遗传学第一章 遗传的细胞学基础.ppt
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1、第一章 遗传的细胞学基础,第一节 细胞的结构和功能 第二节 染色体 第三节 细胞分裂与细胞周期 第四节 生物配子形成与受精 第五节 生活周期,第一节 细胞的结构和功能 根据构成生物体的基本单位,可将生物分为 非细胞生物:病毒(例噬菌体) 细胞生物: 原核细胞:壁、膜、质、拟核(例细菌、蓝藻) 植物细胞(壁、膜、质、核) 真核细胞 动物细胞(膜、质、核),原核细胞(细菌)的结构,细菌在显微镜下的模样,细菌多以二分裂方式进行繁殖,是 自然界分布最广,个体数量最多的 有机体,是大自然物质循环的主要 参与者。,植物细胞和动物细胞的比较,主要细胞器及功能,线粒体:有氧呼吸的主要场所,又称“动力车间”。
2、叶绿体:进行光合作用,是植物细胞的“养料制造车 间”和“能量转换站”。 内质网:蛋白质的合成和加工,以及脂质合成“车 间”。 高尔基体:蛋白质加工,分类和包装的“车间”及 “发送站”。 溶酶体:消化车间 液泡:调节细胞内的环境,是植物细胞保持坚挺的 细胞器。 核糖体:蛋白质的翻译机器,第二节 染色体 一、染色质与染色体 遗传物质主要存在于细胞核内染色质/染色体上 染色质:细胞分裂间期,呈伸展状态的DNA蛋白纤维(大部分时间的存在形态) 染色体:细胞分裂期,染色质高度盘旋折叠而成的棒状结构 同一种物质的不同存在状态,均易被碱性染料染色,二、染色体的形态,染色体两端有一个帽子状的东西,称为端粒。端
3、粒实际上就是一种DNA片段,端粒的作用是保护染色体,由端粒酶来启动、制造和维持其功能。端粒酶的活性是调控衰老的关键因素。,端粒理论发现: 2009年的诺贝尔生理学或医学奖授予了发现“端粒和端粒酶是如何保护染色体的”三位科学家。,卡罗尔格雷德,伊丽莎白布莱克本,杰克绍斯塔克,西班牙马德里国立癌症研究中心的比拉斯科(Maria Blasco)博士开办名为“生命长度”公司,端粒的商业应用:,端粒长度和端粒酶的活性决定着生物的寿命,测试流程:血样白细胞 染色体端粒;具体收费是500欧元(约合人民币4620元)。 测试细胞中端粒的长度,可推断一个人的寿命有多长。这种检测方法于2011年年底在英国上市。男
4、性端粒长度缩短略快于女性,这也是男性平均年龄低于女性的原因,此外运动可防端粒变短。,染色体的形态表现形式(臂比) 中间着丝点染色体(等臂):V型 近中着丝点染色体:L型 近端着丝点染色体:棒状I型 顶端着丝点染色体:棒状I型 颗粒状染色体:颗粒状,同源染色体:形态、结构相同 非同源染色体:形态、结构不同 染色体组型分析(核型分析):根据染色体长度、着丝点位置、臂比、随体有无等特点,对各对同源染色体进行分类、编号,研究一个细胞的整套染色体,人类核型分析图,根据染色体长度和着丝点位置将人类46条染色体分为AG,共7个组: A组:13 B组:4,5 C组:612,X D组:1315 E组:1618
5、F组:19,20 G组:21,22,Y,核型分析意义:根据染色体结构、数目的变异来判断生物的病因。,三、 染色体的组成及分子结构 1、原核生物染色体 染色体通常只有一条裸露的核酸分子(DNA或RNA)组成。,单链 双链 线状 环状,大肠杆菌的双链闭合结构是由50100个独立的不同水平超螺旋结构域组成(如图)。,大肠杆菌的染色体 DNA分子伸展有1100m长,细菌直径12m,2、真核生物染色体 (1)染色质的基本结构 染色质的基本结构单位核小体: 包括:约200bp的DNA超螺旋 蛋白质八聚体(H2A/H2B/H3/H4各两分子) 染色质一级结构:蛋白质八聚体为核心,DNA分子左旋盘绕其外侧,将
6、八聚体串联;相邻核小体间由组蛋白H1与DNA结合。,核小体结构模型,(2)染色体的高级结构 一条染色体有两条染色单体组成 染色单体:DNA双螺旋与蛋白质结合形成 螺旋管二级结构 超螺旋管三级结构,核小体形成染色体示意图 现在认为至少存在三个层次的卷缩:核小体 螺旋管 超螺旋管 染色体,四、染色体数目 就一物种,其染色体数目是恒定的 表1-3 (P15) A染色体:正常染色体 B染色体:额外染色体、超数染色体、副染色体;非孟德尔遗传,对表型的影响主要取决B染色体数量。,一、细胞周期,因“发现细胞周期中的关键调节因子”而 获得2001年诺贝尔医学或生理学奖。,第三节 细胞分裂与细胞周期,细胞周期是
7、指从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂结束所经历的过程。,分裂间期(interphase),分裂期(M期) (mitotic phase),DNA合成前期(G1期),DNA合成期(S期),DNA合成后期(G2期),G0期 细胞暂时离开细胞周期。细胞转化为G0期,多发生在G1期。G0期细胞一旦得到信号,会返回细胞周期。 终末分化细胞,细胞周期中的检查点(Checkpoit),为保证染色体数目的完整性及细胞周期的正常运转,细胞中存在着一系列监控系统,可对细胞发生的重要事件及出现的故障加以检测,只有当这些事件完成,故障修复后,才允许细胞周期进一步运行,该检测系统即为检查点。,以原癌基因为代表推动
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