遗传的细胞学基础

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1、第三章遗传的细胞学基础教学目标及基本要求：1、掌握染色体一般结构与超微结构；2、理解有丝分裂与减数分裂的过程、区别与遗传学意义；3、掌握高等动植物雌雄配子的形成过程；4、了解遗传的染色体学说主要内容：染色体与细胞分裂，染色体周史，染色体与基因之间的平行现象。重难点：染色体的超微结构，减数分裂的过程，染色体周史。学时分配：4授课内容：第一节细胞与染色体一、细胞的基本结构细胞膜线粒体核糖体溶酶体细胞质高尔基体中心粒内质网白色体质体有色体核膜叶绿体细胞核核液：核内不能染色或染色很浅的基质，含RNA，蛋白质、酶等。核仁：主要成分是蛋白质、RNA和DNA，主要功能是合成rRNA。染色质：是指核内

2、易于被碱性染料着色的无定形物质，是由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的复合体，以纤丝状存在于核膜内面。根据着色程度的不同，常染色质：着色较浅，呈松散状，分布在靠近核的中心部分，是遗传的活性部位。又分为异染色质：着色较深，呈致密状，分布在靠近核内膜处，是遗传的惰性部位。又分结构异染色质或组成型异染色质和兼性异染色质。前者存在于染色体的着丝点区及核仁组织区，后者在间期时仍处于浓缩状态，如人类女性细胞中的两个X染色体，其中一个处于常染色质状态，另一个在胚胎发生的第16-18天发生收缩，失去遗传活性，变成惰性的兼性异染色质，在间期核中形成光镜下可见的X染色质，又称巴氏小体，后来发现无论

3、细胞中有多少X染色体，只有一个X染色体保留常染色质状态，其余X染色体均失活变成巴氏小体，并在该个体整个生命中，永远如此，但在生殖细胞中又可变成不收缩，在受精时，仍起着正常X染色体的作用。二、染色体是哈佛迈特在研究紫鸭趾草花粉母细胞时（1848）发现并加以描绘的。1888年瓦尔德尔将它命名为染色体，当细胞分裂时，核内的染色质凝集成为一定数目和形态的染色体，在细胞分裂结束进入间期时，染色体又逐渐松散回复成染色质。由此可见，染色体和染色质实际上是同一物质在细胞分裂过程中表现的不同形态。核内遗传物质就集中在这染色体上。㈠大小和数目不同生物染色体的大小差别悬殊，在同种生物甚至同一细胞内的染色体有

4、些也相差很大，小型的染色体长约0.25um，而较大的染色体接近30um。各种生物的染色体数目也是相对恒定的。高等动植物多数是二倍体，即每一体细胞中含有两组同样的染色体，用2n表示，这种染色体是成对的，但在生殖细胞中染色体不成对，只含有一组染色体，叫单倍体，用n表示。如玉米2n＝20，n＝10，不同物种之间染色体数目往往有很大差异，p50-52表3-1列举了各种生物的染色体数。示人染色体图。染色体数目的多少并不反映物种进化的程度，但数目和形态特征对鉴别物种间的亲缘关系很有用。㈡形态和结构染色体模式图1、一般形态染色体形状因着丝粒所在的位置而异。一个典型的染色体由两条染色单体组成，包括着丝

5、粒、次缢痕、随体和端粒。A、着丝粒是染色体上一个不着色的狭窄区域，其所在地往往表现为一个缢痕，称主缢痕或初级缢痕。由于着丝粒位置不同，将染色体分成两臂，根据臂比值将染色体分成4种类型：中间着丝粒染色体（1-1.7）、近中间着丝粒染色体（1.7-3.0）、近端部着丝粒染色体（3.0-7.0）、端部着丝粒染色体（7.0以上），分别用m、sm、st、t表示。不同染色体着丝粒的位置是相对恒定的，因此可将之作为识别染色体形态的一个标志。有些染色体除了主缢痕外，还有一个次级缢痕。B、次缢痕位于染色体臂上的一个不太着色的狭窄区，在细胞分裂将结束时，核内出现一个到几个核仁，核仁总是出现在次缢痕处，所以

6、次缢痕又叫核仁形成区，但不是所有的次缢痕都叫核仁形成区。其数目、位置和大小是相对恒定的，可以作为鉴定染色体的标记。C、随体染色体末端的一个棒状或球状的结构，与次缢痕的外端连接。不同生物染色体的随体的大小可发生变化，但一定染色体的随体在大小和形态上是恒定的。D、端粒每个染色体的末端部位称端粒，它封闭了染色体的两端。防止末端粘连，保持染色体稳定。2、超微结构染色体是由DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA组成的复合物，DNA分子的平均长度为几厘米，而染色体的平均长度只有几个微米（1厘米＝104微米），那么长长的DNA分子如何压缩成光镜下可见的染色体呢？为了说明这个问题，从50年代末到70年代

7、初，许多学者提出过种种模型，但都缺乏充分的证据。1974年Kornberg等人根据染色质的酶切降解和电镜观察，发现核小体是染色质包装的基本结构单位，提出染色质结构的“串珠”模型，据此Baldwin（波尔得文）和Bak（拜克）分别与1975、1977年提出从染色质到染色体的四级结构模型。A、一级结构－核小体是染色质的基本结构单位，直径10nm，其核心是由四种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2分子共8分子）构成的扁球体，DNA双链约140bp绕