奥赛辅导细胞增殖与遗传.doc

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1、奥赛辅导：细胞增殖与遗传[竞赛要求]本专题涉及的主要考点及要求：一、细胞学说与原核细胞的二分裂二、遗传的细胞学基础三、细胞周期与有丝分裂（细胞周期概念、染色体复制、分裂过程、细胞分裂的影响因素、癌细胞的产生、有丝分裂的功能）四、减数分裂与交换值（减数分裂过程、减数分裂与有丝分裂的区别）五、染色体数目与结构变异（21三体、减数分裂突发变故影响染色体数、性染色体异常不致死、染色体结构异常引发先天缺陷与癌变）[知识梳理]一、细胞学说与原核细胞的二分裂1、细胞学说：施莱登和施旺的细胞学说主要有三个方面内容：

2、（1）细胞是有机体。一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成，动植物的结构有显著的一致性。（2）每个细胞作为一个相对独立的基本单位，既有它们“自己的”生命，又与其他细胞协调地集合，构成生命的整体，按共同的规律发育，有共同的生命过程。（3）新的细胞可以由老的细胞产生。2、原核细胞的二分裂原核细胞的分裂包括两个方面:(1)细胞DNA的复制和分配,使分裂后的子细胞能得到亲代细胞的一整套遗传物质;(2)细胞质分裂,把细胞基本上分成两等份。原核细胞的DNA分子是环状的,无游离端。 在一系列酶的催

3、化下,经过解旋和半保留式复制,形成了两个一样的环状DNA分子。复制常是由DNA附着在质膜上的部位开始。在DNA分子复制完成之后,便开始了细胞质分裂。当然,在开始分裂之前需要细胞生长。细胞分裂时,先由一定部位开始。复制好的两个DNA分子仍与膜相连；随着连接处的生长,把DNA分子拉开。在细胞中部,质膜环绕细胞发生内褶,褶中产生了新的壁物质,形成了隔。隔不断向中央生长延伸,最后形成了将细胞隔下图：大肠杆菌的分裂为两部分的完整的隔。隔纵裂为二,把母细胞分成了大致相等的两个子细胞。例如：细菌。细菌和其它原核生

4、物一样，没有核膜，DNA集中在细胞质中的低电子密度区，称核区或核质体。细菌一般具有1-4个核质体，多的可达20余个。核质体是环状的双链DNA分子，所含的遗传信息量可编码2000～3000种蛋白质，空间构建十分精简，没有内含子。由于没有核膜，因此DNA的复制、RNA的转录与蛋白的质合成可同时进行，而不像真核细胞那样这些生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。细菌核区DNA以外的，可进行自主复制的遗传因子，称为质粒。质粒是裸露的环状双链DNA分子，所含遗传信息量为2~200个基因，能进行自我复制，有时能

5、整合到核DNA中去。质粒DNA在遗传工程研究中很重要，常用作基因重组与基因转移的载体。如图：细菌一二分裂的方式繁殖。二、遗传的细胞学基础染色体是核内遗传物质的载体，在细胞分裂中呈现规律性的变化。染色体是含有许多基因的自我复制的核酸分子。在细菌中，染色体是一个裸露的双链环状DNA分子。在真核生物中，染色体是线形双链DNA分子与蛋白质形成的复合物。生物的核基因组分别蕴藏在多条染色体中。不同物种染色体的数目不同，具有物种专一性的特点。1、染色体的化学组成：DNA是染色体的主要化学成分,也是遗传信息的载体。

6、染色体还含有大量的蛋白质，少量RNA。上述三类组成染色体的化学成分中，蛋白质含量约为DNA的二倍,根据组成蛋白质的氨基酸特点分为组蛋白和非组蛋白两类。RNA含量很少,还不到DNA量的10%。组蛋白是指染色体中的碱性蛋白质，其特点是富含二种碱性氨基酸（赖氨酸和精氨酸），　非组蛋白是指染色体中组蛋白以外的其它蛋白质，它是一大类种类繁杂的各种蛋白质的总称。2、染色体复制（1）染色体的结构：核小体是染色体基本结构单位。染色质中的DNA双螺旋链,等距离缠绕组蛋白八聚体形成众多核心颗粒,各颗粒之间为带有H1组蛋

7、白的连接区DNA.这种组成染色质的重复结构单位就是核小体。如下图：（2）染色体复制的核心内容是DNA分子的复制：DNA分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂的第一次分裂前的间期。这时候,一个DNA分子双链之间的氢键断裂,两条链彼此分开,各自吸收细胞内的核苷酸,按照碱基配对原则合成一条新链,然后新旧链联系起来,各自形成一个完整的DNA分子。复制完毕时,原来的一个DNA分子,即成为两个DNA分子。因为新合成的每条DNA分子都含有一条原来的链和一条新链,所以这种复制方式称为半保留复制。在复制过程中,DN

8、A的两条母链并不是完全解开以后才合成新的子链,而是在DNA聚合酶的作用下,边解开边合成的,并且这种复制需要RNA作为引物,待DNA复制合成后,由核酸酶切掉引物,经DNA聚合酶的修补和连结酶的“焊接”把它们连结成完整的DNA链。DNA分子能够人工复制是有重大的生物学意义的。但是,DNA分子的人工复制不能脱离细胞内的其他物质和条件,如需要原料(4种核苷酸)、能量(ATP)、酶的作用等等。3、染色体形态和结构相关的术语（1）染色单体：中期染色体由两条染色单体组成，两者在着丝