第二章遗传的物质基础高教.ppt
《第二章遗传的物质基础高教.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二章遗传的物质基础高教.ppt(133页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、学习目标 1.掌握基因、外显子、内含子、复制子、转录、翻译、遗传密码、基因突变的概念; 2.理解有丝分裂和减数分裂各时期细胞的主要特征、断裂基因的结构、真核基因的转录后加工环节、中心法则的内容; 3.了解原核细胞与真核细胞的区别、DNA的结构与功能、基因侧翼序列的组成及作用、基因突变的诱发因素和后果。,第二章 遗传的物质基础,第一节 遗传的细胞学基础 发 展 简 史,1665年Hooke(英国)发现细胞cell。,1677年Leeuwenhoek(荷兰)发现活细胞。,1859年 Darwin完成了物种起源,提出了进化论(theory of evolution),1865年Mendel 的豌豆实
2、验,揭示了生物遗传的基本规律,18381839年,Schleiden和Schwann创立了细胞学说 细胞学说:细胞是生物结构和功能的基本单位。整个机体由细胞和细胞的产物组成。,1953年Watson和Crick提出DNA分子的双螺旋模型,克隆羊Dolly 1996年英国爱丁堡大学I.Wilmut等报道他们 首次使用一只母羊的乳腺细胞的细胞核成功地 克隆出世界上第一只克隆哺乳动物多莉羊。,一、细胞的基本结构,大小有差别,形态多种多样,与功能相适应,(一)原核细胞 细胞壁(cell wall) 质膜:结构和化学组成与真 核细胞相似 . 拟核(nucleoid) :无核膜包围 的区域,DNA为一条裸
3、 露 的DNA。 核糖体:有 转录与翻译同时同地进行。 无膜性及其他非膜性细胞器,(二)真核细胞 1、真核细胞的基本结构 细胞膜: 细胞质:膜性细胞器;非膜性细胞器 细胞核:DNA含量远远大于原核细胞,编码的蛋 白质种类繁多。转录与翻译不同时同地进行。,原核细胞与真核细胞比较,真核细胞的形态结构,(二)细胞质,(三)细胞核,(一)细胞膜,内质网 线粒体 核糖体 高尔基复合体 溶酶体 中心体,1.细胞膜的化学组成 由类脂(主要是磷脂分子)、蛋白质及少量糖类构成,此外还有水和无机盐。,液态镶嵌 模型模式,有序性 不对称性 流动性,特点:,细胞膜结构,2.细胞质(cytoplasm),细胞质:是细胞
4、膜内、细胞核外的细胞所有部分,包括具有一定形态和功能的细胞器、细胞骨架和细胞基质。,(1)内质网,结构:由管状、泡状、扁平囊状的膜结构连成 网,内连核膜,外连细胞膜 分类:滑面内质网和粗面内质网 功能:与蛋白质、脂类和糖类的合成有关 是蛋白质等的运输通道,内质网结构,核膜,核糖体,光滑型 内质网,粗糙型 内质网,(2)线粒体,结构:双层膜、嵴、基粒、基质 成分:含有与有氧呼吸有关的酶,少量 DNA和 RNA 功能:有氧呼吸的主要场所,产生ATP,(3)核糖体,成分:蛋白质、rRNA 和酶 分类:附着核糖体和游离核糖体 功能:合成蛋白质的场所,(4)高尔基复合体,结构:由扁平囊、大囊泡、小囊泡组
5、成 功能:与细胞分泌功能有关,2)特点:动态结构 RER 芽生 小囊泡并入扁平囊上 大囊泡脱离(带走分泌物,维持新陈代谢),3)高尔基复合体的功能,高尔基复合体与细胞中糖蛋白的加工、分泌有关。,(5)溶酶体,结构:由一层单位膜包围,内含50余种酸性水解酶 功能:分解细胞大分子物质,1).异溶作用:异体吞噬 自体吞噬 2).自溶作用:生理性自溶 病理性自溶(矽肺、溶酶体病如糖原积累病患者溶酶体内缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,使糖原无法分解而造成。) 3)粒溶作用:分解细胞内颗粒物质,调节激素或其他分泌物的量。,溶酶体的功能,受精作用,溶酶体的自溶作用:蝌蚪尾部吸收,(6)中心体,结构:含有两个中心粒,
