第二章 遗传的物质基础

Readyforclass！第二章遗传的物质基础第一节细胞的结构和功能第一节细胞的结构和功能大肠杆菌霍乱菌第一节细胞的结构和功能淋病球菌肉毒梭菌第一节细胞的结构和功能草履虫眼虫第一节细胞的结构和功能红细胞钟型虫第一节细胞的结构和功能动物细胞植物细胞第一节细胞的结构和功能（一）细胞膜（二）细胞质（三）细胞核真核细胞结构第二节染色体的形态和数目一、DNA是主要遗传物质1、遗传物质须具备的特点相对稳定性自我复制（连续性）指导蛋白质合成可遗传变异2、DNA是遗传物质的证据

噬菌体侵染细菌的实验肺炎双球菌转化实验第二节染色体的形态和数目二、遗传物质的主要载体——染色体和染色质染色质（chromatin）:常染色质（euchromatin）异染色质（heterochromatin）

染色体是染色质在细胞分裂中期的特殊形态，二者在本质上没有什么区别。

着丝粒，即主缢痕（primaryconstriction）将染色体分为两部分：短臂（shortarm，p）和长臂（longarm，q）。次缢痕（secondaryconstriction）随体（satellite）：人类近端着丝粒染色体的短臂末端可见球状结构。次缢痕（核仁形成区）。

第二节染色体的形态和数目三、染色体形态长臂着丝粒短臂次缢痕随体第二节染色体的形态和数目1、着丝点（centromere）和着丝粒(kinetochore)

着丝点即初级缢痕或主缢痕。中期时，着丝点不发生收缩，呈现出透明的缢缩状结构，是纺锤丝（Spindle）附着的部位。着丝点：位置概念。光学着丝粒：结构概念。电子显微镜2、次缢痕、核仁组织区和随体次缢痕=核仁组织区：染色体短臂，含有rDNA基因，能合成RNA。通常在对染色体一般形态描述时用次缢痕（指有这样一种结构），而在讨论其功能时常用核仁组织区，表示次缢痕具有组成核仁的特殊功能。随体是指次缢痕区至染色体末端的部分，有如染色体的小卫星。随体主要由异染色质组成，是高度重复的DNA序列。第二节染色体的形态和数目第二节染色体的形态和数目3、端粒(Telomere)

端粒指染色体的自然末端。不一定有明确的形态特征，只是对染色体起封口作用，使DNA序列终止。端粒是染色体不可缺少的组成部分。保持了染色体的遗传上的独立性，无端粒的染色体就与其它无端粒染色体连接起来，造成后期染色体的缺失或重复。第二节染色体的形态和数目四、染色体的数目

1、染色体的数目特征

●恒定性。●倍性。（2n）=2×（n）。

●差异性。不同物种染色体数目差异很大。

物种染色体数目人2n=46金丝猴2n=44黄牛2n=60马2n=64驴2n=62小家鼠2n=40大家鼠2n=42果蝇2n=8

物种染色体数目

鲤鱼2n=100，104蛙2n=26猪2n=38兔2n=44水牛2n=48狗2n=78绵羊2n=54猫2n=38第二节染色体的形态和数目2、A染色体和B染色体正常的染色体称为A染色体；B染色体，也称为超数染色体（supernumerarychromosome）或副染色体（accessorychromosome）。

B染色体

1、起源：种内起源（A：次缢痕断裂、B134家族扩增、X染色体）种间起源（种间杂交、细胞融合、寄主基因组）多次起源

2、特点：不遵守孟德尔遗传规律小于A染色体有丝分裂后期不分离，不同细胞数目可能不同减数分裂不分离，积累和消减波（不同细胞周期）遗传性质不活泼影响多为中性（净生殖量）第二节染色体的形态和数目五、染色体分类（臂比和着丝粒指数：p25）中间着丝粒染色体近中着丝粒染色体近端着丝粒染色体顶端着丝粒染色体第二节染色体的形态和数目六、核型分析（1）核型：指一个细胞内的全部染色体按其大小和形态特征排列所构成的图像，包括染色体的大小、形态、数目。（2）核型分析：对一组有丝分裂中期染色体的形态特点进行细胞学研究（进行定性和定量的描述）。（3）意义：变异，生物的起源和进化，以及鉴定染色体疾病。

