第二章细胞的统一性和多样性.jsp.pptVIP

本章要点： 1、细胞的基本共性，细胞是生命活动的功能单位。 2、非细胞形态的生命体----病毒与细胞的关 系、病毒的浸染增殖过程。 3、原核细胞及其特点 4、真核细胞的基本结构体系 5、原核细胞与真核细胞在遗传结构和基因表达 体系上的异同点 6、古细菌及其特点 7、生物进化简史 8、模式生物的生物学特征 * 古细菌 古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程 ?主要证据 ?进化系统树 细菌的质膜具有多种功能： 5项功能 核区和基因组 核外DNA 细胞壁、鞭毛、荚膜、中膜体 细菌在自然界物质循环中的作用 细胞膜与质膜 原生质和原生质体 原生质和细胞质 细胞质基质与细胞外基质 质外体与共质体 核质 Drosophila melanogaster Arabidopsis thaliana Caenorhabditis elegans Zebrafish (Danio rerio) 基本的生物学特征 *胚胎透明，发育快 －－适合胚胎学研究 *后代数量大 (雌鱼每周能产几百枚 卵)－－适合遗传学分析 *个体小 －－易于大规模饲养，养殖成本低 50条染色体 基因组：1.7GB，测序即将完成。 细菌的基本生物学特性 ?主要是大肠杆菌。 ?易于培养，生长快，传代周期很短。 ?其基因组序列已于1997年测定完毕，环状双链DNA，4.2×103Kb，约含4288个基因。基因结构简单，突变体的诱变、分离、鉴定容易；转基因技术成熟；进行基因定位简便易行等。 酵母菌的特点 ?单细胞真核生物，结构简单，但具有细胞核和各种细胞器，易于培养，生长快，传代周期很短。 ?芽殖酵母（单倍体）含有16条线性染色体，其基因组全长为1.2068×104kb，约有5885个开放阅读框。具有自主复制DNA序列、着丝点DNA序列、端粒DNA序列。利用这三个结构元件可构建酵母人工染色体，用于大片段DNA的克隆和分析。 ?芽殖酵母为核内有丝分裂，其纺锤体在S期开始形成，G2期很短而G1期长，是研究G1期/ S期转换的好材料；裂殖酵母相反， G1期很短而G2期长，是研究G2期/ M期转换的好材料。 ?利用酵母菌的温度敏感突变株研究真核细胞周期调控取得很大成就，在人的基因组中可找到许多与酵母基因同源序列。 果蝇的特点 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster） 基因组序列测定已完成，全长1.2×105kd，约含13601个基因，许多基因在进化上很保守，与人类基因有高的同源性。是昆虫的代表。 人们研究果蝇已有100多年的历史，对其遗传规律和染色体特性很清楚，它也是胚胎发育和细胞分化基因调控研究的好材料。 线虫的特点 秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）成体长1mm,由959个细胞组成，基因组全长为1×105kd，约含19099个基因；生命周期为3天，繁殖快，在显微镜下通体透明，易于观察，体内每个细胞的形成都可追踪；胚胎发育过程中细胞分裂、分化和凋亡高度程序性。 Arabidopsis thaliana 拟南芥 基本的生物学特征 *适应范围广，生活力强；种子多，繁殖力强，－－适合遗传学分析 *个体小，高度只有30cm左右；生活周期6周左右－－易于种植，成本低 *自花授粉,基因高度纯合，又易于诱变－－易获得各种代谢缺陷型 *只有5对染色体，基因组全长1.42×105kb，约2.5万个基因，是目前已知最小的植物基因组。 是高等植物功能基因组学研究的好材料。 小鼠 基本的生物学特征 *小型哺乳动物，最接近人类，对它研究已近百年历史 －－适合建立人的疾病模型 *繁殖力强，后代数量较大 －－适合遗传学分析 *个体小，生长快， －－易于大规模饲养，养殖成本低 *基因组：3×106kb，约3万个基因，多与人的基因对应，上千个品系，是高等动物功能基因组学研究的好材料。 进化年代概况 距今约46.5亿年前，太阳系出现； 距今约45亿年前，地球轮廓形成； 距今约38亿年前，地球表面开始形成地壳； 距今约38-35亿年前，细胞出现（深海高温强压下的化能自养微生物）；蓝细菌对大气圈的影响，促进了岩石圈形成；促进了大气臭氧层形成，为生命的进一步进化奠定了基础； 距今约18-12亿年前，真核生物出现，生物从深海向浅海扩展； 距今约7-6亿年前，多细胞动物、植物出现，生物多样化出现； 距今约4亿年前，植物首先登陆，出现维管植物，随后出现陆生动物，生物圈逐渐形成； 距今约1000万年—400万年前，人类诞生，出现了能人； 距今约100