6、垂直排列 功能:参与细胞有丝分裂,细胞核结构,核孔,染色质,核膜,核仁,1.核膜:又称核被膜,呈两层单位膜,分为外膜和内膜。外膜表面附着核糖体,核周隙与内质网管腔相通。内外膜在许多地方融合形成核孔,是大分子物质进出核的通道。 2.核仁:是单个或多个球形小体。大小、形状和数目随生物种类、细胞类型和细胞代谢状态而变。核仁是rRNA的转录和核糖体亚单位的装配场所。 3.染色质和染色体:是遗传物质的载体,为同一种物质在不同时期的存在形式。 4.核基质:又称核液,是细胞核的内环境,参与核内DNA复制、基因表达与调控及染色体的构建等。,染色质:是细胞间期核内伸展开的DNA蛋白质纤维。,螺旋化,二、染色质和
7、染色体,染色质 染色体 (分裂间期) (分裂期),组蛋白(H1、H2A、H2B、H3、H4) 非组蛋白,DNA 蛋白质,染色质,(一)成分及结构,基本单位:核小体 核心颗粒:四种组蛋白( H2A、H2B、H3、H4 )构成八聚体,外面围绕1 3/4 周的核心 DNA 连接区:相临两个核心由60bp的DNA相连, H1位于表面,染色体(23对,46条)DNA链总长2米细胞核直径0.006mm,四级结构: 由超螺线管在缠绕折叠中期染色体(两条染色单体 直径1400nm, 5) 三级结构:螺线管进一步折叠螺旋化超螺线管(直径0.4m, 40) 二级结构: 串珠进一步螺旋化,每6个核小体一个螺旋螺线管
8、(直径30nm, 6) 一级结构: 无数个核小体通过一条DNA分子串联起来串珠状纤维(7),从DNA到染色体对压缩过程,(二)常染色质和异染色质,(三)性染色体和性染色质,人染色体46条(23对),122对为常染色体,X、Y决定性别的称为性染色体。 X、Y染色体在间期细胞中以染色质形式存在- X、Y染色质。,1.X-染色质 (1)表现:正常女性在间期体细胞核中,有一紧贴核膜内缘、直径约为1的椭圆形浓染小体(Barr body)。 (2)“赖昂假说”的内容 * 剂量补偿:女性有两条X染色体,但只有一条有转录活性,另一条失活,并在间期细胞核中螺旋化呈异固缩状态,形成X-染色质; * 随机失活:失活
9、的X染色体,可以是来自父方,也可以来自母方; *失活发生在胚胎早期:胚胎发育第16天即失活。 *部分基因失活 。 *失活是永久的和克隆式繁殖的。,X染色质 A、B、C、D、E:分别为含0、1、2、3、4个X染色质,2.Y-染色质 正常男性的体细胞中只有一条具有活性的X染色体,另外还有一条Y染色体,所以看不到X-染色质。如果用荧光染料染色后,可以在荧光显微镜下看到细胞核中有一个直径约0.3的强荧光小体,即Y-染色质或Y-小体。,谢谢大家!,三、细胞增殖,有丝分裂:指一个细胞分裂产生两个在遗传上与亲代完全相同的细胞的过程。,(一)有丝分裂,特点:DNA复制1次(染色体复制1次)细胞分裂1次,产生2
10、个子细胞,染色体数目仍是2n 意义:细胞增殖,子细胞保持了与母细胞相同的全套遗传物质,从而保证了机体所有细胞的染色体数目恒定。,动物细胞的有丝分裂,有丝分裂的细胞周期,G1期: RNA和蛋白质,为DNA复制做准备 S期: 合成DNA及组蛋白和DNA复制所需的酶 G2期:合成与细胞分裂有关的微管蛋白等,分 裂 期,前期:,中期:,后期:,末期:,染色体、纺锤体消失;核膜、核仁、细胞板出现,并形成细胞壁,着丝点分裂、染色单体分开、两组染色体向两极移动,染色体出现、纺锤体出现核膜 核仁消失、染色体散乱排列,所有染色体的着丝点排列在赤道板上,间期,前期:染色质凝集成染色体,核仁核膜消失,纺锤体形成、决
11、定细胞极性 中期:染色体排列于赤 道板、纺锤体牵引染色体 后期:着丝粒分裂、染色体移向两极 末期:染色体至两极、核膜核仁出现、细胞一分为二,(二)减数分裂,1.减数分裂概念 在生殖细胞增殖过程中,染色体复制一次,而细胞连续分裂两次,结果子细胞染色体减为原来一半的一种特殊的有丝分裂方式。,间 期,G1期 S期 G2期,分裂期,减数第一次分裂,前期 中期 后期 末期,减数第二次分裂,前期 中期 后期 末期,同有丝分裂,2.减数分裂各期特点,减数分裂动态过程,减数分裂,前期:分五段(细线期、偶线期、粗线期、 双线期、终变期) 中期:四分体排列形成赤道板,纺锤丝与着丝粒相连并朝向两极。 后期:同源染色
