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第二章 遗传的细胞学基础

第二章 遗传的细胞学基础. 第一节 细胞 第二节 染色体 第三节 细胞分裂 第四节 配子的发生及染色体周史. 第一节 细 胞 （自学为主）. 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. 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

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第二章 遗传的细胞学基础

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Presentation Transcript

  1. 第二章 遗传的细胞学基础

  2. 第一节 细胞 第二节 染色体 第三节 细胞分裂 第四节 配子的发生及染色体周史

  3. 第一节 细 胞 （自学为主） 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?

  4. 第一节 细 胞 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

  5. 第一节 细 胞 4.染色质和染色体 ①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。

  6. 第一节 细 胞 ②染色体：在细胞分裂期出现的一类能被碱性染料强烈染色的棒状小体。是细胞间期染色质结构被紧密包装的结果。 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。

  7. 植物细胞的结构

  8. 动物细胞的结构

  9. 巴氏小体

  10. 第一节 细 胞 二、原核细胞与真核细胞的区别 三、植物细胞与动物细胞的异同?(课后整理)

  11. 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

  12. 一、染色体的形态结构 几乎所有生物细胞中，包括噬菌体在内，均存在染色体； 真核生物染色体均有其特定的形态特征，在细胞分裂的中期和早后期 最为明显和典型，中期染色体分散排列在赤道板上，故通常以这个时 期进行染色体形态的识别和研究； 真核生物染色体是以DNA与碱性蛋白质结合的形式存在； 原核生物染色体是以DNA裸露的形式存在。

  13. 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：2条染色单体连接的部位。 • 着丝点(动粒)：两染色单体外侧表层与纺锤丝接触部位， • 由微管蛋白组装而成。

  14. 染色体类型 符号 臂比① 着丝粒指数② 后期形态 中间着丝粒染色体 M 1.00－1.67 0.500－0.375 V 近中着丝粒染色体 SM 1.68－3.00 0.374－0.250 L 近端着丝粒染色体 ST 3.01－7.00 0.249－0.125 I 顶端着丝粒染色体 T 7.01－∞ 0.124－0.000 I 一、染色体的形态结构 （一）染色体的一般形态 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： 注：①臂比：长臂长度/短臂长度； ②短臂长度/染色体总长度

  15. 中间着丝粒(M); V 近中着丝粒(SM); L 近端着丝粒(ST);I 顶端着丝粒(T);I

  16. 着 丝 粒 卫 星 DNA

  17. 一、染色体的形态结构 （一）染色体的一般形态 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。常在短臂出现。位置相对稳定。 次缢痕在细胞分裂时，紧密地与核仁相联系。与核仁的形成有关，因此也称为核仁组织区（nucleolus organizer ，NOR）。 3、随体：次缢痕末端具有的圆形或略成长形的染色体节段。 次缢痕、随体的位置、大小也相对恒定，可以作为染色体识别的标志。 不是所有染色体都有次缢痕：玉米, 6；小麦，1B, 6B；人类，13，14，15，21，22

  18. 一、染色体的形态结构 （一）染色体的一般形态 次缢痕 次缢痕 蚕豆：有丝分裂中期染色体（排列于赤道面上，箭头表示两条大染色体）。

  19. 一、染色体的形态结构 （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。 • 端粒在染色体中没有明显的外部形态特征，但往往表现对碱性 • 染料着色较深。 • 作用：对染色体DNA分子末端起封闭、保护作用；抑制细胞凋亡，与 • 寿命长短有关。 • ●防止DNA酶酶切； • ●防止发生DNA分子间融合； • ●保持DNA复制过程中的完整性。

  20. 一、染色体的形态结构 (二)染色体的超微结构（真核生物） 染色体四级结构模型理论。 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）,DNA缠绕在组蛋白核心外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

  21. 一、染色体的形态结构（二）染色体的超微结构一、染色体的形态结构（二）染色体的超微结构 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11nm，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11～60 m。DNA压缩40倍

  22. 一、染色体的形态结构（二）染色体的超微结构一、染色体的形态结构（二）染色体的超微结构 4.四级结构（染色单体）：超螺线管再次压缩成光镜下可见的2—10μm 的染色体，DNA压缩5倍。 总计压缩倍数=7×6×40×5= 8400倍 DNA 核小体 螺旋管 超螺线管 染色单体 7 6 40 5

  23. 一级 二级 三级 四级

  24. 一、染色体的形态结构（二）染色体的超微结构一、染色体的形态结构（二）染色体的超微结构

  25. 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800～1200条。 长白山瓶尔小草 （二）染色体的大小：差别悬殊。 绝对长度：一般为1～25μm。 最短的长度为0.25μm， 最长的长度是30μm。 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。

