三章遺傳的染色體學說1課件

1、第三章遺傳的染色體學說第三章遺傳的染色體學說優(yōu)選第三章遺傳的染色體學說優(yōu)選第三章遺傳的染色體學說基本概念二倍體細胞具有二套染色體，分別來自于兩個親本，每對染色體的兩個成員被稱為同源染色體(homologous chromosome)，單倍體真核細胞僅有一套染色體。有絲分裂(mitosis)是二倍體或單倍體真核細胞分裂的過程。有絲分裂產生兩個子核，它們含有相同的染色體數(shù)和遺傳信息?；靖拍疃扼w細胞具有二套染色體，分別來自于兩個親本，每對染基本概念減數(shù)分裂(meiosis)發(fā)生在有性生殖的真核細胞中。它是由二倍體細胞或核通過一次DNA復制和二次分裂產生4個單倍體細胞或核的分裂過程。減數(shù)分裂的4

2、個子細胞染色體數(shù)比母細胞減少一半。由于父本和母本的染色體的重新組合及染色體的交換，使4 個子細胞所含的遺傳信息有一定的差異。遺傳的染色體學說指出染色體是基因的載體?；靖拍顪p數(shù)分裂(meiosis)發(fā)生在有性生殖的真核細胞中2.1 染色體(chromosome)長 臂短 臂隨體副縊痕著絲粒中間著絲粒近端著絲粒端著絲粒2.1 染色體(chromosome)長 臂短 臂隨體(a)中間著絲粒(b)近端著絲粒(c)端著絲粒(a)(b)(c)(a)中間著絲粒(b)近端著絲粒(c)端著絲粒(a)(b)(部分生物的染色體數(shù)目物 種二倍體數(shù)物 種二倍體數(shù)人類46水稻24獼猴42小麥42黃牛60玉米20豬38大

3、麥14狗78陸地棉52貓38豌豆14馬64煙草48雞78番茄24鴨80甘藍18果蠅8洋蔥16蜜蜂雌32雄16松24部分生物的染色體數(shù)目物 種二倍體數(shù)物 種二倍體數(shù)人類462.2 有絲分裂(mitosis)19世紀末，F(xiàn)lemming W(1882)和Boveri T(1891)分別發(fā)現(xiàn)了有絲分裂和減數(shù)分裂，為遺傳的染色體學說提供了理論基礎。2.2 有絲分裂(mitosis)19世紀末，F(xiàn)lemmi細胞周期(cell cycle)：從一個新產生的細胞到它分裂產生子細胞這一過程稱為細胞周期。它可分成四個階段：M期、S期、G1期和G2期。M是分裂期，通常是細胞周期中最短的時期，約占整個時期的5-10

4、%的時間。DNA的合成發(fā)生在S期(systhesis).G1(gap1)和G2(gap2)是S期和M期之間的兩個間隙期。G1、S、G2合稱為間期(interpahse)。此期染色質均勻地分布于核中，所以在顯微鏡下看不到染色體。細胞周期(cell cycle)：從一個新產生的細胞到它分裂S期,40%2-4nDNAG1期,25%2nDNAG2期,25%4nDNAM期,10%S期,40%G1期,25%G2期,25%M期,10%3 后期 II (anaphase II )在此期紡綞體(spindle)逐漸明顯，這個鳥籠狀的結構在核區(qū)形成，由細胞兩極間一束平行的纖絲構成。末期子細胞的染色體凝縮為一個新核

5、，在核的四周核膜重新形成，染色體又變?yōu)榫鶆虻娜旧|，核仁又重新出現(xiàn)，又形成了間期核。1 基因和染色體的關系減數(shù)分裂經第一次分裂后染色體就進行減半，所以減數(shù)分裂的產物是單倍體。同源染色體開始聯(lián)會，出現(xiàn)聯(lián)會復合體。同源染色體開始聯(lián)會，出現(xiàn)聯(lián)會復合體。4 末期 II (telophase II )1 基因和染色體的關系由于父本和母本的染色體的重新組合及染色體的交換，使4 個子細胞所含的遺傳信息有一定的差異。它可分成四個階段：M期、S期、G1期和G2期。每次減數(shù)分裂都可以分成前、中、后、末四期。4 遺傳的染色體學說此期染色質均勻地分布于核中，所以在顯微鏡下看不到染色體。2 有絲分裂(mitosis)此

6、期染色質均勻地分布于核中，所以在顯微鏡下看不到染色體。nucleolus間 期 (interphase)3 后期 II (anaphase II )nucleol2.2.1 有絲分裂的過程可分為四個階段，前期、中期、后期、末期2.2.1.1、前期(prophase) 染色體開始逐漸縮短變粗，形成螺旋狀。當染色體變得明顯可見時，每條當色體已含有兩條染色單體(chromatids)，互稱為姐妹染色單體(sister chromatids)，通過著絲粒把它們連接在一起。至前期末，核仁(nucleoli)逐漸消失，核膜開始破裂，核質和細胞質融為一體。2.2.1 有絲分裂的過程可分為四個階段，前期、中期

