遺傳學(xué)-2章遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)

中的行為染色質(zhì)與在減數(shù)配子的形成和生命與技術(shù)學(xué)院第一節(jié) 染色質(zhì)與染色質(zhì)與

是同一物質(zhì)在細(xì)胞

不同時(shí)期所表現(xiàn)的不同形態(tài)。染色質(zhì)是真核生物間期細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì),易被堿性

的一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。染色質(zhì)Chromatin基本結(jié)構(gòu)：Olins夫婦

,Kornberg,R.D（1974）通過電子顯微鏡的觀察和研究提出了染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的串珠模型，提出了染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的串珠模型（蠅珠模型）（beads

on—a—string

model

）圖2-4生命與技術(shù)學(xué)院生命與技術(shù)學(xué)院染色質(zhì)Chromatin類型：常染色質(zhì)（euchromatin）——細(xì)胞 間期呈高度分散狀態(tài)，染色較淺,

均勻，遺

能上表現(xiàn)為轉(zhuǎn)錄活躍狀態(tài)。異染色質(zhì)（heterochromatin）

組成型異染色質(zhì)（constitutiveheterochromatin）： 性異染色質(zhì)呈高度螺旋化，染色很深，遺 能上表現(xiàn)為惰性狀態(tài)。兼性異染色質(zhì)（facultative

heterochromatin）：于常染色質(zhì),在特殊情況下轉(zhuǎn)變?yōu)楫惾旧|(zhì).生命與技術(shù)學(xué)院Chromosome概念：染色質(zhì)在細(xì)胞

過

通過緊密纏繞，折疊，凝縮，精巧包裝而形成的具有固定形態(tài)遺傳物質(zhì)存在形式。由著絲粒和兩個(gè)臂組成，即起始點(diǎn)及 和非編碼序基本結(jié)構(gòu)：圖示著絲粒、端粒、列。圖2-5生命與技術(shù)學(xué)院生命與技術(shù)學(xué)院3.

組型或核型分類：根據(jù)著絲粒的位置可分為4類，圖2-6中部

亞中部近端

端部m

entricsubmetacentricacrocentricocentric組型及魚類.圖實(shí)例：圖示人類.果蠅2-8，多線

圖2-9及燈刷圖2-10。生命與技術(shù)學(xué)院生命與技術(shù)學(xué)院生命與技術(shù)學(xué)院生命與技術(shù)學(xué)院染色質(zhì)到

的結(jié)構(gòu)模型1977年Bak提出了染色質(zhì)螺旋化的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型，圖2-11（共壓縮8400倍）壓縮長(zhǎng)鏈螺旋螺旋化壓縮DNA核小體螺線體7倍化盤繞（壓6倍）超螺線體壓40倍50倍折疊螺旋生命與技術(shù)學(xué)院生命與技術(shù)學(xué)院二在減數(shù)中的行為1.概念：減數(shù)

meiosis所發(fā)生的一種在性母細(xì)胞成熟時(shí)，配子形成過特殊的有絲

。2.特點(diǎn)：(1)

只 一次，核連續(xù) 兩次，每個(gè)子細(xì)胞核中只有單倍數(shù)的，這兩次連續(xù)的核 分別稱第一次減數(shù) （或減數(shù)Ⅰ）meiosisⅠ和第二次減數(shù)

（或減數(shù)

Ⅱ）meiosisⅡ。(2)減Ⅰ的前期復(fù)雜可分為5個(gè)時(shí)期:減數(shù)

過

會(huì)發(fā)生許多與遺傳密切相關(guān)的重要條件，其中以 行為變化最為重要。生命與技術(shù)學(xué)院下面先學(xué)些相關(guān)的名詞概念：(1)同源生物中，每對(duì)homologous chromosome：在二倍體的兩個(gè)成員中一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方，其形態(tài)大小相同的稱為同源。非同源nonhomologous

chromosome：在二倍體生物中，不屬于同一對(duì)的，其形態(tài)大小不同的稱為非同源。聯(lián)會(huì)synapsis：同源

的兩個(gè)成員側(cè)向連接，像拉鏈一樣地并排配對(duì)稱為聯(lián)會(huì)。聯(lián)會(huì)始于偶線期，終止在雙線期。生命與技術(shù)學(xué)院3.減數(shù)過程：動(dòng)畫2-1(1)第一次:

前期Ⅰprophase

5個(gè)時(shí)期細(xì)線期（leptotene）:

