遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

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1、第三章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)及基本要求：1、掌握染色體一般結(jié)構(gòu)與超微結(jié)構(gòu)；2、理解有絲分裂與減數(shù)分裂的過(guò)程、區(qū)別與遺傳學(xué)意義；3、掌握高等動(dòng)植物雌雄配子的形成過(guò)程；4、了解遺傳的染色體學(xué)說(shuō)主要內(nèi)容：染色體與細(xì)胞分裂，染色體周史，染色體與基因之間的平行現(xiàn)象。重難點(diǎn)：染色體的超微結(jié)構(gòu)，減數(shù)分裂的過(guò)程，染色體周史。學(xué)時(shí)分配：4授課內(nèi)容：第一節(jié)細(xì)胞與染色體一、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜線粒體核糖體溶酶體細(xì)胞質(zhì)高爾基體中心粒內(nèi)質(zhì)網(wǎng)白色體質(zhì)體有色體核膜葉綠體細(xì)胞核核液：核內(nèi)不能染色或染色很淺的基質(zhì)，含RNA，蛋白質(zhì)、酶等。核仁：主要成分是蛋白質(zhì)、RNA和DNA，主要功能是合成rRNA。染色質(zhì)：是指核內(nèi)

2、易于被堿性染料著色的無(wú)定形物質(zhì)，是由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的復(fù)合體，以纖絲狀存在于核膜內(nèi)面。根據(jù)著色程度的不同，常染色質(zhì)：著色較淺，呈松散狀，分布在靠近核的中心部分，是遺傳的活性部位。又分為異染色質(zhì)：著色較深，呈致密狀，分布在靠近核內(nèi)膜處，是遺傳的惰性部位。又分結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)或組成型異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì)。前者存在于染色體的著絲點(diǎn)區(qū)及核仁組織區(qū)，后者在間期時(shí)仍處于濃縮狀態(tài)，如人類女性細(xì)胞中的兩個(gè)X染色體，其中一個(gè)處于常染色質(zhì)狀態(tài)，另一個(gè)在胚胎發(fā)生的第16-18天發(fā)生收縮，失去遺傳活性，變成惰性的兼性異染色質(zhì)，在間期核中形成光鏡下可見(jiàn)的X染色質(zhì)，又稱巴氏小體，后來(lái)發(fā)現(xiàn)無(wú)論

3、細(xì)胞中有多少X染色體，只有一個(gè)X染色體保留常染色質(zhì)狀態(tài)，其余X染色體均失活變成巴氏小體，并在該個(gè)體整個(gè)生命中，永遠(yuǎn)如此，但在生殖細(xì)胞中又可變成不收縮，在受精時(shí)，仍起著正常X染色體的作用。二、染色體是哈佛邁特在研究紫鴨趾草花粉母細(xì)胞時(shí)（1848）發(fā)現(xiàn)并加以描繪的。1888年瓦爾德?tīng)枌⑺麨槿旧w，當(dāng)細(xì)胞分裂時(shí)，核內(nèi)的染色質(zhì)凝集成為一定數(shù)目和形態(tài)的染色體，在細(xì)胞分裂結(jié)束進(jìn)入間期時(shí)，染色體又逐漸松散回復(fù)成染色質(zhì)。由此可見(jiàn)，染色體和染色質(zhì)實(shí)際上是同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂過(guò)程中表現(xiàn)的不同形態(tài)。核內(nèi)遺傳物質(zhì)就集中在這染色體上。㈠大小和數(shù)目不同生物染色體的大小差別懸殊，在同種生物甚至同一細(xì)胞內(nèi)的染色體有

4、些也相差很大，小型的染色體長(zhǎng)約0.25um，而較大的染色體接近30um。各種生物的染色體數(shù)目也是相對(duì)恒定的。高等動(dòng)植物多數(shù)是二倍體，即每一體細(xì)胞中含有兩組同樣的染色體，用2n表示，這種染色體是成對(duì)的，但在生殖細(xì)胞中染色體不成對(duì)，只含有一組染色體，叫單倍體，用n表示。如玉米2n＝20，n＝10，不同物種之間染色體數(shù)目往往有很大差異，p50-52表3-1列舉了各種生物的染色體數(shù)。示人染色體圖。染色體數(shù)目的多少并不反映物種進(jìn)化的程度，但數(shù)目和形態(tài)特征對(duì)鑒別物種間的親緣關(guān)系很有用。㈡形態(tài)和結(jié)構(gòu)染色體模式圖1、一般形態(tài)染色體形狀因著絲粒所在的位置而異。一個(gè)典型的染色體由兩條染色單體組成，包括著絲

5、粒、次縊痕、隨體和端粒。A、著絲粒是染色體上一個(gè)不著色的狹窄區(qū)域，其所在地往往表現(xiàn)為一個(gè)縊痕，稱主縊痕或初級(jí)縊痕。由于著絲粒位置不同，將染色體分成兩臂，根據(jù)臂比值將染色體分成4種類型：中間著絲粒染色體（1-1.7）、近中間著絲粒染色體（1.7-3.0）、近端部著絲粒染色體（3.0-7.0）、端部著絲粒染色體（7.0以上），分別用m、sm、st、t表示。不同染色體著絲粒的位置是相對(duì)恒定的，因此可將之作為識(shí)別染色體形態(tài)的一個(gè)標(biāo)志。有些染色體除了主縊痕外，還有一個(gè)次級(jí)縊痕。B、次縊痕位于染色體臂上的一個(gè)不太著色的狹窄區(qū)，在細(xì)胞分裂將結(jié)束時(shí)，核內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)到幾個(gè)核仁，核仁總是出現(xiàn)在次縊痕處，所以

6、次縊痕又叫核仁形成區(qū)，但不是所有的次縊痕都叫核仁形成區(qū)。其數(shù)目、位置和大小是相對(duì)恒定的，可以作為鑒定染色體的標(biāo)記。C、隨體染色體末端的一個(gè)棒狀或球狀的結(jié)構(gòu)，與次縊痕的外端連接。不同生物染色體的隨體的大小可發(fā)生變化，但一定染色體的隨體在大小和形態(tài)上是恒定的。D、端粒每個(gè)染色體的末端部位稱端粒，它封閉了染色體的兩端。防止末端粘連，保持染色體穩(wěn)定。2、超微結(jié)構(gòu)染色體是由DNA、組蛋白、非組蛋白、少量RNA組成的復(fù)合物，DNA分子的平均長(zhǎng)度為幾厘米，而染色體的平均長(zhǎng)度只有幾個(gè)微米（1厘米＝104微米），那么長(zhǎng)長(zhǎng)的DNA分子如何壓縮成光鏡下可見(jiàn)的染色體呢？為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，從50年代末到70年代

7、初，許多學(xué)者提出過(guò)種種模型，但都缺乏充分的證據(jù)。1974年Kornberg等人根據(jù)染色質(zhì)的酶切降解和電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)核小體是染色質(zhì)包裝的基本結(jié)構(gòu)單位，提出染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的“串珠”模型，據(jù)此Baldwin（波爾得文）和Bak（拜克）分別與1975、1977年提出從染色質(zhì)到染色體的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型。A、一級(jí)結(jié)構(gòu)－核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，直徑10nm，其核心是由四種組蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2分子共8分子）構(gòu)成的扁球體，DNA雙鏈約140bp繞