遗传的细胞学基础ha.ppt

第一章遗传的细胞学基础,第一节 细 胞,一、细胞结构二、原核细胞与真核细胞三、植物细胞与动物细胞的异同?,第一节 细胞(自学为主),一、细胞结构（一）细胞壁（二）细胞膜与细胞器膜（三）细胞质：包括：基质；细胞器；内含物。1.线粒体 2.核糖体 细胞器 3.内质网 4.高尔基体 5.溶酶体 6.中心体 7.质体（四）细胞核 1.核膜 2.核仁 3.核液 4.染色质和染色体,细胞的结构,一、细胞结构,（四）细胞核 4.染色质和染色体 染色质：在细胞分裂间期，细胞核中易被碱性染料染色的纤细的网状物。异固缩：显微镜下观察染色质着色不均匀、深浅不同的现象 常染色质:着色浅部位的染色质。异染色质:着色深的染色质。染色体：在细胞分裂时形成的能被碱性染料着色的一类棒状小体。1848年由哈佛迈特观察紫鸭跖草花粉母细胞时发现，1888年，德国的瓦尔德尔根据前人的观察命名为染色体。,巴氏小体,两种染色质的区别,第一节 细胞(自学为主),二、原核细胞与真核细胞P17页三、植物细胞与动物细胞的异同?(课后整理),第二节 染色体,一、染色体的形态结构二、染色体的数目和大小三、特殊染色体四、染色体组型,一、染色体的形态结构,（一）染色体的一般形态1.主缢痕（初级缢痕；着丝粒区）：染色较浅、向内凹陷成狭小区段的部位。着丝粒：着丝粒区连结两个染色单体的殊区段。动粒（着丝点；着丝盘）：是主缢痕处，两染色单体外侧表层部位与纺锤丝接触的，微管蛋白组装而成。根据着丝粒的位置和染色体两臂的长度比（臂比），将染色体分成4类：,染色体的一般形态,着 丝 粒 卫 星 DNA,染色体分类,一、染色体的形态结构,2.次缢痕（副缢痕；核仁形成区）：主缢痕外着色较浅的染色体缢缩区，不能弯曲，与核仁形成有关。常在短臂出现。位置相对稳定。3.核仁组织区（核仁组织者；NOR）：位于染色体次缢痕部位，是rRNA基因所在部位（5srRNA除外），核仁形成有关。4.随体：从次缢痕到臂末端有一种圆形或略呈长形的染色体节段。,随体,次缢痕,（一）染色体的一般形态,5.端粒：末端特化的着色较深部位。由端粒DNA和端粒蛋白组成。作用：防止染色体降解、连粘，抑制细胞凋亡，与寿命长短有关。,（二）染色体的超微结构（真核生物）,包括：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。1.一级结构：由核小体组成的细纤丝。核小体（核体）：核心（8个组蛋白分子）,组蛋白有5种：H1、H2A、H2B、H3、H4，DNA就缠绕1.75圈，构成核粒（核心加上外圈的DNA）；核粒之间有连接DNA连接，叫连接线。DNA压缩7倍,（二）染色体的超微结构（真核生物）,2.二级结构（螺旋管）：每圈6个核小体，直径30 nm、内径10 nm，间距11 nm，DNA压缩了6倍，成为染色质粗纤丝。3.三级结构（超螺线管）：染色质粗纤丝继续螺旋化，形成超螺线管。直径400nm，长度1160 m。DNA压缩40倍4.四级结构（染色单体）：超螺线管再次压缩成光镜下可见的210m的染色体，DNA压缩5倍。总计压缩倍数=76405=8400倍 DNA 核小体 螺旋管 超螺线管 染色单体 7 6 40 5,染色体的包装方式,一级,二级,三级,四级,二、染色体的数目和大小,（一）染色体的数目1.正常情况每种生物不同时期的染色体数目是恒定的。2.不同物种间染色体数目差异很大。马蛔虫2条；真蕨纲瓶尔小草属的高达8001200条。（二）染色体的大小：差别悬殊。绝对长度：一般为125m。最短的长度为0.25m，最长的长度是30m。