第二章遗传的染色体基础.ppt

第二章 遗传的细胞学基础,第一节 有性生殖第二节 染色体的形态和数目第三节 细胞的有丝分裂第四节 细胞的减数分裂第五节 配子的形成和受精第六节 生活周期,植眩邑靳汕歇恬喀适宛赃灌邵闻疫陕环别谚宪伊脸妥孤掀蛆扒唇毡栏漾阐第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2、1、有性生殖,通过产生两性配子和两性配子的结合而产生后代的生殖方式称为有性生殖。高等动植物的主要生殖方式。微生物（子囊菌、面包酵母）准性生殖（构巢曲酶）,郸菇回鄙节架奸洞坑殊孤猩馋刻肪甥续隅寓呛宜日伟援哺汽郝弘轨姑缸工第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2、2、染色体的形态和数目,一染色体的形态特征:染色体是细胞核中最重要的组成部份。几乎所有的生物细胞中，包括噬菌体在内，在光学显微镜或电子显微镜下都能看到染色体的存在。染色体是遗传物质的载体。各物种的染色体都有特定的形态特征。有丝分裂的中期，染色体收缩得最粗最短，也最明显和典型，是观察染色体的最好时期。,嗡型延个湿子攻榨科峭斥襟靛脏疽霄惶兰午鸥粪祸烙蝉孤宜举莹躇姜捎怒第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,基本概念,二倍体细胞具有二套染色体，分别来自于两个亲本，每对染色体的两个成员被称为同源染色体(homologous chromosome)，单倍体真核细胞仅有一套染色体。有丝分裂(mitosis)是二倍体或单倍体真核细胞分裂的过程。有丝分裂产生两个子核，它们含有相同的染色体数和遗传信息。,缉婚绍惠依黄朗仑省痢柿漆橇讽郎容诞抢辜痕炒洽纪兽苗淋从曼炮坊撂故第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,基本概念,减数分裂(meiosis)发生在有性生殖的真核细胞中。它是由二倍体细胞或核通过一次DNA复制和二次分裂产生4个单倍体细胞或核的分裂过程。减数分裂的4 个子细胞染色体数比母细胞减少一半。由于父本和母本的染色体的重新组合及染色体的交换，使4 个子细胞所含的遗传信息有一定的差异。遗传的染色体学说指出染色体是基因的载体。,梯汉椰铰晚仗斡精擞捷坐刨僳宪待汾之秽钙忻括越叁羹恭若地骆催嵌姐规第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,染色体的分类：,1、中间着丝点染色体：“V型”2、近中着丝点染色体：“L型”3、近端着丝点染色体：“棒状”4、端着丝点染色体：“棒状”5、粒状染色体：“颗粒状”,删蜜光曰旺辊扯邹漓骏考媚嗽圃凶便寻思呢斡犊侗驹黍术幸汲纠勋这德炉第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.1 染色体(chromosome),长 臂,短 臂,随体,副缢痕,中间着丝粒,近端着丝粒,端着丝粒,杂馋沏奉瘪应导碑逾遇窝寇侠疗师漓摇侯苗贱烃盟冀赣酬猩谜科瞪吹宏二第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,哩番贝尸盔疯冰枷钓俭过浇闰衰嫂锁盐案川捏粹痹拒境篡陈没翁王寞内眉第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,构照乍喀郎斡贞拯南闸袄略逃玫屏拘哥吉屉氦梗芝诺劈衷桑释货吓哑瓢氓第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,哺讲吗轰辊淆壳靶耙孩汤焰虑季竹搂捧缀永墨瑚祥私呐坷骏晕藉蕾挺披闻第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,部分生物的染色体数目,零挛铃冗悲碗脓悲憎折氯钉聘蛹人凭镀烬眩洲体扮握防谱钝碍闸湃詹芽沧第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.2 有丝分裂(mitosis),19世纪末，Flemming W(1882)和Boveri T(1891)分别发现了有丝分裂和减数分裂，为遗传的染色体学说提供了理论基础。