第二节染色体的形态和数目七、鱼类染色体研究进展1、核型分析（10％：2100/22000）2、显带技术（Ag-NORs、C带、荧光带、复制带）3、多倍体天然多倍体人工制造多倍体：温度休克法静水压休克化学药物处理电休克——受精卵26度，10min，10V大马哈100％三倍体第三节染色体的结构一、染色体的基本组成染色体物质组成DNA1组蛋白1非组蛋白0.05－1RNA0.05第三节染色体的结构二、染色体的结构模型1、核小体166对bpDNA，一个组蛋白八聚体，一分子的组蛋白质H1。现在把包括H1在内的核小体称为染色小体(chromatosome)。这种由核小体串联的11nm的染色质纤维称为核丝，染色质的初级结构。2、螺线管(Solenoid)

由核小体的长链进一步螺旋缠绕形成直径约30nm左右的染色质纤维，即螺线管，为染色质的二级结构。

第三节染色体的结构3、超螺线管

30nm的染色线（螺线管）进一步压缩形成300nm染色线，称为超螺线管。超螺线管可以看作是染色质的第三级结构。4、染色体超螺线管再次折迭和缠绕形成染色体。由DNA到核小体――30nm染色质纤维几乎都公认是按螺旋方式缩集的，染色体的最高层次结构是由300nm左右的染色线以螺旋方式缩集的，这四个等级的演变都是通过螺旋化实现的，因此称之为多级螺旋模型（multiplecoilingmodel）。

第三节染色体的结构染色体组装

双链DNA

核小体螺线管超螺线管染色体7倍6倍40倍5倍染色体组装示意图约10000倍第四节有丝分裂中染色体(质)行为一、有丝分裂（mitosis）1、间期（G1，S，G2）2、分裂期（1）前期（变粗、核仁崩溃、核膜破裂、中心粒移向两极）（2）中期（染色体最大浓缩、赤道面）（3）后期（姐妹染色单体分开成独立的染色体）（4）末期（形成两个子细胞、重建细胞结构）第四节有丝分裂中染色体(质)行为3、有丝分裂示意图第四节有丝分裂中染色体(质)行为3、有丝分裂示意图第四节有丝分裂中染色体(质)行为异常有丝分裂：第四节有丝分裂中染色体(质)行为二、有丝分裂的意义1．维持个体的正常生长和发育

多细胞生物的生长主要是细胞数目增加和细胞体积的增大而实现的，而这两种方式通过有丝分裂以增加数目、间期以增大体积来进行的，所以有丝分裂有时也称体细胞分裂。有丝分裂在遗传学上具有重要的意义。首先是核内每个染色体准确地复制分裂为二，为形成的两个子细胞在遗传组成上与母细胞完全一样提供了基础。其次复制后的各对染色体有规则而均匀地分配到两个子细胞有核中去，从而使两个子细胞与母细胞具有同样质量和数量的染色体。

2．保证物种的连续性和稳定性

第五节减数分裂中染色体(质)行为一、减数分裂（meiosis）1、间期：G1，S，G22、减数分裂Ⅰ（1）前期Ⅰ：a.细线期(leptotenestage)；b.偶线期(zygotenestage)

（联会、二价体）；c.粗线期(pachytenestage)

（交换）；d.双线期(diplotenestage)

（端化）；e.终变期：(diakinesisstage)（最大浓缩）（2）中期Ⅰ(metaphaseⅠ,MⅠ)（二价体末端交叉结.赤道板）（3）后期Ⅰ(anaphaseA)（同源染色体分开）（4）末期Ⅰ(telophaseⅠ)

（解旋、细胞重建）第五节减数分裂中染色体(质)行为3、减数分裂Ⅱ

（1）前期Ⅱ：较短。（2）中期Ⅱ：染色体排列于赤道板上，且染色体由两条染色单体组成的。（3）后期Ⅱ：2条染色单体分开，移向两极。（4）末期Ⅱ：染色体解螺旋，核仁核膜出现。胞质分裂，完成减数分裂的过程。二、减数分裂