-第一章遗传的物质基础

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扬州大学动物遗传学第一章第一章绪论动物遗传学

鄂尔多斯生态环境职业学院韩润清第一章遗传的物质基础

第一节遗传学的定义遗传学:是研究生物遗传和变异及其规律的一门学科。具体说，是研究生物体遗传物质的组成、遗传信息的传递及其表达的一门学科。4

动物遗传学第一章2、遗传和变异的概念（1）遗传：

有血缘关系的生物个体间的相似之处。

遗传并不意味着亲代与子代完全相同。甚至一卵双生的兄弟也不可能完全一模一样。5

动物遗传学第一章（1）1892年提出“种质学说”，认为种质在世代中是连绵不断的。（2）否定拉马克的获得性遗传,

实验：雌雄老鼠连续21代切割尾巴。魏斯曼（A.Weismann，1834～1914，德国生物学家）

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动物遗传学第一章2、遗传和变异的概念（2）变异：

有血缘关系的生物个体之间的相异之处。7

动物遗传学第一章拉马克（法国博物学家）(1)1809年《动物哲学》。(2)器官“用进废退”和“获得性状遗传”等理论。1、普通遗传学的诞生遗传与变异遗传与变异是生物界最普遍、最基本两个特征。

遗传与变异是矛盾对立统一的两个方面

遗传是相对的、保守的；变异是绝对的、发展的没有变异生物界就失去了进化的源泉，遗传就成了简单的重复。没有遗传，变异就无法积累，变异就失去了意义，生物也就无法进化和发展。甘肃农业大学动物科学技术学院遗传与变异的关系遗传和变异相辅相成，共同在生物的生殖中起作用。生物不断的产生变异，又通过遗传将对生物有利的变异保留下来，从有利的变异保留下来，从而构成了一幅生物化的图景。

遗传与变异

常言道“种瓜得瓜，种豆得豆”，这简练而又朴素的语言真切地反映了生物界物种代代相传的普遍规律。人们早就发现生物（包括植物和动物乃至人类）的性状可从上一代传至下一代，这就是遗传现象，也是为什么儿女的肤色、像貌、高矮等总是与父母相像的原因。普遍存在于色彩斑斓的生物界中，神秘的遗传现象必定有其物质基础，它就是存在于细胞核中的核酸。12

扬州大学动物遗传学第一章3、当代遗传学发展的特点和趋势

遗传学是一门处于发展颠峰时期的学科。目前，遗传学的前沿已从对原核生物的研究转向高等真核生物，从对性状传递规律的研究深入到基因的表达及其调控的研究。主要内容一、遗传的细胞学基础细胞的结构主要的细胞器及功能

染色体/染色质

细胞分裂二、遗传的物质基础核酸是遗传物质

DNARNA三、基因及其结构一、细胞的结构细胞由细胞膜（质膜）、细胞质和细胞核组成1.细胞膜：生物活性膜，主要成份为脂蛋白：类脂（主要为磷脂）+蛋白质2.细胞质：细胞器+基质3.细胞核=核膜（两层单位膜）+核质（染色质+核液）+核仁（蛋白质+RNA）第二节遗传的细胞学基础细胞膜结构示意图细胞和结构示意图二、主要的细胞器及功能内质网（含核糖体）：合成蛋白质场所高尔基体：分泌，储存细胞新合成物质线粒体：能量来源（“动力站”），含少量DNA溶酶体：保护中心粒：细胞分裂（以上细胞器的结构仅作了解。）染色质（体）：在细胞分裂期间染色体以细丝状存在，称为染色质；在细胞分裂时染色质缩短变粗称为染色体。染色质与染色体是同一种物质的不同存在形式。

