第一章 遗传的细胞学基础文稿演示

第一章基因工程的分子遗传学基础文稿演示
优选第一章基因工程的分子遗传学基础
等位基因（allele）：指一个基因突变而产生的多种形式之一。
在二倍体真核生物中，等位基因成对存在于一对同源染色体的 特定基因座上。 在原核生物中，等位基因单独存在于染色体上或染色体外（如 质粒上）。
重叠基因的存在表明原核基因的编码是可以重复的，可节省碱 基资源，以有限的核酸序列编码更多的信息。 断裂基因的证实显示真核基因多为不连续的编码。
一、原位分子杂交
分两种：玻片原位杂交和膜上原位杂交。 玻片原位杂交： 要先制片，如中期染色体片和组织切片等。片子制好后不 染色，放在缓冲液中慢慢变性，再加入探针让其复性，将 没有结合的探针充分洗脱。 若用同位素标记探针，须在片子涂一层乳胶或覆盖一张同 样大小的X光片进行放射自显影，再观察同位素的曝光点 在组织细胞或ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ色体上的相对位置。 若用荧光标记，可用荧光显微镜直接观察。 此方法用来进行染色体的基本定位或观察组织中不同的 RNA分布。
变性的方法：
（1）热变性：温度升高到90~100℃时，双链核酸 分子链间的氢键完全断裂。
（2）酸碱变性：pH值低于3或高于10时，双链核 酸分子链 间的氢键断裂。
（3）化学试剂变性：如尿素、甲酰胺、甲醛等使 双链核酸分子链间的氢键断裂。
变性后的理化性质变化：
粘度降低 密度增加 紫外吸收值增加
DNA变性曲线 AT区先解链 GC区后解链 阶梯式曲线
对Tm的影响
碱基的成分 Tm值随G-C含量的增加而增加
序列的长度 离子浓度
Tm值随序列长度的增加而增加， 当>500bp时，Tm值不受影响 Tm值随Na+浓度的增加而增加
碱基错配比例 最理想的值随碱基错配比例（%）的增 加而下降

四、 染色体数目
• 1、染色体的数目特征 ：
• 2n，n
a.恒定性：就一物种，其染色体数目是恒定的 b.体细胞中是成对 c.不同物种染色体数目差异很大 科属？
水稻24条(2n) 大豆40条(2n) 烟草48条(2n)
• 大麦14条(2n) • 动物中某些扁虫只有4条
豌豆14条(2n) 茶树30条(2n)
●细胞生命周期各个时期的 特点
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（一）分裂间期：
间期：G1, S, G2 细胞周期
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（二）分裂期：
细胞周期
间期：G1, S, G2
分裂期 M:核分裂 胞质分裂
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（三）细胞周期的时间分布
图 1-9 细胞有丝分裂周期 9
一、细胞周期 二、无丝分裂 三、有丝分裂 四、减数分裂
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二、 无丝分裂
●细长线；但在光学显微镜下还不能分辨染色单体。
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2）偶线期(zygotene，PI2)
●联会(synapsis)。 ●二价体(bivalent)。
2n=8
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联会复合体(synaptonemal complex)的结构
构成如图： ●外侧；
●中间部分(中央成分， central element)
交叉端化
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非姊妹染色单体片断交换
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4.双线期(diplotene，PI4)
●交叉(chiasmata)
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5.终变期(diakinesis，PI5)
●交叉端化 (terminalization)。 ●二价体数目
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染色体交叉动态变化
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3.中期 I(metaphase I, MI)
●核仁和核膜消失，纺锤体形成 ●交叉部分(已经端化)。 ●同源染色体的排列方向(着丝粒取向) 是随机的。 ●n个二价体。

染色体的臂：长臂、短臂。
Short arm
Long arm
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3 次缢痕(secondary constriction)与随体（satellite）
●次缢痕:通常在染色体短臂上。次缢痕的末端的 圆形或略长形的突出体，称为随体。
●次缢痕在细胞分裂时紧密 地与核仁相联系。与核仁的 形成有关—核仁组织中心 (nucleolus organizer region, NOR)。
1、细胞组成：
细胞壁：蛋白聚糖； 细胞膜： 细胞质：核糖体等；无膜胞器 拟核区：DNA、RNA等；
2、原核生物：
各种细菌、蓝藻等低等生物,由原核细胞
构成，统称为原核生物(prokaryote)。
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二、真核细胞
细胞壁
内质网 线粒体
真核 生物
→细胞
质膜(细胞膜)
叶绿体 高尔基体
细胞质 液泡 溶酶体
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一、染色体的形态特征
●真核生物染色体是以DNA与碱性蛋白质结合 的形式存在。
●原核生物染色体是以DNA裸露的形式存在。
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（一） chromatin and chromosome
❖ 染色质(包括常染色质和异染色质）：细胞分裂间期 核内，对碱性染料着色均匀的网状、丝状的物质。
•细胞分裂与生物生长发育 及繁殖行为。包括细胞有 丝分裂、减数分裂、配子 (体)形成以及细胞(配子)融 合过程及其机制
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•细胞核的结构与功能及染 色体的形态、结构和数目；
•细胞有丝分裂、减数分裂、 两性细胞融合(受精)的过程 及其染色体的行为变化；

孤雄生殖：精细胞入卵后尚未与卵核融合，卵核即发
生退化、解体，雄核取代了卵核地位，在卵细胞质内 发育成仅具有父本染色体的胚。
1、单倍配子体无融合生殖

花药、花粉的离体培养，人为创造孤雄生殖的一种方式。
2、二倍配子体无融合生殖

胚囊中二倍配子体发育形成种子的无融合生殖类型。

由造孢细胞或者由邻近的珠心细胞形成的胚囊，由于
一系列的发育阶段。

有性生殖生物的生活周期大多数包括一个有性世代和 无性世代，这样二者交替发生，称为世代交替.
一、世代交替

在高等植物中，一个受精卵发育成一个孢子体（2n）， 称为孢子体世代，是无性世代。

孢子体经过一定的发育阶段，某些细胞特化经过减数
分裂，染色体数目减半，形成配子体(n)，产生雌雄配 子，称为配子体世代，是有性世代。
没有经过减数分裂，故胚囊里所有核都是二倍体(2n)。 因此又称为不减数的单性生殖。 在禾本科、蔷薇科、菊科等植物中均有发现。
3、不定胚

由珠心或珠被的二倍体细胞产生胚，完全不经 过配子阶段。。

柑桔类中常出现多胚现象，其中一个胚就是正 常受精发育而成的。其余的胚则是珠心组织的 二倍体体细胞进入胚囊发育的不定胚。
三、无融合生殖
无融合生殖


无融合生殖是指雌雄配子不发生核融合的 一种无性生殖方式， 无融合生殖可分为：单倍配子体无融合生殖、 二倍配子体无融合生殖 、不定胚和单性结实。
1、单倍配子体无融合生殖

是指雌雄配子体不经过正常受精而产生单倍体胚(n)的 一种生殖方式，简称单性生殖。 孤雌生殖：卵细胞未经受精而发育成单倍体胚的生殖 方式。但其极核细胞却必须受精才能发裂过程 （二）减数分裂的遗传学意义