濃縮為幾條細(xì)而長(zhǎng)的細(xì)線，雖然

已在間期，每一含2條染色單體，但在細(xì)線期的上還看不出雙重性。偶線期（zygotene）各種同源

開始配對(duì)，出現(xiàn)聯(lián)會(huì)現(xiàn)象，形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體。2n條 n對(duì)生命與技術(shù)學(xué)院，

二價(jià)體（bivalent）：聯(lián)會(huì)的一對(duì)同源又稱雙價(jià)體。聯(lián)會(huì)復(fù)合體

（synaptonemal complex

，SC）

：同源 聯(lián)會(huì)過 形成的一種獨(dú)特的亞顯微的非

性的復(fù)合結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)側(cè)體(lateral

elements)和一個(gè)中體（centralelement）構(gòu)成。圖2-12生命與技術(shù)學(xué)院生命與技術(shù)學(xué)院聯(lián)會(huì)3)粗線期：（pachyrene）二價(jià)體繼續(xù)縮短變粗，同源完畢。二價(jià)體的2條非姊妹染色單體間可能出現(xiàn)交換。四合體：包含了4條染色單體的二價(jià)體又稱四合體。的2條染色單體互的染色單體稱非姊妹染色單體：二價(jià)體中一個(gè)稱姊妹染色單體。非姊妹染色單體：二價(jià)體中不同姊妹染色單體。4）雙線期：（diplotene）二價(jià)體中2條同源

開始分開，但分開不徹底，但仍被一，二個(gè)以上交叉連接在一起，交叉是非姊妹染色單體間某些片段發(fā)生交換的結(jié)果。生命與技術(shù)學(xué)院5）終變期（diakinesis）： 變得更為濃縮和粗短，交叉向二價(jià)體的兩端移動(dòng)，并且接近末端，這一過程叫交叉的端化，每個(gè)二倍體分散在整個(gè)核內(nèi)，可一一分開，是鑒定

數(shù)目的最好時(shí)期。中期Ⅰ（metaphapseⅠ）核仁，核膜 ，細(xì)胞中出現(xiàn)紡錘體，紡錘絲與各種染色體的著絲點(diǎn)連接，從紡錘體的側(cè)面看二價(jià)體中各同源染色體著絲點(diǎn)分散在赤道板的兩側(cè)。⒈后期Ⅰ（anaphase

Ⅰ） 在紡錘體的牽引下，二倍體的2個(gè)同源

分別

向兩極移動(dòng)，每一極只分到每對(duì)中的一個(gè)，實(shí)現(xiàn)了2n數(shù)目的減半。⒉末期Ⅰ（

ophaseⅠ） 移到兩極后，松散變細(xì)，形成2個(gè)子核，細(xì)胞質(zhì)變成兩部分，形成2個(gè)子細(xì)胞。生命與技術(shù)學(xué)院⒊中間期：

無DNA

，在很多動(dòng)物中是沒有的，具2個(gè)染色單體，⒋前期Ⅱ（prophaseⅡ）

每一著絲點(diǎn)仍連在一起。⒌中期Ⅱ（metaphaseⅡ）每一個(gè)的著絲點(diǎn)整齊地排列在各個(gè)

細(xì) 胞的赤道板上，著絲點(diǎn)開始

。為二，各個(gè)染色單體⒍后期Ⅱ anaphaseⅡ

著絲點(diǎn)由紡錘絲拉向兩極。⒎

末期Ⅱ ophaseⅡ

移到兩極的 形成新的子核，同時(shí)細(xì)胞質(zhì)又分2部分，形成4個(gè)細(xì)胞稱四分體或四分孢子。生命與技術(shù)學(xué)院三配子的形成和1.植物雌雄配子體的形成2.動(dòng)物雌雄配子的形成過程3.生命與技術(shù)學(xué)院1.植物雌雄配子體的形成高等植物一般都是雌雄同體，生殖細(xì)胞分化的晚，到發(fā)育成熟時(shí)，才從體細(xì)胞中分化形成。有性生殖的全部過程是在花器即雄蕊和中進(jìn)行的，圖示雌圖2-13生命與技術(shù)學(xué)院生命與技術(shù)學(xué)院1.植物雌雄配子體的形成1.雌性配子體形成過程：

動(dòng)畫2-2在 子房里出現(xiàn)了孢原細(xì)胞，其發(fā)育成為大孢子母細(xì)胞2n（macrosporocytes），由一個(gè)大孢子母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)

