减数分裂的生物学意义 减数分裂是遗传学的基础。具体表现在: 1、在减I分裂过程中,因为同源染色体分离,分别进入不同的子细胞,故在子细胞中只具有每对同源染色体中的一条染色体。减数分裂中同源染色体的分离,正是基因分离律的细胞学基础。 2、同源染色体联会时,非姐妹染色单体之间对称的位置上可能发生片段交换,也就是父源和母源染色体之间发生遗传物质的交换。这种交换可使染色体上连锁在一起的基因发生重组,这就是染色体上基因连锁和互换的细胞学基础。 由于减数分裂,使每种生物代代都能够保持二倍体的染色体数目。在减数分裂过程中非同源染色体重新组合,同源染色体间发生部分交换,结果使配子的遗传基础多样化,使后代对环境条件的变化有更大的适应性。 1.保证了有性生殖生物个体世代之间染色体数目的稳定性通过减数分裂导致了性细胞(配子)的染色体数目减半,即由体细胞的2n条染色体变为n条染色体的雌雄配子,再经过两性配子结合,合子的染色体数目又重新恢复到亲本的2n水平,使有性生殖的后代始终保持亲本固有的染色体数目,保证了遗传物质的相对稳定。 2.为有性生殖过程中创造变异提供了遗传的物质基础: (1)通过非同源染色体的随机组合;各对非同源染色体之间以自由组合进入配子,形成的配子可产生多种多样的遗传组合,雌雄配子结合后就可出现多种多样的变异个体,使物种得以繁衍和进化,为人工选择提供丰富的材料。 (2)通过非姐妹染色单体片段的交换:在减数分裂的粗线期,由于非姐妹染色单体上对应片段可能发生交换,使同源染色体上的遗传物质发生重组,形成不同于亲代的遗传变异 4.内膜系统中各细胞器在结构与功能上是如何联系的:(一)生物膜和生物膜系统 1、生物膜 指细胞内的化学组成相似、基本结构大致相同的膜的统称。包括细胞膜、核膜及细胞器的膜。 2、生物膜系统 细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器,在结构和功能上是紧密联系的统一整体,它们形成的结构体系,叫做细胞的生物膜系统。 (二)各种生物膜在结构上的联系 1、直接联系 2、间接联系 内质网膜、高尔基体膜和细胞膜是可以相互转变的。 (三)各种生物膜在功能上的联系 1、分泌蛋白
是指酶、抗体、部分激素等在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。
2、以分泌蛋白的合成和分泌为例: 3、结论
细胞内的各种生物膜在功能上既有明确分工,又有紧密联系,各种生物膜相互配合、协同工作,才使得细胞这台高度精密的生命机器能够持续、高效地运转。
(四)生物膜系统的作用
1、细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境,同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中也起着决定性的作用。
2、细胞的许多重要的化学反应都在生物膜上进行。细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点,为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。
3、细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室,如各种细胞器,这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会相互干忧,保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。
(五)研究生物膜的重要意义
1、理论上
有助于阐明细胞的生命活动规律
2、实践应用上
(1)工业方面:模拟生物膜处理污水、淡化海水。
(2)农业方面:寻找改善农作物品质的新途径。
(3)医学方面:尝试用人工合成的膜材料,代替人体病变器官,行使正常的生理功能。
二、重难点知识归纳及总结
(一)细胞的生物膜系统
细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器,在结构、功能上都是紧密联系的统一整体,它们形成的结构体系叫做细胞的生物膜系统,根据其在细胞中的位置可分为两类——质膜和内膜系统。
(1)质膜:指包围在细胞外面的细胞膜
(2)内膜系统:指真核细胞中,在结构、功能或发生上相关的,由膜围绕而成的细胞器或细胞结构,如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等。
(二)各种生物膜在结构上的联系