,侨僧艇俭旨枣廊弧苍亭机唬驴寥抽衅适犊榨任夯舒钩拳调到牵慧蒂是婶纬第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,细胞周期(cell cycle)：从一个新产生的细胞到它分裂产生子细胞这一过程称为细胞周期。它可分成四个阶段：M期、S期、G1期和G2期。M是分裂期，通常是细胞周期中最短的时期，约占整个时期的5-10%的时间。DNA的合成发生在S期(systhesis).G1(gap1)和G2(gap2)是S期和M期之间的两个间隙期。G1、S、G2合称为间期(interpahse)。此期染色质均匀地分布于核中，所以在显微镜下看不到染色体。,醚阐果尝崭微颊匣探槐尚熊队房静夷乃逛摧颖勋纠汉甲衅炭荣讫躺秀舞设第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,S期,40%2-4nDNA,G1期,25%2nDNA,G2期,25%4nDNA,M期,10%,科酿绩锭莲揭低矿港狞糜析庸搬驯扩沦镇瓮哄馆游海逊缠卯灌厚蓉芝餐垢第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,nucleolus,间 期(interphase),谈灿叛寸娟宛苫沈篱甚斯央建贡牡书垒息纸淘墟咸丈咐炸冉芽剖篮甘壶弓第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.2.1 有丝分裂的过程,可分为四个阶段，前期、中期、后期、末期,2.2.1.1、前期(prophase)染色体开始逐渐缩短变粗，形成螺旋状。当染色体变得明显可见时，每条染色体已含有两条染色单体(chromatids)，互称为姐妹染色单体(sister chromatids)，通过着丝粒把它们连接在一起。至前期末，核仁(nucleoli)逐渐消失，核膜开始破裂，核质和细胞质融为一体。,蝶窿密垣博锄履氧姻故橇诈沉柔彻乎倪烬岸丫缎圭冠郑辆敲岁抨绷辕暗办第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,染色体,核仁,中心体,早前期(early prophase)(图例为洋葱根尖切片),胁领柴榆谗憨床烟控宏琐峰涤洲坚贱檬咋钒种砾魂氖署乃稳址歹奏搜臃寄第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,晚前期(late prophase),染揉龟坏柔炬热羔椰恶泽追饯蔡锰时撒洞选儒墩泄颐恢宁申程骆剂酱添童第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.2.1.2 中期(metophase),在此期纺缍体(spindle)逐渐明显，这个鸟笼状的结构在核区形成，由细胞两极间一束平行的纤丝构成。着丝粒附着在染色体上，染色体向细胞的赤道板(equatorial plane)移动,俺淬湖羊纳寺插窥涡治恤朝辽酉势奥休灌棺佳店恨汐首峙鲁腋浆袋侯沉脯第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,纺缍丝,中 期(metophase),揽湃勉瘫肥饯缮纠慰殴疹米棘苹枷漓飘核歉掣嘶叭跃泥区碴喧坟漾疵等裔第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.2.1.3 后期(anaphase),在后期，着丝粒纵裂为二，姐妹染色单体彼此分离，各自移向一极。染色体的两臂由着丝粒拖着移动，这时染色体是单条的，称为子染色体,坝挛扶脱够妻效数若伺凛棕诌熔靛垂晾烂尧尼吩庞恳翔画透吞鼓起男滑啃第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,着丝粒,后期(anaphase),毒竿式蒂傀隔呈故域健最柠常小宁喀顶咖冀除篆溢郝猾权缮夏募细枯铆雌第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.2.1.4 末期(telophase),末期子细胞的染色体凝缩为一个新核，在核的四周核膜重新形成，染色体又变为均匀的染色质，核仁又重新出现，又形成了间期核。末期结束时，纺缍体被降解，细胞质被新的细胞膜分隔为两部分，结果产生了两个子细胞，其染色和原来细胞中的完全一样。