7、、后期染色體核仁中心體早前期(early prophase)(圖例為洋蔥根尖切片)染色體核仁中心體早前期(early prophase)晚前期(late prophase)晚前期(late prophase)2.2.1.2 中期(metophase)在此期紡綞體(spindle)逐漸明顯，這個鳥籠狀的結構在核區(qū)形成，由細胞兩極間一束平行的纖絲構成。著絲粒附著在染色體上，染色體向細胞的赤道板(equatorial plane)移動2.2.1.2 中期(metophase)在此期紡綞體(s紡綞絲中 期(metophase)紡綞絲中 期(metophase)1 Concerned concept進入

8、每個子細胞中去的只是一條染色體。4 遺傳的染色體學說非姐妹染色單體間可能發(fā)生交換。(圖例為洋蔥根尖切片)M是分裂期，通常是細胞周期中最短的時期，約占整個時期的5-10%的時間。一對配對的同源染色體稱二價體(bivalent)或四聯(lián)體(tetrad)。聯(lián)會復合體(synaptonemal complex, SC)：同源染色體聯(lián)會過程中形成的一種獨特的亞顯微的非永久性的復合結構。染色體進一步收縮變粗變短，便于分裂時移動。1 前期 I (prophase I)后期(anaphase)同源染色體開始聯(lián)會，出現(xiàn)聯(lián)會復合體。1、前期(prophase)可分為四個階段，前期、中期、后期、末期1 基因和染色體

9、的關系1、前期(prophase)末期子細胞的染色體凝縮為一個新核，在核的四周核膜重新形成，染色體又變?yōu)榫鶆虻娜旧|，核仁又重新出現(xiàn)，又形成了間期核。DNA的合成發(fā)生在S期(systhesis).它是由二倍體細胞或核通過一次DNA復制和二次分裂產生4個單倍體細胞或核的分裂過程。Scanning electron micrograph of the centromeric region of a metaphase chromosome 1 Concerned conceptScanning e2.2.1.3 后期(anaphase)在后期，著絲?？v裂為二，姐妹染色單體彼此分離，各自移向一極。染

10、色體的兩臂由著絲粒拖著移動，這時染色體是單條的，稱為子染色體2.2.1.3 后期(anaphase)在后期，著絲粒縱裂著絲粒后期(anaphase)著絲粒后期(anaphase)Fluorescent microscope image of a cultured cell in anaphase.Fluorescent microscope image o2.2.1.4 末期(telophase)末期子細胞的染色體凝縮為一個新核，在核的四周核膜重新形成，染色體又變?yōu)榫鶆虻娜旧|，核仁又重新出現(xiàn)，又形成了間期核。末期結束時，紡綞體被降解，細胞質被新的細胞膜分隔為兩部分，結果產生了兩個子細胞，其染

11、色和原來細胞中的完全一樣。2.2.1.4 末期(telophase)末期子細胞的染色末期(telophase)末期(telophase)早前期晚前期早后期晚后期末期中期間期早前期晚前期早后期晚后期末期中期間期間期早前期晚前期中期后期末期形成兩個子細胞間期早前期晚前期中期后期末期形成兩個子細胞M是分裂期，通常是細胞周期中最短的時期，約占整個時期的5-10%的時間。進入每個子細胞中去的只是一條染色體。每個子細胞遺傳信息的組合是不同的。DNA的合成發(fā)生在S期(systhesis).后期(anaphase)進入每個子細胞中去的只是一條染色體。前期 I 中期 I 染色體數(shù)為2n。細胞周期(cell cy

12、cle)：從一個新產生的細胞到它分裂產生子細胞這一過程稱為細胞周期。3 減數(shù)分裂(meiosis)此期染色質均勻地分布于核中，所以在顯微鏡下看不到染色體。3 后期 I (anaphase I )1 Concerned concept5)、終變期(diakinesis)優(yōu)選第三章遺傳的染色體學說晚前期(late prophase)不屬于同一對的染色體稱為非同源染色體(nonhomologous chromosome)。優(yōu)選第三章遺傳的染色體學說當染色體變得明顯可見時，每條當色體已含有兩條染色單體(chromatids)，互稱為姐妹染色單體(sister chromatids)，通過著絲粒把它們連

