遺傳學(xué)(第一章)上課稿

遺傳學(xué)山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院畜牧系陳慶蓮副教授Email:chenql6@126.com遺傳部分第一章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)第二章遺傳的基本規(guī)律第三章數(shù)量性狀的遺傳第四章變異第一章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)第一節(jié)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與遺傳第二節(jié)細(xì)胞分裂第三節(jié)遺傳信息的傳遞第一節(jié)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與遺傳細(xì)胞分原核細(xì)胞與真核細(xì)胞最主要的區(qū)別：原核生物的細(xì)胞核沒(méi)有核膜，即沒(méi)有真正的細(xì)胞核。原核細(xì)胞沒(méi)有像真核細(xì)胞那樣的細(xì)胞器。原核細(xì)胞只具有一種細(xì)胞器，就是核糖體。原核細(xì)胞只有一條DNA，與蛋白質(zhì)不結(jié)合在一起真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)一、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)：作用：保護(hù)細(xì)胞；物質(zhì)交換；感受并傳遞剌激；部分細(xì)胞膜上糖蛋白（抗原）具有特異性并遺傳，例B21—馬立克氏病二、細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞器（主要）線(xiàn)粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體中心體基質(zhì)線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)：

外膜：使線(xiàn)粒體與周?chē)?xì)胞質(zhì)基質(zhì)分開(kāi)。內(nèi)膜：某些部位向內(nèi)折疊成嵴，附有基粒，內(nèi)膜和基粒中有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶?；|(zhì)：含有與有氧呼吸有關(guān)的酶和少量的DNA。功能：

細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。（“動(dòng)力工廠”）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)：由單層膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物，上附多種酶。附著有核糖體的叫粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，無(wú)核糖體附著的叫滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。

功能：增大了細(xì)胞內(nèi)的膜面積，膜上附著有許多種酶，為細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的正常進(jìn)行提供了有利的條件。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)還是合成和運(yùn)輸某些大分子物質(zhì)的通道。（“有機(jī)物合成的車(chē)間”）核糖體結(jié)構(gòu)：橢球型粒狀小體，附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上或游離于細(xì)胞質(zhì)中；由RNA與蛋白質(zhì)組成。

功能：細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，喻為蛋白質(zhì)的“裝配機(jī)器”中心體結(jié)構(gòu)：兩個(gè)相互垂直排列的中心粒及其周?chē)镔|(zhì)組成，無(wú)膜結(jié)構(gòu)功能：動(dòng)物細(xì)胞的中心粒與有絲分裂有關(guān)三、細(xì)胞核核膜（有核孔）核質(zhì)（核液）核仁染色質(zhì)染色質(zhì)（染色體）染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在細(xì)胞分裂過(guò)程中表現(xiàn)的不同形態(tài)。染色體的化學(xué)成分遺傳物質(zhì)DNA和組蛋白組成，所以是遺傳物質(zhì)的載體。染色體染色體的形態(tài)表膜基質(zhì)染色絲（DNA分子）DNA結(jié)構(gòu)染色體的數(shù)目每一種物種染色體數(shù)目是恒定的。染色體的數(shù)目二倍體細(xì)胞中染色體是成對(duì)存在的。一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方，在大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)相同的一對(duì)染色體稱(chēng)同源染色體。體細(xì)胞染色體數(shù)目是性細(xì)胞中染色體數(shù)目的2倍。（二倍體記做“2n”）(體細(xì)胞與性細(xì)胞的區(qū)別）在體細(xì)胞中，染色體分為常染色體與性染色體，性染色體只有兩條，與性別決定有關(guān)。染色體人類(lèi)染色體性染色體類(lèi)型XY型：全部的哺乳動(dòng)物，XX為雌性，XY為雄性，人類(lèi)、家畜屬于此類(lèi)。ZW型：鳥(niǎo)類(lèi)，ZZ為雄性，ZW為雌性，家禽屬于此類(lèi)。男人實(shí)際上是缺損的女人，Y染色體是所有46根染色體中最病態(tài)、最多余、最好吃懶做的一個(gè)——英國(guó)牛津大學(xué)基因?qū)W家賽克斯的最新研究成果。染色體組型（核型）染色體組型：將處于細(xì)胞分裂中期細(xì)胞的全部染色體按各對(duì)同源染色體的長(zhǎng)度、著絲點(diǎn)位置以及隨體的有無(wú)等，依次排列并編號(hào)（性染色體列于最后）。染色體核型分析的意義判斷染色體遺傳病用于人類(lèi)優(yōu)生優(yōu)育鑒定胚胎性別研究生物進(jìn)化人類(lèi)有23對(duì)染色體，黑猩猩有24對(duì)，人類(lèi)與黑猩猩的相似度約為98.5%。僅僅1.5%的差異，就決定了一個(gè)在籠子外面、一個(gè)在籠子里面；一個(gè)辦奧運(yùn)會(huì)、一個(gè)在樹(shù)上跳來(lái)跳去；一個(gè)研究哥德巴赫猜想、一個(gè)數(shù)到9就很了不起；一個(gè)可以長(zhǎng)成奧黛麗·赫本那樣、一個(gè)全身披滿(mǎn)黑毛；一個(gè)大講“人生而平等”、一個(gè)在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室里受折磨。美國(guó)國(guó)家人類(lèi)基因組研究所在破譯中發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)第2號(hào)染色體是由古猿的兩條染色體融合而來(lái)的。