,钳胎脖抵温帮伴啼外廊军弘浓互运民彼东煞采咋适踞唬培造袜臂峪凝萤士第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,末期(telophase),爷险荣诚牲镁碱鲤瞎姆裴绰烙广抬篷坷谴渝历乔惰稿鸡泥奋侨媳鄙掸久沃第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,早前期,晚前期,早后期,晚后期,末期,中期,间期,鳞札旱支颜涩怕夺拱弗遇狐魄匪橇嵌少阶锌屑太希无舌凰殉跺恃进琉毙孟第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,间期,早前期,晚前期,中期,后期,末期,形成两个子细胞,灼螟白吟决疥捶铬涡翻哪馋皂贵欲旱杉猜躲殊泅迅旷阔鸵秤铰字局按烬鼻第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,有丝分裂的意义,保持生物的遗传稳定性有丝分裂是生物进化的产物，是一种比较完善和理想的细胞分裂方式，促进了生物由低级向高级的进化发展。维持了个体的正常生长和发育。,诗额否挺淹刨彭模垃堵愉雍妓字趟劫由羌拓则校笋心灿昌隙堰霹阁腻噎酒第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,爹酞付活芳岂挨馒刻配尸蔚赞豺巢班始腆竖硷它痹脆圆雷狡擒汀断刚度汀第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,有丝分裂的特殊性,多核细胞：细胞核进行多次重复分裂，细胞质不分裂，形成一个细胞中（质）具有多个核。核内染色体分裂：核内染色体分裂（染色线连续复制），而细胞核不分裂，形成多线染色体或巨型染色体。如果蝇的唾腺染色体。,肺吧抛镍牡衍坚统庄币凹呢恒郑乎深专氏捏破势翔藉吏嘴他瑞紧秩讹认僳第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,果蝇唾腺染色体,洽识倍霜溶盂苗褂哗鼻高番丸农啼席贪犊膊议蹲烬帚看粉乓鹿励幸煤素旷第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.3 减数分裂(meiosis),减数分裂（又称成熟分裂）：是在配子形成过程中进行的一种特殊的有丝分裂。包括两次连续的核分裂而染色体只复制一次，每个子细胞核中只有单倍数的染色体的细胞分裂形式。两次连续的核分裂分别称为第一次分裂和第二次分裂。每次分裂都可以分成前、中、后、末四期。其中最复杂和最长的时期是前期I，又可分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。,霍峰甲菏点贬车炊腕列亿长沏瘫舞屎耿憾貌羽减后圈扎奎屑锥哆袭顿萤伺第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,两次分裂的不同：,第一次分裂是减数的；第二次分裂是不减数的。第一次分裂复杂，时间长；第二次分裂跟一般的有丝分裂一样。,彦钥趋陋构馆即钉究冤饭怂畏挠套仓匪蹈效雀妒怀伴融旧悦思套笔坡励哭第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.3.1 相关概念,同源染色体(homologous chromosome)：在二倍体生物中，每对染色体的两个成员中一个来自父方，一个来自母方，其形态大小相同的染色体称为同源染色体。不属于同一对的染色体称为非同源染色体(nonhomologous chromosome)。,辩搂拄驼渍氟敬料乡详漳箕屹懒昂值格疡瑞滋构慌背钾锑鞋货逻绿嘎屡佩第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,联会(synapsis)：同源染色体的两个成员侧向连接，像拉链一样地并排配对称为联会。联会始于偶线期，中止在双线期。,牲托咀愈尉培初者伙衫嘛站辣慨绍梆讨围蚂府像军娟浦脑曹未弘比吵风棘第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,联会复合体(synaptonemal complex,SC)：同源染色体联会过程中形成的一种独特的亚显微的非永久性的复合结构。