真核细胞中,内质网外连细胞膜,内连核膜,中间还与许多细胞器膜相连,其内质网腔还与内外两层核膜之间的腔相通,从而使细胞结构之间相互联系,成为一个统一整体;此外,高尔基体膜,内质网膜,细胞膜,还是可以相互转化的:内质网膜 高尔基体膜 细胞膜。由此可见,细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性。
(三)各种生物膜在功能上的联系
膜融合是细胞融合(如植物体细胞杂交,高等生物的受精过程)的关键,也与大分子物质进出细胞的内吞作用和外排作用密切相关,通过膜之间的联系,使细胞内各种细胞器在独立完成各自生理功能的同时,又能有效的协调工作,保证细胞生命活动的正常进行。例如分泌蛋白的形成。
5.核型分析是一种重要的生物学研究手段,简述其原理,内容和应用:
核型分析:将待测的细胞的染色体按照该生物固有的染色体形态特征和规定,进行配对、编号和分组,并进行形态分析的过程。
原理:染色体核型分析是根据染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体的有无等特征,并借助染色体分带技术对某一生物的染色体进行分析、比较、排序和编号。其分析以体细胞分裂中期染色体为研究对象。 意义染色体组型分析是细胞遗传学研究的基本方法,是研究物种演化、分类以及染色体结构、形态与功能之间 关系所不可缺少的重要手段。经行核型分析后,可以根据染色体结构和数目的变异来判断生物的病因,比如是由于缺少了什么样的基因才导致的这种疾病。不同物种的染色体都有各自特定的形态结构(包括染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体大小等)特征,而且这种形态特征是相对稳定的。
正常人的体细胞染色体数目为46条,并有一定的形态和结构。染色体在形态结构或数量上的异常被称为染色体异常,由染色体异常引起的疾病为染色体病。现已发现的染色体病有100余种,染色体病在临床上常可造成流产、先天愚型、先天性多发性畸形、以及癌肿等。临床上染色体检查的目的就是为了发现染色体异常和诊断由染色体异常引起的疾病。染色体检查是用外周血在细胞生长刺激因子—植物凝集素(PHA)作用下经37℃,72小时培养,获得大量分裂细胞,然后加入秋水仙素使进行分裂的细胞停止于分裂中期,以便染色体的观察;再经低渗膨胀细胞,减少染色体间的相互缠绕和重叠,最后用甲醇和冰醋酸将细胞固定于载玻片上,在显微镜下观察染色体的结构和数量。正常男性的染色体核型为44条常染色体加2条性染色体X和Y,检查报告中常用46,XY来表示。正常女性的常染色体与男性相同,性染色体为2条XX,常用46,XX表示。46表示染色体的总数目,大于或小于46都属于染色体的数目异常。缺失的性染色体常用O来表示。 分析技术 一、GRQ带技术
人类染色体用Giemsa染料染色呈均质状,但是如果染色体经过变性和(或)酶消化等不同处理后,再染色可呈现一系列深浅交替的带纹,这些带纹图形称为染色体带型。显带技术就是通过特殊的染色方法使染色体的
不同区域着色,使染色体在光镜下呈现出明暗相间的带纹。每个染色体都有特定的带纹,甚至每个染色体的长臂和短臂都有特异性。根据染色体的不同带型,可以更细致而可靠地识别染色体的个性。染色体特定的带型发生变化,则表示该染色体的结构发生了改变。一般染色体显带技术有G显带(最常用),Q显带和R显带等。
二、荧光原位杂交技术
荧光原位杂交(fluorescenceinsituhybridization,FISH)是在20世纪80年代末在放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性分子细胞遗传技术,以荧光标记取代同位素标记而形成的一种新的原位杂交方法,探针首先与某种介导分子结合,杂交后再通过免疫细胞化学过程连接上荧光染料。FISH的基本原理是将DNA(或RNA)探针用特殊的核苷酸分子标记,然后将探针直接杂交到染色体或DNA纤维切片上,再用与荧光素分子耦联的单克隆抗体与探针分子特异性结合,来检测DNA序列在染色体或DNA纤维切片上的定性、定位、相对定量分析。 三、光谱核型分析技术
SKY(spectralkaryotying)光谱染色体自动核型分析是一项显微图像处理技术,SKY通过光谱干涉仪,由高品质CCD获取每一个像素的干涉图像,形成一个三维的数据库并得到每个像素的光程差与强度间的对应曲线,该曲线经傅立叶变换之后得到该像素的光谱,再经由软件分析之后用分类色来显示图像或将光谱数据转换成相应的红绿蓝信号后以常规方式显示。
6.什么是细胞凋亡?如何检测凋亡的细胞?