第二節(jié)細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂的方式無(wú)絲分裂：無(wú)絲分裂多見(jiàn)于原核生物有絲分裂：真核生物體細(xì)胞的分裂方式減數(shù)分裂：性母細(xì)胞成熟的分裂方式細(xì)胞分裂周期細(xì)胞周期：指一次細(xì)胞分裂結(jié)束（或開(kāi)始）到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束（或開(kāi)始）的過(guò)程。在此過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)經(jīng)過(guò)復(fù)制，各種組分加倍，然后平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。有絲分裂有絲分裂過(guò)程：間期、前期、中期、后期、末期五個(gè)時(shí)期間期（指兩次分裂的中間時(shí)期）：主要進(jìn)行DNA進(jìn)行復(fù)制。G1（合成前期）：不復(fù)制S（合成期）：開(kāi)始復(fù)制G2（合成后期）：完成復(fù)制有絲分裂前期：染色體出現(xiàn)，縮短變粗，核膜核仁逐漸消失，紡錘體形成。姊妹染色單體：由于DNA分子的復(fù)制，染色體縱裂形成由一個(gè)著絲點(diǎn)連結(jié)的兩個(gè)染色單體。有絲分裂中期：染色體向赤道板上移動(dòng)，著絲粒有規(guī)律的排列在赤道板上。后期：著絲粒分裂，染色單體分開(kāi)。有絲分裂末期：兩組染色體到達(dá)兩極，子核形成，核膜核仁出現(xiàn)，細(xì)胞中央出現(xiàn)分裂溝，細(xì)胞一分為二。有絲分裂的特點(diǎn)經(jīng)過(guò)一次有絲分裂過(guò)程，DNA復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，染色體平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。有絲分裂保證了新的子細(xì)胞具有與母細(xì)胞相同的全套遺傳物質(zhì)，從而保證了所有細(xì)胞的染色體數(shù)目恒定。減數(shù)分裂減數(shù)分裂由兩次連續(xù)分裂構(gòu)成：減數(shù)分裂Ⅰ間期Ⅰ前期Ⅰ中期Ⅰ后期Ⅰ末期Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ減數(shù)Ⅰ間期Ⅰ：DNA仍進(jìn)行復(fù)制前期Ⅰ：細(xì)線(xiàn)期：偶線(xiàn)期：同源染色體進(jìn)行配對(duì)，稱(chēng)“聯(lián)會(huì)”粗線(xiàn)期：每對(duì)染色體形成一個(gè)緊密相伴的二價(jià)體，每一染色體含兩條復(fù)制而來(lái)的姐妹染色單體，每個(gè)二價(jià)體由四條染色單體組成，稱(chēng)為四聯(lián)體

雙線(xiàn)期：二價(jià)體中的兩條同源染色體彼此分開(kāi)，但未完全分開(kāi)，同源染色體間的非姐妹染色單體發(fā)生片段交換

終變期：減數(shù)Ⅰ中期Ⅰ：雙價(jià)體排列在赤道板上后期Ⅰ：二價(jià)體中的兩條同源染色體彼此分開(kāi)，分別向兩極移動(dòng)。末期Ⅰ：每一極只獲得每對(duì)同源染色體的一條，染色體數(shù)減半。減數(shù)Ⅱ間Ⅱ：不進(jìn)行DNA復(fù)制。以下過(guò)程與有絲分裂相同前Ⅱ中Ⅱ后Ⅱ末Ⅱ減數(shù)分裂的特點(diǎn)DNA復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，因此，由一個(gè)細(xì)胞形成4個(gè)子細(xì)胞，子細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是母細(xì)胞的一半。卵細(xì)胞的形成過(guò)程第三節(jié)遺傳信息的傳遞遺傳信息：DNA分子上的堿基排列順序，一種排列方式就是一種信息。DNA分子的復(fù)制由于DNA分子的復(fù)制，遺傳信息（即堿基排列順序）由親代（通過(guò)性細(xì)胞）傳遞給子代。轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA鏈為模板合成mRNA的過(guò)程稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄。翻譯在細(xì)胞質(zhì)中，以mRNA為模板，tRNA為運(yùn)載工具，將活化氨基酸在核糖體上裝配成多肽鏈的過(guò)程，多肽鏈經(jīng)過(guò)修飾加工成為有生物學(xué)活性的蛋白質(zhì)。遺傳密碼：DNA的堿基序列和氨基酸的排列序列的對(duì)應(yīng)關(guān)系就是遺傳密碼。翻譯中心法則示意圖基因基因的概念：在DNA分子上具有一定遺傳效應(yīng)的一段特定的核苷酸序列?；虻念?lèi)別：基因按其功能可分為結(jié)構(gòu)基因（structuralgene）是指某些能決定某種多肽鏈（蛋白質(zhì)）或酶分子結(jié)構(gòu)的基因。調(diào)控基因（regulatorandcontrolgene）是指某些可調(diào)節(jié)控制結(jié)構(gòu)基因表達(dá)的基因。基因的特征是遺傳的基本單位，但不是最小的單位?；蚩勺晕覐?fù)制?；驔Q定性狀。基因可以突變，即基因雖很穩(wěn)定，但也會(huì)發(fā)生突變?；蚬こ蘥eneticengineering基因工程又稱(chēng)基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段，將不同來(lái)源的基因(DNA分子)，按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖，在體外構(gòu)建雜種DNA分子，然后導(dǎo)入活細(xì)胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品?；蚬こ碳夹g(shù)為基因的結(jié)構(gòu)和功能的研究提供了有力的手段。基因工程的基本操作步驟獲取目的基因是實(shí)施基因工程的第一步。如植物的抗病（抗病毒抗細(xì)菌）基因，種子的貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因干擾素基因等，都是目的基因?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建（即目的基因與運(yùn)載體結(jié)合）是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因