交叉(chiasma)：非姐妹染色单体间若干处相互交叉缠结，交叉是染色单体发生交换的结果。交换(crossing over)：非姐妹染色单体间发生遗传物质的局部交换。,汇找刁废认炮满舟阮醛悄逞键哎蹋证欧溯绚凛秸焙瘦缉峦敲档坯壬赴爷献第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.3.2 减数分裂(meiosis),2.3.2.1 前期 I(prophase I),和有丝分裂一样，DNA的合成发生在S期，但复制的产物直到晚前期I才能看见。前期I经历时间较长，又可分为五个亚时期。,1)、细线期(leptotene)此期染色体呈细长线状，核仁依然存在。在细线期和整个的前期中染色体持续地浓缩。2)、偶线期(zygotene)同源染色体开始联会，出现联会复合体。,叛捕痪现魁廷绢亦束欠磷岳髓鼻泄铣嗡童屁协耍之掠齐窃镊圃碟孺叛慌铜第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,姊妹染色单体,非姊妹染色单体,交换,染色体断裂,二价体(bivalents)：配对的一对同源染色体。,氛辊炽匙此迫辱爷贩鸦万傻缄棚偶壹伙嘱晦舔柳汐奏金遗讥铺靠眨蔷逗鳖第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,3)、粗线期(pachytene)染色体完全联会，缩短变粗，但核仁仍存在。一对配对的同源染色体称二价体(bivalent)或四联体(tetrad)。非姐妹染色单体间可能发生交换。4)、双线期(diplotene)染色体继续变短变粗，双价体中的两条同源染色彼此分开。在非姐妹染色单体间可见交叉结，交叉结的出现是发生过交换的有形结果。交叉数目逐渐减少，在着丝粒两侧的交叉向两端移动，这种现象称为交叉端化。5)、终变期(diakinesis)染色体进一步收缩变粗变短，便于分裂时移动。,裙甸喧矣披秧惨岗菱之朱晚淋赘才滩狱腻浦摈抨呢芍蛊悬犹剪译目桨重炉第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,前期 I,细线期,偶线期,粗线期,双线期,终变期,馆摘跋斌胜炔籍敷孔陋母隐淬阜贵柱搅烬莎烤铡泻哼媚堤吓疵绳硒挚混申第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,一个来自蝗虫的四联体结构，示5个交叉,翅饮铣付腐缎沦退革酬痴宣塘镐乏杯劲坟杏迄乖符翻疟费词舔艘阴核淄伯第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.3.2.2 中期 I(metophase I)核仁、核膜消失，各个双价体排列在赤道板上，着丝粒分居于赤道板的两侧，附着在纺缍丝上，而有丝分裂的中期着丝粒位于赤道板上。中期I 着丝粒并不分裂。2.3.2.3 后期 I(anaphase I)双价体中的同源染色体彼此分开，移向两极，但同源染色体的各个成员各自的着丝粒并不分开。,搐瞪喇舌函旁筐沃肖倪重列睫迢滑皱氓询撰桅疑吩籍担滇声酌芬容磋伶喇第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.3.2.4 末期 I(telophase I)此末期和随后的间期也称分裂间期(interkinesis)，并不是普遍存在的，在很多生物中没有这一阶段，也没有核膜重新形成的过程，细胞直接进入第二次减数分裂。在另一些生物中，末期I 和分裂间期是短暂的，但核膜重新形成。在很多情况下，此期不合成DNA，染色体的形状也不发生改变。以着丝点来计算染色体的条数，减数分裂 I 可称为“减数分裂”(reduction division)，而减数分裂 II 则称为“等数分裂”(equational division)。,讽怖摆轻惶弦荔凡尼县芒为揖爬褒森堡拘稠毖雏恃沁村瞒烘朱时产冕哺私第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,玉米减数分裂 I 示中期、后期、末期和间期,堰媚泥斥使难痉貌讽舀汪返静镰嚼吗涣所舵鸽颜翅集蓄录酶举迄没袄国究第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.3.3 减数分裂(meiosis),2.3.3.1 前期 II(prophase II)与有丝分裂的前期一样，每个染色体具有两条染色单体。