13、接在一起。優(yōu)選第三章遺傳的染色體學說玉米減數(shù)分裂前期 I 中的幾個亞時期交叉(chiasma)：非姐妹染色單體間若干處相互交叉纏結，交叉是染色單體發(fā)生交換的結果。2.3 減數(shù)分裂(meiosis)減數(shù)分裂是在配子形成過程中的成熟期進行的，包括兩次連續(xù)的核分裂而染色體只復制一次，每個子細胞核中只有單倍數(shù)的染色體的細胞分裂形式。兩次連續(xù)的核分裂分別稱為第一次減數(shù)分裂和第二次減數(shù)分裂。每次減數(shù)分裂都可以分成前、中、后、末四期。其中最復雜和最長的時期是前期I，又可分為細線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期。M是分裂期，通常是細胞周期中最短的時期，約占整個時期的5-12.3.1 Concerned co

14、ncept同源染色體(homologous chromosome)：在二倍體生物中，每對染色體的兩個成員中一個來自父方，一個來自母方，其形態(tài)大小相同的染色體稱為同源染色體。不屬于同一對的染色體稱為非同源染色體(nonhomologous chromosome)。聯(lián)會(synapsis)：同源染色體的兩個成員側向連接，像拉鏈一樣地并排配對稱為聯(lián)會。聯(lián)會始于偶線期，中止在雙線期。2.3.1 Concerned concept同源染色體(2.3.1 Concerned concept聯(lián)會復合體(synaptonemal complex, SC)：同源染色體聯(lián)會過程中形成的一種獨特的亞顯微的非永久性的

15、復合結構。交換(crossing over)：非姐妹染色單體間發(fā)生遺傳物質的局部交換。交叉(chiasma)：非姐妹染色單體間若干處相互交叉纏結，交叉是染色單體發(fā)生交換的結果。2.3.1 Concerned concept聯(lián)會復合體(2.3.2 減數(shù)分裂(meiosis )2.3.2.1 前期 I (prophase I) 和有絲分裂一樣，DNA的合成發(fā)生在S期，但復制的產物直到晚前期I才能看見。前期I經歷時間較長，又可分為五個亞時期。1)、細線期(leptotene) 此期染色體呈細長線狀，核仁依然存在。在細線期和整個的前期中染色體持續(xù)地濃縮。2)、偶線期(zygotene) 同源染色體開始

16、聯(lián)會，出現(xiàn)聯(lián)會復合體。2.3.2 減數(shù)分裂(meiosis )2.3.2.13)、粗線期(pachytene) 染色體完全聯(lián)會，縮短變粗，但核仁仍存在。一對配對的同源染色體稱二價體(bivalent)或四聯(lián)體(tetrad)。非姐妹染色單體間可能發(fā)生交換。4)、雙線期(diplotene) 染色體繼續(xù)變短變粗，雙價體中的兩條同源染色彼此分開。在非姐妹染色單體間可見交叉結，交叉結的出現(xiàn)是發(fā)生過交換的有形結果。交叉數(shù)目逐漸減少，在著絲粒兩側的交叉向兩端移動，這種現(xiàn)象稱為交叉端化。5)、終變期(diakinesis) 染色體進一步收縮變粗變短，便于分裂時移動。3)、粗線期(pachytene)玉米減

17、數(shù)分裂前期 I 中的幾個亞時期玉米減數(shù)分裂前期 I 中的幾個亞時期前期 I細線期偶線期粗線期雙線期終變期前期 I細線期偶線期粗線期雙線期終變期一個來自蝗蟲的四聯(lián)體結構，示5個交叉一個來自蝗蟲的四聯(lián)體結構，示5個交叉2.3.2.2 中期 I (metophase I ) 核仁、核膜消失，各個雙價體排列在赤道板上，著絲粒分居于赤道板的兩側，附著在紡綞絲上，而有絲分裂的中期著絲粒位于赤道板上。中期I 著絲粒并不分裂。2.3.2.3 后期 I (anaphase I ) 雙價體中的同源染色體彼此分開，移向兩極，但同源染色體的各個成員各自的著絲粒并不分開。2.3.2.2 中期 I (metophase

18、I )2.3.2.4 末期 I (telophase I ) 此末期和隨后的間期也稱分裂間期(interkinesis)，并不是普遍存在的，在很多生物中沒有這一階段，也沒有核膜重新形成的過程，細胞直接進入第二次減數(shù)分裂。在另一些生物中，末期I 和分裂間期是短暫的，但核膜重新形成。在很多情況下，此期不合成DNA，染色體的形狀也不發(fā)生改變。 以著絲點來計算染色體的條數(shù)，減數(shù)分裂 I 可稱為“減數(shù)分裂”(reduction division)，而減數(shù)分裂 II 則稱為“等數(shù)分裂”(equational division)。2.3.2.4 末期 I (telophase I )玉米減數(shù)分裂 I 示中期

