遺傳學(xué)-第2章-遺傳的細胞學(xué)基礎(chǔ)

1、第二章遺傳的細胞學(xué)基礎(chǔ),第一節(jié) 染色體的結(jié)構(gòu)和功能,一 染色質(zhì),染色質(zhì)：在間期細胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白和少量RNA 組成的，易被堿性染料著色的物質(zhì)。,染色深，折疊壓縮程度高。,二 染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目,1染色體的形態(tài),染色體：染色質(zhì)在細胞分裂過程中經(jīng)過緊密纏繞、折疊、凝縮、精巧包裝而形成的具有固定形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳物質(zhì)的存在形式。,染色體組成: 著絲粒、長臂、短臂，以及端粒；次溢痕，隨體；,隨體：是識別特定染色體的重要標志；,次縊痕：次縊痕具有組成核仁的特殊功能；,端粒：染色體臂末端特化而成，對堿性染料著 色深，維持染色體的完整性和穩(wěn)定性.,中著絲粒 近中著絲粒 近端著絲粒 端著絲粒,

2、著絲粒：位置恒定，對于細胞分裂時染色體向兩極牽引具有決定性作用；著絲粒的位置決定染色體的形態(tài)特征,特殊染色體：燈刷染色體，多線染色體,燈刷染色體：形如燈刷狀，是未成熟的卵母細胞進行第一次減數(shù)分裂停留在雙線期的染色體，是同源染色體配對形成的含有 4條染色單體的二價體。,多線染色體：核內(nèi)有絲分裂時染色體多次復(fù)制而不分離， 伴隨體細胞聯(lián)會，即同源染色體緊密配對。,2染色體的結(jié)構(gòu),染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位： 核小體,166bp DNA 組蛋白八聚體（H2A、H2B、H3、H4）2,DNA雙螺旋 染色質(zhì)的 “串珠”形式 30nm染色 質(zhì)纖維 染色體的 伸展形式 染色體的 致密部分 中期染色體,從DNA到染色體

3、,染色體的包裝方式,3染色體的數(shù)目,染色體數(shù)目：在體細胞中成對存在，以2n表示； 在性(生殖)細胞中成單存在，以n表示,一些生物的染色體數(shù)目,長白山瓶爾小草,如瓶爾小草,染色體數(shù)目最少一種 動物：螞蟻2n=2,植物：棕櫚2n=596,染色體數(shù)目最少一種 植物：雛菊，2n=4,第二節(jié) 染色體在細胞分裂中的行為, 一細胞周期,G1期：有絲分裂完成到DNA復(fù)制前的間隙。也稱為G0 期。 S 期：DNA 合成時期。 G2期：DNA 合成后至有絲分裂開始之前的第二個間隙，為細胞分裂作準備。,M期：細胞分裂期。,細胞周期：細胞分裂結(jié)束到下一次細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程。,在整個過程染色體會產(chǎn)生有規(guī)律的變化，

4、包括兩個緊密過程：即核分裂和胞質(zhì)分裂。,根據(jù)核分裂的變化特征可以將有絲分裂分為四個時期： 間期 前期 中期 后期 末期。, 二有絲分裂中的染色體行為,細胞是否進入S期的控制點存在于G1 中期 ：,細胞接收信息后G1 期 細胞周期蛋白與CDK（酶）共同作用調(diào)控細胞是否能夠通過該控制點。 細胞通過該控制點細胞進入下一輪DNA 復(fù)制。 細胞對該控制點的調(diào)控非常精確，該控制點失控往往會導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。,酶,洋蔥根尖壓片,1.生物學(xué)意義：,* 增加細胞數(shù)目和體積；,* 維持個體正常生長和發(fā)育、保證物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性。,有絲分裂的意義,2. 遺傳學(xué)意義：,核內(nèi)各染色體準確復(fù)制為二 兩個子細胞的遺傳基礎(chǔ)與

5、母細胞完全相同.,減數(shù)分裂：性母細胞成熟時配子形成過程中發(fā)生的 一種特殊有絲分裂 使體細胞的染色體 數(shù)目減半。例如:, 受精作用可保證物種染色體數(shù)恒定。,三減數(shù)分裂中的染色體行為,減數(shù)分裂 模式圖,（一）減數(shù)分裂I：第一次減數(shù)分裂,前期I：細線期 偶線期 粗線期 雙線期 濃縮期,細線期：染色質(zhì)濃縮為細線，含有兩條染色單體， 但看不出雙重性； 偶線期：同源染色體開始聯(lián)會，出現(xiàn)聯(lián)會復(fù)合體；,同源染色體：體細胞中形態(tài)結(jié)構(gòu)相同，遺傳功能相似的 一對染色體。,聯(lián)會：在減數(shù)分裂的偶線期，各對同源染色體彼此靠攏， 進行準確的配對，這種現(xiàn)象稱為聯(lián)會。,二價體：聯(lián)會的一對同源染色體，稱為二價體。,雙線期：同源染