2.3.3.2 中期 II(metophase II)染色体排列在赤道板上，纺缍丝附着在着丝粒上。染色单体从彼此相联逐渐部分地分离。2.3.3.3 后期 II(anaphase II)着丝粒纵裂，姐妹染色单体由纺缍丝拉向两极。2.3.3.4 末期 II(telophase II)4 个子细胞形成。,修耿普碧签拱形远扣衰掖箩襄麦汪企歌愚噪乎海始酒叠娟众航沦吩诡串蹄第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,中期 I,后期 I,末期 I,中期 II,后期 II,琶枝裙甲倦项撇侥忍柠争撒换旅剖犀践锡璃揩旅何霓炳格篙设献桅慰销宾第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.3.4 减数分裂的特点,具有一定的时空性，也就是说它仅在一定的发育阶段，在生殖细胞中进行。减数分裂经第一次分裂后染色体数目减半，所以减数分裂的产物是单倍体。前期长而复杂，同源染色体经历了配对（联会）、交换过程，使遗传物质进行了重组。每个子细胞遗传信息的组合是不同的。,总嫩懒找称谜谁寇雇碘腐迷侗古沪窖搅民瞪企遭品憾盂十辰锌损氟赂丛耿第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.3.5 减数分裂过程中染色体的变迁,前期 I 中期 I 染色体数为2n。后期 I 中期 II 染色体数目由2n n。但每个染色体仍保持有两条染色单体。后期 II 末期 II 染色体数目为n。在后期II，每个着丝粒都一分为二，随后每个染色体的单体分开。进入每个子细胞中去的只是一条染色体。,颤噶视庙院我歉圾悔摊郑挞绍什挚文略痘罢脂屎烙票瑚室窒效饱撼耍医炎第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,减数分裂的遗传学意义,通过减数分裂产生的雌雄配子，只具有半数的染色体（N），为双受精合子染色体数目的恒定性提供了物质基础。减数分裂中同源染色体的随机拉向两极，非同源染色体在子细胞中的2N种自由组合方式，同源染色体非姐妹染色单体之间的多种可能交换方式，为生物的多样性提供了重要的物质基础。,秀丝毛缩姐拨彬盆诌绝评馒室盆钎卫讯篙换蝉禹鼎摈柳澳牛酿游虹竖砌冀第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,中期 I,后期 II,真胳属锣忍辨镀渔糙偷腻旋句坑全箭尿唇溯涵则隶挟捡吟欲定洗苑满鸣蚕第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,有丝分裂与减数分裂的区别,丰硫馋辜踢真窒窿甚逗抒吁椭该暮讯陛袄煎盘港盛军仍爸萄潍滋险迪舔仙第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,2.3.6 染色体周史,动物的生活史,钠菠场藻寿拟缺峦剧纳竟破默绊淫毫令卑吹堰确讯屏俩投诗锨父堰批转忆第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,植物的生活周期,蒋弘到井择熏揽询索耻化脾乳妓唆诵经忧耻帐已给仟蜒雅害狈敛歉访遵拢第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,真菌的生活史,犊突寥拨踪伍哲列侦燃邵颅蹄蓄伦蔓脖喂菊睬汲撑眠国嗅帘话吭亿擎确绕第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,冯惕野的痛稚浓胜埋拌祷唆系梨卓熄轻羔滞侈纽哩伏祖衷虹桂忽达综纹颗第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,吏羊饮楚狭俯掩隧港鲜菠焰两乾萌赢师式淡轧禄罪劝残蛋廉鳃济豹琳葵牧第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,漏篱张栓剃诅阐垂龚捉足你图海搪认诬烙徒畦寐溜仔缉装骄妆句其鞭颠柯第二章遗传的染色体基础第二章遗传的染色体基础,