，形成直線排列的4個(gè)大孢子（n）[macrospore]，即四分孢子，其中3個(gè)大孢子的養(yǎng)份被吸收而自然

，只有一個(gè)遠(yuǎn)離珠孔的大孢子經(jīng)過三次有絲

最后形成一個(gè)8核胚囊（1 2

極核2助細(xì)胞 3反足細(xì)胞）即雌配子體，其中兩個(gè)極核融合為一個(gè)二倍體的融核。生命與技術(shù)學(xué)院1.植物雌雄配子體的形成2雄配子體形成過程：動(dòng)畫2-3在 花藥的表皮下出現(xiàn)孢原細(xì)胞，孢原細(xì)胞經(jīng)過幾次減數(shù) 成為小孢子母細(xì)胞(microsporocytes)（2n），小孢子母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)

，形成四分孢子（n），從而發(fā)育成4個(gè)小孢子（microspore）。小孢子經(jīng)過一次有絲分裂，產(chǎn)生2個(gè)單倍體核，其中一個(gè)核不再 ，成為管核或營(yíng)養(yǎng)核（vegetative

nucleus）,另一核再進(jìn)行一次有絲 ，形成雄核即精細(xì)胞(spermcell)，這樣一個(gè)三核成熟花粉粒就是雄配子體。生命與技術(shù)學(xué)院1.植物雌雄配子體的形成3.

：在植物中，例來說明植物的是傳粉的結(jié)果，過程和它與以熟悉的玉米為發(fā)育的相互關(guān)系。圖3-14玉米的胚囊形成細(xì)長(zhǎng)的絲狀，當(dāng)玉米的花粉粒落到花絲上時(shí)花粉粒發(fā)芽產(chǎn)生長(zhǎng)的花粉管，2個(gè)雄核沿花粉管進(jìn)入胚囊，一個(gè)精核與卵核結(jié)合產(chǎn)生合子發(fā)育為胚，另一精核與二倍體極核結(jié)合形成三倍體的合子發(fā)育為胚乳，我們稱這種 方式為雙重

（double

fertilivation）生命與技術(shù)學(xué)院生命與技術(shù)學(xué)院2.動(dòng)物雌雄配子的形成過程高等動(dòng)物都是雌雄異體的，它們生殖細(xì)胞分化很早，在胚胎發(fā)生過

即已形成，這些細(xì)胞藏在中（gonad），雄性在巢中，待

發(fā)育成熟時(shí)才從中，雌性在卵中分化出性原細(xì)胞，雄性即

細(xì)胞（spermatogonin），雌性即卵原細(xì)胞（oogonia）。生命與技術(shù)學(xué)院2.動(dòng)物雌雄配子的形成過程1.雄性配子形成過程動(dòng)畫2-4細(xì)胞經(jīng)過多次有絲

形成初級(jí)

細(xì)胞（Primary

spermatocyte

PS）,PS經(jīng)過減I形成2個(gè)次級(jí)

細(xì)胞（SecondarySpermatocyte,SS）,SS經(jīng)過減Π形成4個(gè)精細(xì)胞（Sperm

Cell）,發(fā)育成成熟精(Sperm)生命與技術(shù)學(xué)院2.動(dòng)物雌雄配子的形成過程2.雌性配子形成過程動(dòng)畫2-5卵原細(xì)胞經(jīng)過多次有絲

形成初級(jí)

細(xì)胞（PrimaryOocytle,PO）,PO經(jīng)過減I，形成1個(gè)次級(jí) 細(xì)胞（SecondaryOocytle,SO）和1個(gè)第一極體（

Platbody），SO經(jīng)過減I

形成1個(gè)卵（egg）和1個(gè)第二極體，第一極體經(jīng)過減Π形成2個(gè)極體(后3個(gè)極體均

).生命與技術(shù)學(xué)院3.能否成功的關(guān)鍵是精卵的成熟程在動(dòng)物界，度。一般

成后才獲得只有在減數(shù)

和 過程全部完能力，而

在完成生長(zhǎng)期之后，即在減I開始之前直到減Π完成后的這一段時(shí)間均可接

子，當(dāng)然，在不同的動(dòng)物中，入卵的時(shí)間不同，可分為三種類型。生命與技術(shù)學(xué)院3.1)蛔蟲型：胞或初級(jí)入卵的時(shí)間在減數(shù)細(xì)胞 時(shí)期（開始減數(shù)Ⅰ之前，即

細(xì)Ⅰ）。 后開始進(jìn)行減I，如蛔蟲，海綿，沙蠶，箭蟲。2)中