19、、后期、末期和間期玉米減數(shù)分裂 I 示中期、后期、末期和間期2.3.3 減數(shù)分裂(meiosis )2.3.3.1 前期 II (prophase II ) 與有絲分裂的前期一樣，每個染色體具有兩條染色單體。2.3.3.2 中期 II (metophase II ) 染色體排列在赤道板上，紡綞絲附著在著絲粒上。染色單體從彼此相聯(lián)逐漸部分地分離。2.3.3.3 后期 II (anaphase II ) 著絲?？v裂，姐妹染色單體由紡綞絲拉向兩極。2.3.3.4 末期 II (telophase II ) 4 個子細胞形成。2.3.3 減數(shù)分裂(meiosis )2.3.3.1玉米減數(shù)分裂II玉米減

20、數(shù)分裂II中期 I后期 I末期 I中期 II后期 II中期 I后期 I末期 I中期 II后期 II2.3.4 減數(shù)分裂的特點具有一定的時空性，也就是說它僅在一定的發(fā)育階段，在生殖細胞中進行。減數(shù)分裂經第一次分裂后染色體就進行減半，所以減數(shù)分裂的產物是單倍體。前期長而復雜，同源染色體經歷了配對、聯(lián)會、交換，從而使遺傳物質進行了重組。每個子細胞遺傳信息的組合是不同的。2.3.4 減數(shù)分裂的特點具有一定的時空性，也就是說它僅在2.3.5 減數(shù)分裂過程中染色體的變遷前期 I 中期 I 染色體數(shù)為2n。后期 I 中期 II 染色體數(shù)目由2n n。但每個染色體仍保持有兩條染色單體。后期 II 末期 II

21、染色體數(shù)目為n。在后期II，每個著絲粒都一分為二，隨后每個染色體的單體分開。進入每個子細胞中去的只是一條染色體。2.3.5 減數(shù)分裂過程中染色體的變遷前期 I 中期 I3 后期 I (anaphase I )晚前期(late prophase)前期 I 中期 I 染色體數(shù)為2n。進入每個子細胞中去的只是一條染色體。優(yōu)選第三章遺傳的染色體學說玉米減數(shù)分裂 I 示中期、后期、末期和間期此期染色質均勻地分布于核中，所以在顯微鏡下看不到染色體。每個子細胞遺傳信息的組合是不同的。1、前期(prophase)1、前期(prophase)有絲分裂產生兩個子核，它們含有相同的染色體數(shù)和遺傳信息。玉米減數(shù)分裂前

22、期 I 中的幾個亞時期M是分裂期，通常是細胞周期中最短的時期，約占整個時期的5-10%的時間。聯(lián)會復合體(synaptonemal complex, SC)：同源染色體聯(lián)會過程中形成的一種獨特的亞顯微的非永久性的復合結構。具有一定的時空性，也就是說它僅在一定的發(fā)育階段，在生殖細胞中進行。遺傳的染色體學說指出染色體是基因的載體。1、前期(prophase)減數(shù)分裂經第一次分裂后染色體就進行減半，所以減數(shù)分裂的產物是單倍體。一對配對的同源染色體稱二價體(bivalent)或四聯(lián)體(tetrad)。19世紀末，F(xiàn)lemming W(1882)和Boveri T(1891)分別發(fā)現(xiàn)了有絲分裂和減數(shù)分裂

23、，為遺傳的染色體學說提供了理論基礎。1、前期(prophase)減數(shù)分裂是在配子形成過程中的成熟期進行的，包括兩次連續(xù)的核分裂而染色體只復制一次，每個子細胞核中只有單倍數(shù)的染色體的細胞分裂形式。它可分成四個階段：M期、S期、G1期和G2期。以著絲點來計算染色體的條數(shù)，減數(shù)分裂 I 可稱為“減數(shù)分裂”(reduction division)，而減數(shù)分裂 II 則稱為“等數(shù)分裂”(equational division)。細胞周期(cell cycle)：從一個新產生的細胞到它分裂產生子細胞這一過程稱為細胞周期。交叉(chiasma)：非姐妹染色單體間若干處相互交叉纏結，交叉是染色單體發(fā)生交換的結果。每次減數(shù)分裂都可以分成前、中、后、末四期。優(yōu)選第三章遺傳的染色體學說和有絲分裂一樣，DNA的合成發(fā)生在S期，但復制的產物直到晚前期I才能看見。3 后期 I (anaphase I )同源染色體(homologous chromosome)：在二倍體生物中，每對染色體的兩個成員中一個來自父方，一個來自母方，其形態(tài)大小相同的染色體稱為同源染色體。它可分成四個階段：M期、S期、G1期和G2期。5 減數(shù)分裂過程中染色體的變遷Boveri 根據(jù)豌豆產生配子時孟德爾因子的行為和減數(shù)分