三、染色体（染色质）超微结构染色体1、染色质的类型根据形态特征和染色性能分为常染色质和异染色质。常染色质：在间期细胞核中，对碱性染料着色浅、染色体纤维折叠压缩程度低、处于较为伸展状态的染色质，多存在于核质中。异染色质：在间期细胞核中，对碱性染料着色深、染色体纤维折叠压缩程度高、处于聚缩状态的染色质。1).染色质（体）=DNA+组蛋白+非组蛋白+RNA；2).各成分含量不同1：1：0.6：0.1（鼠肝细胞）；3).组蛋白包括核心组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）和非核心组蛋白（H1）；MW分别为10000-20000和23000；前者与DNA结合，稳定核小体结构；后者与其他类型蛋白质作用，促使染色质超螺旋化；4).非组蛋白（序列特异性DNA结合蛋白），有以下特性：a，多样性和组织特异性；b，结合特异性DNA；c，功能多样性，与染色质及DNA高级结构形成有关系。2、染色质（体）的化学组成3、染色质的结构模型1).染色质的基本结构单位-核小体(附图)

；2).1核小体=DNA超螺旋（200bp）+1组蛋白八聚体[（H2A-H2B-H3-H4）2]+1组蛋白H1；3）染色质的一级结构：直径10nm的核小体串珠结构；核小体模式图4).染色质的二级结构：核小体串珠结构进一步螺旋化，形成外径30nm，内径10nm、螺距11nm的螺旋管；5).染色质的三级结构：螺旋管再螺旋化，形成直径300nm的圆筒状超螺旋管；6).染色质的四级结构：超螺旋管进一步螺旋折叠，形成长2-10um的染色单体。四级螺旋化后DNA双链长度可压缩8000~10000倍4、染色体的形态5、染色体的数目动物名称染色体数目动物名称染色体数目人2n=46猫38猪38兔44牛60家鼠40水牛48豚鼠64山羊60鸡78绵羊54鸭80马64火鸡82驴62鸽80狗78普通果蝇87、染色体核型染色体核型：将有丝分裂中期的染色体按照各对同源染色体的相对长度、着丝点位置及随体的有无依次排列，称为≈。染色体核型分析制成核型图，并进行染色体特征分析的过程称为染色体核型分析。核型式能简明的表示一个个体、一个品种或一个物种染色体的组成，一般前面数字代表细胞内染色体的数目，逗号后面的俩个字母代表染色体的组成和类型。如牛：60，XX：表示8、染色体的分类按照功能：常染色体、性染色体按照彼此间来源和关系：同源染色体、姐妹染色单体、非姐妹染色单体按照着丝粒位置：中间着丝点粒染色体、亚中间着丝粒染色体、近端着丝粒染色体、端着丝粒染色体。8、染色体的分类9、染色体的几个术语常染色体：在公母（雌雄）性别中完全相同的染色体（对）。性染色体：在公母（雌雄）性别表现不同，决定个体性别的染色体（对）。在哺乳动物中为X/Y（♂XY；♀XX），在鸟类中为Z/W（♂ZZ；♀ZW）。同源染色体：二倍体中染色体两两配对，配对的染色体大小、着丝粒位置都是一样的，这样的染色体称为同源染色体；它们大小相同，形状相似，分别来自父亲、母亲。联会：同源染色体彼此靠拢并精确配对的过程。联会复合体：配对的同源染色体间形成的一种的蛋白质复合结构。二价体：一对同源染色体通过联会形成的复合结构。姐妹染色单体：一条染色体经复制形成的两条染色单体。非姐妹染色单体：分别来自两条同源染色体的两条染色单体。Cellcycle:细胞周期—指从一次有丝分裂结束到下一次分裂结束之间的期限细胞周期由间期和分裂期组成间期也叫静止期，可再细分为G1期、S期和G2期三个阶段四、细胞分裂

生物细胞增殖的方法为细胞分裂，其中高等生物体细胞为有丝分裂（Mitosis）方式，而性细胞的形成过程为减数分裂(Meiosis)。染色体在动物生活史中的周期性变化单倍体（1n）二倍体（2n）有丝分裂

