基因的关系：每个DNA上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段。
研究结果表明，每一个染色体含有一个脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）分子，每个ＤＮＡ分子含有很多个基因，一个基因是ＤＮＡ分子的一部分。
现代遗传学认为，基因是ＤＮＡ分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的ＤＮＡ分子片段。
基因位于染色体上，并在染色体上呈线性排列。
基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息得到表达，也就是使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。
一个基因要有正常的生理机能，它的几个正常组成部分一定要位于相继邻接的位置上，也就是说核苷酸要排成一定的次序，才能决定一种蛋白质的分子结构。
假使几个正常组成部分分处于两个染色体上，理论上就是核苷酸的种类和排列改变了，这样就失去正常的生理机能。
一条染色体上有几个DNA分子
若存在染色单体，则DNA数目和染色单体相同，一条染色体上有两个DNA分子；若不存在染色单体，则和染色体数目相同，一条染色体上有一个DNA分子。
DNA分子
DNA即脱氧核糖核酸，又称去氧核糖核苷酸，是染色体主要组成成分，同时也是主要遗传物质。
DNA有时被称为“遗传微粒”，因为在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一半复制传递到子代中，从而完成性状的传播。
原核细胞的染色体是一个长DNA分子。
真核细胞核中有不止一个染色体，每个染色单体也只含一个DNA分子。
DNA分子特性
稳定性：DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。
这是因为在DNA分子双螺旋结构的内侧，通过氢键形成的碱基对使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。
另外，碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。
多样性：DNA分子由于碱基对的数量不同，碱基对的排列顺序千变万化，因而构成了DNA分子的多样性。
特异性：不同的DNA分子由于碱基对的排列顺序存在着差异。
因此，每一个DNA 分子的碱基对都有其特定的排列顺序，这种特定的排列顺序包含着特定的遗传信息，从而使DNA分子具有特异性。
1。
染色体与DNA分子生物学
H2A
H2B
H4 H3
真核细胞染色体上的组蛋白成分分析
种类
相对分 子质量
氨基酸 分离难 保守性 数目 易度
染色质 中比例
染色质 中位置
H1
21 000
223
易
不保守 0.5
接头
H2A
14 500
129
较难
较保守 1
核心
H2B
13 800
125
较难
较保守 1
核心
H3
15 300
135
最难
最保守 1
核心
• C值（ C-value ）： 是指一种生物单倍体基因组DNA的总量
各种生物细胞内DNA总量的比较
在真核生物中，C值一般是随生物进化而增加的，高等 生物的C值一般大于低等生物。
C值反常现象 （C-value paradox）
C值往往与种系进化的复杂程度 不一致，某些低等生物却具有较 大的C值。
H4
11 300
102
最难
最保守 1
核心
组蛋白的特性
• 进化上的极端保守性 • 无组织特异性 • 肽链上氨基酸分布的不对称性
碱性氨基酸分布在N端；疏水基团在C端
• 存在较普遍的修饰作用
甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等
The core histones share a common structural fold
续性； ③能够指导蛋白质的合成，从而控制整
个生命过程； ④能够产生可遗传的变异。
染色体包括： DNA和蛋白质两大部分。
同一物种内每条染色体所带DNA的量是 一定的，但不同染色体或不同物种之间 变化很大。
真核细胞染色体的组成
基因dna和染色体的关系。
基因dna和染色体的关系。
基因DNA和染色体的关系
基因是生物体内控制遗传特征的基本单位，而DNA则是构成基因的分子。
染色体则是DNA分子在细胞分裂时的一种有序排列形式。
因此，基因DNA和染色体之间存在着密切的关系。
基因DNA是构成染色体的基本单位。
每个染色体都由一条长长的DNA分子和一些蛋白质组成。
这些蛋白质可以将DNA分子紧密地缠绕在一起，形成一个紧凑的结构。