相对长度：某一染色体绝对长度占该染色体组绝对长度的百分数。,染 色 体,三、特殊染色体,（一）多线染色体(唾线染色体)存在于双翅目昆虫幼虫消化道细胞的、有丝分裂间期核中的、一种可见的、巨大的染色体。双翅目昆虫的幼虫唾腺细胞，多个染色质（5001000条染色线）重叠成类似染色体状结构。比一般染色体长100200倍，粗10002000倍。,三、特殊染色体,唾线染色体的特点：巨大性和伸展性：体联会：体细胞在有丝分裂过程中，出现的同源染色体联会的现象。有横纹结构：深色部位带纹区，浅色部分间带区，多线性1个染色中心和5个臂,唾 线 染 色 体,三、特殊染色体,（二）灯刷染色体 最先在鲨鱼中发现，后从鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及某些无脊椎动物的卵母细胞中发现。是RNA合成的活跃场所。一个侧环是一个转录单位。（三）性染色体：决定性别的染色体。（四）B染色体（副染色体；超数染色体；附加染色体）：通常比正常染色体小，着丝粒一般在端部，大部分由异染色质组成。其数目不定。不载有基因，但可复制。,灯刷染色体,性染色体,贝母的B染色体,B染色体,四、染色体组型（染色体核型）,染色体组型：每一种生物染色体数目、大小及形态都是特异的，这种特定的染色体组成称为染色体组型。染色体组型分析：根据染色体数目、大小和着丝粒位置、臂比、次缢痕、随体等形态特征，对生物核内染色体进行配对、分组、归类、编号、进行分析的过程。染色体组型分析意义：研究生物的遗传变异、物种间的亲缘关系、生物的系统演化，远缘杂交、染色体工程、辐射的遗传效应和人类染色体疾病等，都具有十分重要的意义。,四、染色体组型,第三节 细胞分裂,一、原核细胞的无丝分裂二、真核细胞的有丝分裂三、细胞的减数分裂,第三节 细胞分裂,细胞分裂：无丝、有丝、减数分裂。一、原核细胞的无丝分裂包括DNA的复制和分配以及胞质的分裂两个方面。真核细胞仅在极少数情况下发生无丝分裂（神经细胞、胚乳细胞、腺细胞等）。,Color-enhanced electron micrograph of E.coli undergoing cell division.,二、真核细胞的有丝分裂,（一）有丝分裂的过程（二）有丝分裂的特点（三）有丝分裂的意义,二、真核细胞的有丝分裂,（一）有丝分裂的过程细胞周期:指从一次细胞分裂完成到下一次细胞分裂结束所经历的全过程。包括间期（两次有丝分裂中间的时期）和分裂期。,（一）有丝分裂的过程,有丝分裂,二、真核细胞的有丝分裂,（二）有丝分裂的特点：染色体复制1次，细胞分裂1次，1次分裂1个细胞形成2个细胞，子细胞与母细胞一样。（三）有丝分裂的意义1、保证了细胞上下代之间遗传物质的稳定性和连续性。2、维持个体的正常生长和发育 分裂 数量 个体发育 细胞 分化 种类,三、细胞的减数分裂,减数分裂：是一种特殊方式的细胞分裂，是在配子形成过程中发生的，包括两次连续的核分裂，但染色体只复制一次，因而在形成的四个子细胞核中，每个核只含有单倍数的染色体，即染色体数减少一半.,1 细线期 2 偶线期 3 粗线期 4 双线期 5 终变期 6 中期I 7 后期I 8 末期I 减数I,9 前期II 10 中期II 11 后期II 12 末期II 减数II,三、细胞的减数分裂,减数分裂仅在性母细胞进行。减数分裂有两次分裂:第一次减数分裂和第二次减数分裂。,前期I,减数间期,三、细胞的减数分裂,（一）减数分裂（成熟分裂）的过程1.减数第一次分裂（1）前期I细线期（凝集期；花束期）:细长线状，核仁存在。