在整个过程染色体会产生有规律的变化，包括两个紧密过程：核分裂为二，细胞质分裂，二个子细胞各含一个核根据核分裂的变化特征可以将有丝分裂分为四个时期：间期、前期、中期、后期、末期。一、细胞周期典型例题有丝分裂间期最大特点：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成前期两失两现：核仁解体、核膜消失染色体和纺锤体出现最明显的变化是细胞核中出现染色体动物细胞的有丝分裂中心粒在间期产生；中心粒发出星射线形成纺锤体中期图象标志：着丝点整齐地排列在赤道板上，作为识别。染色体和纺锤体清晰染色体形态固定，数目清晰后期分开加倍着丝点一分为二，染色单体随之分开，成为染色体，染色体数目加倍末期细胞膜向内凹陷，从中部缢裂，形成两个细胞。不形成细胞板。两失两现：染色体纺锤体消失核膜核仁重新出现有丝分裂的意义：1生物学意义：

（1）有丝分裂促进细胞数目和体积增加；（2）均等方式的有丝分裂，能维持个体正常生长和发育，保证物种的连续性和稳定性。2遗传学意义：⑴核内各染色体准确复制为二两个子细胞的遗传基础与母细胞完全相同；⑵复制的各对染色体有规则二均匀地分配到两个子细胞中子、母细胞具有同样质量和数量的染色体。有丝分裂的意义是将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。可见，细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。2.Meiosis减数分裂减数分裂(meiosis)：是性母细胞成熟时配子形成过程中发生的一种特殊有丝分裂，使体细胞的染色体数目减半。特点：第一次分裂中染色体减数，第二次分裂染色体等数。减数分裂I前期I细线期偶线期粗线期双线期终变期或叫浓缩期中期I后期I末期I间期减数分裂II前期II中期II后期II末期II减数分裂（1）同源染色体：

配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。（2）联会：同源染色体两两配对的现象。

（3）四分体：联会后的每对染色体会有4条染色单体。减数分裂

前期

联会后期中期末期减数第二次分裂前期减数第二次分裂中期减数第二次分裂后期减数第二次分裂末期高等动物（2n）受精卵（2n）卵细胞（n）精子(n)

（雌）减数分裂（雄）减数分裂受精作用减数分裂和受精作用的意义：减数分裂使精子和卵细胞中的染色体数目减半，受精作用使精子和卵细胞结合形成受精卵，染色体数目又恢复到体细胞的数目，保证了同种生物亲、子两代染色体数目的稳定，对遗传和变异有重要意义。减数分裂有丝分裂不同点1、染色体复制一次，细胞连续分裂两次1、染色体复制一次，细胞只分裂一次2、同源染色体在减数第一次分裂时出现联会、四分体、非姐妹染色单体互换等现象2、无同源染色体联会等行为3、分裂后形成4个精子或1个卵细胞3、分裂后形成2个体细胞4、分裂后所形成的子细胞中染色体数目减少一半4、分裂形成的子细胞中染色体数目与亲代细胞相同相同点1、细胞分裂过程中均出现纺锤丝2、染色体在细胞分裂过程中都只复制一次减数第一次分裂减数第二次分裂

染色体行为变化染色体复制一次；出现联会、四分体，非姐妹染色单体互换；同源染色体分开无染色体复制；无联会、四分体；着丝点一分为二，姐妹染色单体分开着丝点不分裂分裂染色体数目2n→n，减半n→2n→n，最终含量不变DNA含量2n→4n→2n，减半2n→n，减半变形精子的形成过程每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。当雄性动物性成熟以后，睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂，经过两次连续的细胞分裂——减数第一次分裂和减数第二次分裂，就形成了成熟的生殖细胞──精子。卵细胞的形成卵细胞的形成过程与精子的基本相同，首先是卵原细胞增大，染色体进行复制，成为初级卵母细胞，然后，初级卵母细胞经过减数第一次和第二次分裂，形成卵细胞。实际应用在显微镜下观察有丝分裂和减数分裂多倍体----秋水仙素处理作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体分离,从而引起细胞内染色体数目加倍.

化疗:控制癌细胞的增殖基因突变：间期减数分裂的意义1.生物生活周期和配