这种结构有助于保护DNA分子不受损伤，并且在细胞分裂时有助于DNA分子的复制和分配。
染色体的数量和形态决定了生物的遗传特征。
不同物种的染色体数量和形态各不相同，这也是它们遗传特征的重要组成部分。
例如，人类有46条染色体，其中23条来自母亲，23条来自父亲。
这些染色体的数量和形态决定了人类的遗传特征，如眼睛颜色、身高、血型等。
基因DNA和染色体之间的关系还体现在基因的表达上。
基因的表达是指基因DNA被转录成RNA，然后再被翻译成蛋白质的过程。
这个过程是由染色体上的一些特定区域控制的。
这些区域可以通过一些化学修饰来影响基因的表达，从而影响生物的遗传特征。
基因DNA和染色体之间存在着密切的关系。
基因DNA是构成染色体的基本单位，染色体的数量和形态决定了生物的遗传特征，基因
的表达也受到染色体上的一些特定区域的控制。
对于生物学的研究和遗传学的应用，深入理解基因DNA和染色体之间的关系是非常重要的。
染色体与DNA
8
7
6
6 2 2 O N 2 N O N1 1 接 H G H R R
2
N C3
3
G
N
N 9 9
N
R R
G≡≡C A==T
C
DNA一级结构的特点：
1、DNA分子是由两条互相平行的脱氧核苷酸长 链盘绕而成的； 2、DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排 在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧； 3、两条链上的碱基通过氢键相结合，形成碱 基对，并符合碱基互补配对原则。
Top view
Side view
Histone octamer
DNA
Nucleosome core 146 bp, 1.8 turn
Histone H1
染色体小体Chromatosome 166 bp, 2 turn
H1 + 20bp DNA (stabilize) 连接DNA----Linker DNA (0~100bp, 55bp)
2.非组蛋白的组织专一性和种属专一性。
C 几类常见的非组蛋白
1. 高速泳动蛋白（HMG蛋白）
2. DNA结合蛋白
3. A24非组蛋白
2.真核生物基因组DNA
真核细胞最大特点是它含有大量的重复 序列，而且功能DNA序列大多被不编码 的非功能DNA所隔开。 C值（C value）概念
真核细胞DNA序列种类
负超螺旋
拓扑异构酶 溴乙锭
松弛DNA
拓扑异构酶 溴乙锭
正超螺旋
DNA双螺旋结构中，一般每转一圈有10个核苷酸 对，双螺旋总处于能量最低的状态。 若正常DNA双螺旋额外的多转或少转几圈，使每 转一圈的核苷酸数目大于或小于10，就会出现双螺旋 空间结构的改变，在DNA分子中产生额外的张力。
染色体,姐妹染色单体,着丝粒,dna的关系
染色体,姐妹染色单体,着丝粒,dna的关系染色体是一种由蛋白质和DNA组成的细胞器官，它们通过几何联合单体化合而成。
在生物学中，染色体是遗传信息的载体，能够通过传递给下一代来维持生命的连续性。
在进化史上，新的基因通过突变而产生，随后被保存在染色体中，并在后代中传递下去。
在染色体中，相同的形态和构造的染色体成为同源染色体。
对于高等生物来说，常常会有一对同源染色体，它们一起出现在细胞中。
由于受到不同环境的影响，同源染色体有可能会发生结构变异，造成染色体的异源性。
在细胞分裂过程中，染色体的几何联合单体会被解开，成为姐妹染色单体。
姐妹染色单体之间的DNA带又称作是表姐妹染色单体。
同源染色体的表姐妹染色单体上的相应基因在结构上是相同的，但它们有不同的遗传信息，所以它们的表达方式有可能是不同的。
DNA是构成基因的化学分子。
它是一种由四种不同碱基组成的脱氧核糖核酸，能够携带生命遗传信息并传递给下一代。
在染色体中，DNA会被紧密地缠绕成为一个紧凑的结构，称作染色体的核小体。
核小体在染色体的几何联合单体中起着重要的作用，防止染色体的损伤以及避免DNA的丢失。
染色体、姐妹染色单体、着丝粒和DNA之间有着密切的关系，在生物学研究和细胞分裂的过程中起着重要的作用。
除了上文中提到的内容，染色体、姐妹染色单体、着丝粒和DNA还有一些其他的关系。
染色体中的DNA序列可以被分成两个主要的区域：表观遗传区和基因区。
表观遗传区包含着丝粒附近的DNA序列，而基因区则包含了与遗传信息相关的DNA序列。
基因区中包含了对生物体功能的调控信息，例如启动子序列、外显子和内含子等。
姐妹染色单体之间的DNA序列在细胞分裂过程中经常会发生重组。
重组是DNA序列的交换或重新组合，它能够造成两个姐妹染色单体之间的遗传信息变化。
重组是遗传多样性形成的重要机制之一。
在染色体中，还存在着一些特定的DNA序列，称作端粒。
端粒位于染色体的端部，它们能够保护染色体免受损伤和丢失。
