2-1遗传的物质基础.

第二章遗传的物质基础主要内容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/染色质细胞分裂遗传的物质基础核酸是遗传物质DNARNA细胞的结构细胞由细胞膜（质膜）、细胞质和细胞核组成细胞膜：生物活性膜，主要成份为脂蛋白：类脂（主要为磷脂）+蛋白质细胞质：细胞器+基质细胞核=核膜（两层单位膜）+核质（染色质+核液）+核仁（蛋白质+RNA）一、遗传的细胞学基础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。染色体（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。染色质（体）的化学组成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；分为结构常染色质和兼性常染色质。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；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。核小体模式图染色体的形态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8染色体的几个参数①臂比:染色体长臂与短臂长度之比,即q/p；②着丝粒指数:短臂占整个染色体长度的百分比,即p/(p+q)×100%；③相对长度:某条染色体长度占一套单倍体染色体长度总和的百分比。国际上通常用的染色体3个参数(测量指标)是臂比、着丝粒指数和相对长度，一条染色体可以通过该三个参数予以识别。染色体组型染色体组型（核型，Karotype）：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点位置：中部着丝点染色体、近中部着丝点染色体、端部着丝点染色体、近端部着丝点染色体。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Atypicalcellcycleconsistsofinterphaseandmitoticstage细胞周期由间期和分裂期组成Interphase间期也叫静止期，可再细分为G1期、S期和G2期三个阶段细胞分裂生物细胞增殖的方法为细胞分裂，其中高等生物为有丝分裂（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）染色体倍数一个配子中所含的染色体构成一个染色体组。体细胞中含有一个或若干个染色体组的个体叫做整倍体(euploid)，含一个染色体组的叫单倍体(haploid),含二个染色体组的叫二倍体(diploid),含三个染色体组的叫三倍体(triploid)Mitosis有丝分裂–Prophase前期–Metaphase中期–Anaphase后期–Telophase末期Meiosis减数分裂•MeiosisI–ProphaseI前期I•Leptotene细线期•Zygotene偶线期•Pachytene粗线期•Diplotene双线期•Diakinesis终变期或叫浓缩期–MetaphaseI中期I–AnaphaseI后期I–TelophaseI末期I–Interphase间期MeiosisIIProphaseII前期IIMetaphaseII中期IIAnaphaseII后期IITelophaseII末期II有丝分裂与减数分裂比较图减数分裂有丝分裂核酸是遗传物质二、遗传的物质基础早在1868年，瑞典化学家J.T.Miescher在细胞核中分离出一种富含磷的酸性物质，命名为核素(Nuclein)，后称核酸(Nucleicacid)。经典试验1肺炎双球菌的感染实验经典试验2噬菌体的侵染实验核酸是遗传物质的旁证：（1）生物细胞内的核酸量维持稳定，RNA及蛋白质则随不同组织、年纪、生理状况而变化；（2）DNA含量与配子及成体细胞染色体倍数一致，在生命循环中维持稳定；（3）DNA性质稳定；（4）紫外线的诱变最佳波长是260nm，该波段也是DNA的吸收峰。核酸的分类：（1）脱氧核糖核酸（DNA）；（2）核糖核酸（RNA）核酸的组成成份：多核苷酸聚合链，核苷酸由碱基、戊糖和磷酸构成；DNA中的戊糖为D-2-脱氧核糖，RNA为D-核糖；DNA含4种碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）；RNA的4种碱基为A、G、C和尿嘧啶（U）。DNADNA的一级结构：A、T、C、G的连接方式和排列顺序（4n）；线形互补双链。碱基互补配对原则：AT（氢键2），CG（氢键3）。Chargaff当量规律：嘌呤和嘧啶的总含量相等，即A+G=C+T。DNA的二级结构：两条核苷酸链反响平行盘绕形成的双螺旋结构。分两类：右手螺旋（A、B、C型）；局部左手（Z型）。DNA的分子结构：DNA的基本单位-脱氧核苷酸DNA的来源：（1）核DNA，主要来源，存在于核内物质染色体上，通常所说的基因组DNA。（2）核外DNA，存在于细胞核外的细胞器中（线粒体），呈现母系遗传，是研究进化及遗传多样性的最佳材料。核DNA与线粒体DNA的比较核DNA线粒体DNA大小（bp）1.1×10916Kb结构线形环形载体染色体线粒体来源（遗传）♂+♀♀人线粒体DNA的结构RNA的结构：通常为小分子单链，由A、C、G、U构成。RNA的分类：（1）信使RNA（mRNA）；（2）核糖体RNA（rRNA）；（3）转移RNA（tRNA）mRNA：1）蛋白质结构基因转录形成的单链RNA，是合成蛋白质的摸板；2）原核生物为多顺反子mRNA；3）真核生物为一条RNA聚合链，有5′帽子（7-甲基鸟苷）和3′Poly(A)尾结构；4）占细胞RNA的5-10%，易被RNA酶降解。RNArRNA：1）占细胞RNA的75-80%；2）是装配蛋白质的核糖体的主要成分之一；3）沉降系数S：4）原核和真核生物核糖体亚基和rRNA的组成如表：核糖体rRNA亚基S结合蛋白种类SMWbps原核生物大5030312123516110.4629041201541真核生物小604045335.851825/26/280.50.471715812018004000-5000tRNA：1）小分子RNA，MW为2500，沉降系数为4S，含70-90核苷酸；2）种类多，每个细胞约50种，占细胞RNA的10-15%；3）功能：在翻译过程中，转运各种氨基酸至核糖体；4）tRNA的三叶草型二级结构：tRNA结构三叶草本章主要内容回顾1、细胞基本结构、主要细胞器及功能；2*、名词：染色体/质、性-、常-、同源染色体、联会、二价体、姐妹染色单体、核型、单倍体、二倍体、多倍体、染色体臂比值；3*、染色体/质的组成、形态、数目、结构；4*、有丝分裂和减数分裂的过程；5、核酸是遗传物质的证据；6*、DNA的组成与结构、核DNA与线粒体DNA比较；RNA的组成、结构及分类；