细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。细胞凋亡与程序性死亡
其实从严格的词学意义上来说,细胞程序性死亡(PCD)与细胞凋亡是有很大区别的。细胞程序性死亡的概念是1956年提出的,PCD是个功能性概念,描述在一个多细胞生物体中某些细胞死亡是个体发育中的一个预定的,并受到严格程序控制的正常组成部分。例如蝌蚪变成青蛙,其变态过程中尾部的消失伴随大量细胞死亡,高等哺乳类动物指间蹼的消失、颚融合、视网膜发育以及免疫系统的正常发育都必须有细胞死亡的参与。这些形形色色的在机体发育过程中出现的细胞死亡有一个共同特征:即散在的、逐个地从正常组织中死亡和消失,机体无炎症反应,而且对整个机体的发育是有利和必须的。因此认为动物发育过程中存在的细胞程序性死亡是一个发育学概念,而细胞凋亡则是一个形态学的概念,描述一件有着一整套形态学特征的与坏死完全不同的细胞死亡形式。但是一般认为凋亡和程序性死亡两个概念可以交互使用,具有同等意义。
细胞凋亡与坏死的区别
虽然凋亡与坏死的最终结果极为相似,但它们的过程与表现却有很大差别。
坏死(necrosis):坏死是细胞受到强烈理化或生物因素作用引起细胞无序变化的死亡过程。表现为细胞 胀大,胞膜破裂,细胞内容物外溢,核变化较慢,DNA降解不充分,引起局部严重的炎症反应。
凋亡是细胞对环境的生理性病理性刺激信号,环境条件的变化或缓和性损伤产生的应答有序变化的死亡过程。其细胞及组织的变化与坏死有明显的不同。
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原位末端凋亡法
TUN EL 技术, 即脱氧核苷酸末端转移酶( Terminal deoxynucleotidyl transferase, TdT )介导的dUTP 缺口末端标记(TdT-mediated dUTP nick-end labeling, TUNEL ) 技术, 是目前原位检测细胞凋亡最敏感、快速、特异的新方法, 已广泛用于生物、医学研究领域。
05年苏大考硕士题 二名词解释
1.单位膜( unit membrane) 单位膜(unit membrane)是包围在整个细胞最外层的薄膜,又称质膜。在电子显微镜下观察,细胞膜可分为三层结构,即内、外两层的亲水极与中间层的疏水极。一般把这3层结构称之为“单位膜”。
2. 核小体(nuleosome) 核小体的形状类似一个扁平的碟子或一个圆柱体。染色质就是由一连串的核小体所组成。当一连串核小体呈螺旋状排列构成纤丝状时,DNA的压缩包装比约为40。纤丝本身再进一步压缩后,成为常染色质的状态时,DNA的压缩包装比约为1000。有丝分裂时染色质进一步压缩为染色体,压缩包装比高达8400,即只有伸展状态时长度的万分之一。
3.接触抑制 (contact inhibition) 接触抑制(contact inhibition)是指细胞在生长过程中达到相互接触时停止分裂的现象,1954年,由艾伯克龙比(Aberchrombie)等首先发现。由于培养基中的生长因子耗尽时也会产生生长抑制,所以将正常细胞因相互接触而抑制分裂的现象改称为密度依赖性的生长抑制(density-dependent inhibition of growth)。在相同条件下培养的恶性细胞(malignant cells)对密度依赖性生长抑制失去敏感性,因而不会在形成单层时停止生长,而是相互堆积形成多层生长的聚集体,这种现象也说明恶性细胞的生长和分裂已经失去了控制,调节细胞正常生长和分裂的信号对于恶性细胞不再起作用。
4.通道蛋白 channel protein通道蛋白(channel protein)是衡跨质膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过,故又称离子通道。有些通道蛋白形成的通道通常处于开放状态,如钾泄漏通道,允许钾离子不断外流。有些通道蛋白平时处于关闭状态,即“门”不是连续开放的,仅在特定刺激下才打开,而且是瞬时开放瞬时关闭,在几毫秒的时间里,一些离子、代谢物或其他溶质顺着浓度梯度自由扩散通过细胞膜,这类通道蛋白又称为门通道(gated channel)。
5.染色体带型chromosome banding 染色体带型,染色体经过特殊处理并用特定染料染色后,在光学显微镜下可见其臂上显示不同深浅颜色的条纹,此称为染色体带。各号染色体带的形态称为带型。对每种染色方法,每条染色体显示的带纹分布是一定的。通过染色体的分带技术,可以使染色体组型分析更为准确。主要的显带技术有G带(Giemsa显带)、Q显带(奎丫因显带)、R显带(逆转显带)、C显带(着丝粒显带)、前期显带(高分辨技术)。?
染色体带型又称“带型”。借助细胞学的特殊处理程序,带型(bandingpattern)即染色体带型。借助细胞学的特殊处理程序,使染色体显现出深浅不同的染色带。染色带的数目、部位、宽窄和着色深浅均具有相对稳定性,所以每一条染色体都有固定的分带模式,即称带型。
6基因组genome 基因组,Genome,一般的定义是单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组,或是单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。可是基因组测序的结果发现基因编码序列只占整个基因组序列的很小一部分。因此,基因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。说的更确切些,核基因组是单倍体细胞核内的全部 DNA分子;线粒体基因组则是一个线粒体所包含的全部DNA分子;叶绿体基因组则是一个叶绿体所包含的全部DNA分子。
7.有丝分裂器mitotic apparatus 有丝分裂器由中心体形成,专门执行有丝分裂功能,在ATP提能量下产生推拉力量,以确保两套遗传物质能均等地分配给两个子细胞.
8.高度重复序列hignly repetitive sequence 高度重复序列在基因组中重复频率高,可达百万(106)以上,因