染色体、dna的数量关系
染色体、dna的数量关系我们都知道，每个生物体细胞内都包含有染色体和DNA。
这两者之间有何关联，以及染色体和DNA的数量关系又是什么呢？首先，让我们来了解一下染色体和DNA的基本概念。
染色体是细胞内的某些物质，在细胞分裂时呈现出的一定结构形态，包括长臂和短臂两端，是遗传信息的载体。
每个细胞都有一定数量的染色体，对于人类来讲，正常情况下每个体细胞都有46个染色体，其中23对来自于男性的精子和女性的卵子结合时的受精卵，另外23对则来自于父母的体细胞。
而DNA，则是构成遗传信息的分子，在细胞中的位置被称为细胞核，其主要功能就是保存细胞的遗传信息。
DNA 的结构为双螺旋型，由含有四种碱基的链状核苷酸组成，包括腺嘌呤（A）、尿嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（C）。
那么，染色体和DNA的数量关系是怎样的呢？事实上，一个生物体内染色体的数量与其DNA分子的长度存在着严格的对应关系。
这是因为每种生物的DNA分子长度和染色体数量的关系都是固定的，比如人类的DNA分子长度为大约3亿个碱基对，而细胞核中有46个染色体。
对于人类而言，染色体数目的不同会导致生殖细胞中的DNA量也有所差异。
在人类生殖细胞中，由于进行了减数分裂的原因，有性生殖细胞中仅仅存在一个单倍体的染色体组，即23个染色体，而其DNA分子长度为1.5亿个碱基对，为体细胞DNA长度的一半。
正是由于这种差异，才使得生殖细胞具有了经典的遗传特性：子代的遗传物质来源于父母，继承了他们的特征。
此外，在不同种的生物中，染色体和DNA的数量其实也存在很大的差异。
比如，人类和黑猩猩之间的基因差异并不大，但染色体的数量却有较大的差异，黑猩猩有48个染色体，比人类多2个。
而对于植物来说，染色体数量的差异更为明显，有的植物染色体数量可以达到80个以上。
总之，染色体和DNA的数量关系是具有普遍规律的，每个生物体的DNA分子长度与染色体数量之间都存在着严格的对应关系。
在进化过程中，由于基因水平的变异和染色体水平的重组会导致染色体数量的变异，这也是不同种群或不同种类之间染色体和DNA数量差异的主要原因。
DNA与染色体
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2
人 类 的 全 部 染 色 体
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3
人类基因 组各条染 色体中碱 基对数量 和功能基 因数量对 照表（基 因组是细 胞内单套 染色体及 其上的基 因)
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4
染色体存在于真核细胞内的核仁内，呈线性结构。 细胞分裂时，每条染色体都复制生成一条与母链完 全一样的子链，形成同源染色体对。
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5
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6
2、真核细胞染色体的组成
2.1 染色质和核小体
染色质的电子显微镜 图显示出由核小体组成的 念珠状结构，可以看到由 一条细丝连接着的一连串 直径为10nm的球状体。
核小体是由H2A、H2B、 H3、H4各两个分子生成的 八聚体和由大约200bpDNA 组成的。
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先导链需一个引物RNA链，而滞后链需要若干引物RNA。
引发前体 引发酶
共同作用
引发体
RNA 引物
新DNA链
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（3） DNA复制的终止
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DNA聚合酶
DNA聚合酶（DNA polymerase）是细胞复制 DNA的重要作用酶。
DNA聚合酶 , 以DNA为复制模板，将DNA由5' 端点开始复制到3'端的酶。
单起点、单方向 （原核）
多起点、单方向 （真核）
单起点、双方向（原核）
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多起点、双方向（真核）
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3.3.2 环状DNA双链的复制
（1）Theta型复制 双链环状DNA的复制眼可以形成一种θ结构， 形状像希腊字母θ，因而叫θ型复制。