偶线期（配对期或合线期）:同源染色体开始联会（联会复合体），二价体（四分体），,联会复合体（SC）,（一）减数分裂的过程,1.减数第一次分裂粗线期（重组期）:发生交换，可见二价体。双线期（合成期）:可见交叉。终变期或称浓缩期:交叉端化。（2）中期I:核膜、核仁消失，着丝粒不分裂。（3）后期I:同源染色体分离，向两极移动，染色体减半。（4）末期I:核膜、核仁重现。,（一）减数分裂的过程,2.减数第二次分裂（1）前期II:每条染色体含2条姊妹染色单体,染色体数是n。（2）中期II:染色体着丝粒排列在赤道板上。（3）后期II:着丝粒纵裂,姊妹染色单体向两极移动。（4）末期II:核膜重新形成。,1、细线期2、偶线期3、粗线期4、双线期5、终变期6、中期I7、后期I8、末期I9、前期II10、中期II11、后期II12、末期II,减数分裂过程,中期,水 稻 减 数 分 裂,1.粗线期2.终变期3.中期4.后期5.末期6.分裂间期7.前期8.中期9.后期 10.末期11.四分体12.单核花粉13.单核分裂花粉14.二核花粉15.成熟花粉,三、细胞的减数分裂,（二）减数分裂的特点：染色体复制1次，细胞连续分裂2次，1次分裂1个细胞形成4个细胞，子细胞染色体是母细胞一半。,（三）减数分裂的意义,1.保证了物种的相对稳定性：一个性母细胞经减数分裂产生4个子细胞，其染色体数只有体细胞的一半，经过受精形成合子时，染色体又恢复了原来的2n水平，从而保证了子代于亲代间染色体数目的恒定。,（三）减数分裂的意义,2.为子代的变异提供了物质基础，有利于进化：后期I同源染色体的成员移向两极是随机的，非同源染色体的组合式自由的。,非姊妹染色单体交叉与片断交换,第四节 配子的发生及染色体周史,一、高等动物配子发生及生活史二、高等植物配子发生及生活史三、真菌类的生活史,第四节 配子的发生及染色体周史,一、高等动物配子发生及生活史精子、卵子的发生：生殖系统生殖腺中有许多性原细胞（精原细胞、卵原细胞）成体性原细胞（2n）（2n）精原细胞 卵原细胞（2n）大量有丝分裂后体积膨大 大量有丝分裂后体积膨大（2n）初级精母细胞 初级卵母细胞（2n）减I 减I（n）次级精母细胞 次级卵母细胞(n)第一极体 减II 减II(n)精细胞 合子(2n)卵细胞(n)第二极体(退化消失)一系列变化 精子 卵子（n）（n）,一、高等动物配子发生及生活史,2n 原始生殖细胞 2n,第一极体,卵原细胞,精原细胞,初级精母细胞,次级精母,精细胞,2n,初级卵母细胞,第二极体,卵细胞,次级卵母,2n,n,n,n,n,第四节 配子的发生及染色体周史,二、高等植物配子发生及生活史（以玉米为例）雌雄同株异花植物 成体（2n）（2n）孢原细胞 孢原细胞（2n）有丝分裂 有丝分裂（2n）大孢子母细胞 小孢子母细胞（2n）减数分裂 减数分裂（n）大孢子 小孢子（n）(雌配子体)八核胚囊 成熟花粉（雄配子体）2个极核 卵细胞（3n）受精胚乳 受精胚（2n）,第四节 配子的发生及染色体周史,三、真菌类的生活史：链孢霉的生活史无性生殖（主要生殖方式）：在菌丝顶端有丝分裂产生分生孢子。有性生殖：菌丝有不同的接合型（或交配型）、或A、a之分，相当于高等植物的雌和雄。,无 性 生 殖,链孢霉的染色体周史,A,a,RD,RD,子实体(原子囊果),受精丝,作 业,一、名词：异固缩 二价体 端粒 染色体组型分析 体联会 二、唾线染色体的特点？三、书中P29页4题 四、书中P29页8题 思 考 题一、有丝分裂与减数分裂的主要区别二、常染色质与异染色质的异同？三、减数分裂前期包括几个时期？各有那些主要特点？,