12、体彼此分离(分离律),同源染色体随机分配到子细胞中去(自由组合律) 末期:染色体达两极,膜、仁重新出现,形成两个子细胞(N)。,减数分裂,前期:核仁、核膜消失,每个细胞有n个二分体。 中期:各二分体排列在赤道板上。 后期:二分体着丝粒纵裂,形成染色单体,移向两极。 末期:单分体到达两极,形成两个(四个)子细胞。,减数分裂与有丝分裂的比较,间 期,第一次分裂,子细胞,联会,四分体,第二次分裂,比较有丝分裂和减数分裂的异同点,有丝分裂,无丝分裂,比较项目,分裂次数,一次,连续两次,子细胞性质,体细胞,生殖细胞,子细胞中染色体的数目,与体细 胞相同,减少一半,子细胞数量,两个,四个,同源染色体 的行
13、为变化,无,联会、交叉互换、 四分体彼此分离,3.减数分裂的生物学意义 保持物种的稳定性: 2nn2n 染色体分离与随机分配不同生殖细胞, 223=8388608种组合。 互换Gene重组,有利于DNA修复,基因组稳定性,增加了生殖细胞中染色体组成的差异,增加了遗传物质的组合遗传物质的多样性生物的多样性 进化。 X、Y染色体经减数分裂形成X、Y两类精子,决定受精卵性别,精、卵形态和功能不同,有利于受精。 是分离律和自由组合律(后期I)、互换(粗线期)的细胞学基础。,(四)配子发生与性别决定 1.人类精细胞的发生 2.人类卵细胞的发生 3.性别决定,第二节 遗传的分子基础,DNA的分子组成 脱氧
14、核糖碱基脱氧核苷磷酸脱氧核苷酸 碱基:A、T、C、G 双螺旋结构要点:,一、遗传物质的结构与功能,(一)DNA分子结构,要点:,1)脱氧核苷酸借助3,5磷酸二酯键连接成多聚核苷酸链,两条核苷酸链围绕一个中心轴盘绕成双螺旋结构。,2)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链围绕同一中心轴螺旋而成,一条链53为编码链,另一条链35为模板链 3)磷酸-脱氧核糖通过3,5磷酸二酯键相连而成的骨架位于螺旋外侧,碱基在双螺旋内侧。,4)碱基配对原则: A总是与T配对,形成两 个氢键;C总是与G配对,形成三个氢键。 5)DNA分子虽然所包含碱基只有四种,但由于DNA链很长(4千40亿个核苷酸),碱基数目很多
15、,所以碱基排列顺序的组合方式是无限的。假如一个DNA有1000个碱基对,则碱基就有41000种不同的排列方式,这意味着DNA分子中能储存极其丰富的遗传信息。,2.复制功能:DNA以自身为模板合成新的DNA分子的过程; 3.转录功能 以DNA分子为模板,互补合成RAN分子的过程;,(二)DNA的功能 1.信息贮存单位:以碱基序列形式贮存无穷无尽的遗传信息;,二、基因 (一)基因种类 1、基因的概念:具有遗传效应的DNA的片段,是遗传物质突变、重组和形成特定遗传功能的基本单位。 2、基因的种类: 结构基因 能够编码蛋白质或酶分子 结构的基因 基因 调节基因 调控基因 操纵子 启动子,外显子 在断裂
16、基因中,具有编码作用的DNA 序列。,内含子 位于两个外显子之间,没有编码作用的DNA序列。,启动子 位于基因转录起始点上游的一段特定的DNA序列,是RNA聚合酶与之相识别、结合的部位,从而启动基因的转录。,增强子 能够增强基因转录活性的一段特定的DNA序列,其作用是增强启动子效应。,终止子 终止子是一段具有转录终止功能的特定DNA序列。,(二)基因的结构,真核基因,编码区,非编码区,非编码区 编码区 非编码区 侧翼序列 断裂基因 侧翼序列,外显子内含子接头序列:每个内含子的5端以GT开始,在3端以AG结束,所以又称为GT-AG法则。,(三)基因的功能 1.遗传信息储存单位 2.自我复制 基因
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第二 遗传 物质基础 高教
链接地址:https://www.31doc.com/p-2997512.html