6、色體分開，交叉端化； 濃縮期：也稱終變期，染色體變粗變短。,非姊妹染色單體：二價體中不同染色體的染色單體互稱非姊妹 染色單體。,粗線期：同源染色體配對完成，非姊妹染色單體間可能發(fā)生交換,聯(lián) 會 復(fù) 合 體,細胞減數(shù)分裂 前期I 的5 個時期,水稻：粗線期染色體,中期I：雙價體排列在赤道板上，紡錘絲將著絲粒拉向兩極； 后期I：同源染色體彼此分開，移向兩極； 末期I：染色體解螺旋變成細絲狀； 間期：時間極短，沒有DNA合成及染色體復(fù)制。,前期II： 中期II: 后期II 末期II:,（二）減數(shù)分裂II：第二次減數(shù)分裂,細線期,減數(shù)分裂的意義：,1. 生物生活周期和配子形成過程中必要階段； 2. 最

7、后形成雌雄性細胞，各具半數(shù)染色體（n）；,雌雄性細胞受精（n n 2n） 合子 全數(shù)染色體 保證親子代間染色體數(shù)目的恒定和物種的相對穩(wěn)定性。,3. 在中期I 各對同源染色體排列在赤道板上，在后期I 染色體是隨機分別拉向二極, 非同源染色體自由組合。,n 對染色體，非同源染色體分離時的可能組合數(shù)為2n， 如：, 水稻n=12，故組合數(shù)為2n = 212 = 4096；, 茶n=15，組合數(shù) 為215 = 32768。,4.各對同源染色體的非姐妹,染色單體間片段可發(fā)生各種方式,的交換可為生物變異提供物質(zhì)基礎(chǔ) 利于生物,生存及進化 為人工選擇提供材料。,有絲分裂與減數(shù)分裂的比較, 減數(shù)分裂前期有同源

8、染色體配對（聯(lián)會）； 減數(shù)分裂遺傳物質(zhì)交換（非姐妹染色單體片段交換）； 減數(shù)分裂中期染色體獨立分離，而有絲分裂則著絲點裂開 后均衡分向兩極； 減數(shù)分裂完成后染色體數(shù)減半； 分裂中期著絲點在赤道板上的排列有差異： 減數(shù)分裂中同源染色體的著絲點分別排列于赤道板兩側(cè)， 而有絲分裂時則整齊地排列在赤道板上。,染色體和基因之間的平行現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾點：,1、染色體成對存在，基因也是成對的。在配子中每對基因 只有一個，而每對同源染色體也只有一個。 2、全套染色體，同全套基因一樣，在從親代傳遞給子代時 并無改變。 3、個體中成對的基因一個來自母本，一個來自父本；染色 體也是如此，兩個同源染色體也是分別來

9、自父本和母本。 4、減數(shù)分裂時配對的同源染色體分離，非同源染色體自由 組合，等位基因在形成配子時分離，非等位基因則自由組合。,四遺傳的染色體學(xué)說,第三節(jié) 生物體的有性生殖與無性生殖,一有性生殖,（一）動物精子和卵子的發(fā)生,（二）植物大小孢子的發(fā)生和雌雄配子的形成,1個花粉母細胞可以形成4個雄配子體和8個精細胞； 1個大孢子母細胞可以形成1個雌配子體，1個卵細胞，2個極核，2個助細胞，3個反足細胞。,(三) 受精,受精：雌雄配子結(jié)合為一個合子的過程。,被子植物的雄配子體即花粉形成的兩個精子，一個與卵融合形成二倍體的合子，另一個與中央細胞的極核（通常兩個）融合形成初生胚乳核的現(xiàn)象。雙受精后由合子發(fā)育成胚，初生胚乳核發(fā)育成胚乳.,針對二倍體生物： 精子和卵子是單倍體； 合子及體細胞是二倍體； 胚乳細胞是三倍體。,二無性生殖,無性生殖：不經(jīng)過生殖細胞的結(jié)合，由親體直接產(chǎn)生新個體的 生殖方式。,方式：分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖和營養(yǎng)生殖。,優(yōu)點：保持親本的性狀。,克?。簭囊粋€祖先經(jīng)無性繁殖