  26. 染色体数目最少的一种 动物：蚂蚁2n=2 植物：棕榈2n=596 染色体数目最少的一种 植物：雏菊2n=2

  27. 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的消化道细胞中、有丝分裂间期核中的、一种可见的、巨大的染色体。 双翅目昆虫幼虫唾腺细胞有丝分裂停止在间期，染色质多次复制而着丝点不分开，多个染色质（500～1000条）重叠成类似染色体状结构。 比一般染色体长100～200倍，粗1000～2000倍。

  28. 唾线染色体的特点： 巨大性和伸展性； 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，所以染色体只呈现单倍数。 有横纹结构： 深色部位—带纹区， 浅色部分—间带区， 多线性 染色中心:5长臂，1短臂。 三、特殊染色体

  29. 三、特殊染色体 （二）灯刷染色体 最先在美西螈卵巢切片中发现，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。 是一对同源染色体，这对同源染色体之间由一个或多个交叉的联系起来。螺旋化的染色质构成灯刷染色体的柱状主体。毛状突起是由于部分染色质没有螺旋化，或者螺旋化的程度较低。 是RNA合成的活跃场所。一个侧环是一个转录单位。

  30. 三、特殊染色体 （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) 许多生物除了具有一定数目的形态、 结构稳定的常染色体外（A染色体），还有 一些额外染色体。这些额外染色体又称为B染色体、副染色体、超数染色体或附加染色体。 B染色体的数目在生物世代间及个体间都存在很大差异，并且很不稳定，在生物世代间传递规律也与常染色体不同。 B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。不载有基因，但可复制。

  31. 三、特殊染色体 Y染色体 X染色体 性染色体

  32. 湖北贝母的B染色体 三、特殊染色体

  33. 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。

  34. 四、染色体组型（染色体核型）

  35. 第三节 细胞分裂 • 一、无丝分裂 • 二、有丝分裂 • 三、减数分裂 真核细胞分裂：无丝、有丝、减数分裂。

  36. 第三节 细胞分裂 一、无丝分裂 细胞核拉长后缢裂为二  细胞质分裂 2个子细胞  染色体分裂无规律 整个过程看不到纺锤丝。 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）。

  37. 二、有 丝 分 裂 第三节 细胞分裂 （一）有丝分裂的过程 （二）有丝分裂的特点 （三）有丝分裂的意义

  38. 第三节 细胞分裂 二、有丝分裂 （一）有丝分裂的过程 有丝分裂包括两个紧密相连的过程：核分裂、细胞质分裂。通常有丝分裂主要是指核分裂，特别是在遗传学中更主要讨论细胞核分裂。 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。

  39. 第三节 细胞分裂 二、有丝分裂 G1期：从前一次细胞分裂结束到DNA合成前的间隙，主要进行细胞体积的增长，并为DNA复制作准备。不分裂细胞则停留在G1期, 也称为G0期。 S 期：DNA 合成时期，染色体数目加倍。 G2期：DNA 合成后至细胞分裂开始之前的第二个间隙，为细胞分裂作准备。 分 裂 间 期 分裂期（M期）：前期、中期、后期、末期。

  40. 第三节 细胞分裂 二、有丝分裂 蚕豆根尖细胞的细胞周期 M 2.0h G2 5.0h 5.0h G1 7.5h S 一般 S 期时间较长，且较稳定；G1 和G2变化较大。因物种、细胞种类 和生理状态的不同而异。

  41. 前 期 后 期 中 期 末 期

  42. 第三节 细胞分裂 二、有丝分裂

  43. 第三节 细胞分裂 二、有丝分裂

  44. 第三节 细胞分裂 二、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

  45. 三、细胞的减数分裂 第三节 细胞分裂 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.

  46. 第三节 细胞分裂三、减数分裂 细线期 偶线期 粗线期 双线期 终变期 （一）减数分裂的过程 前期I 中期I 后期I 末期I 1、间期(前间期, preinterphase) 2、减数第一次分裂(meiosis I) 3、中间期(interkinesis) 4、减数第二次分裂(meiosisⅡ) 前期II 中期II 后期II 末期II

  47. 第三节 细胞分裂三、减数分裂 1、间期(前间期,preinterphase) • 性母细胞进入减数分裂前的间期称为前减数分裂间期，也称为前间期。 • 这一时期是为性细胞进入减数分裂作准备。其准备的内容包括： • 染色体复制； • 有丝分裂向减数分裂转化 • 特征： • ●持续时间比有丝分裂间期长，特别是合成期较长； • ●合成期间往往仅有约99.7%的DNA完成合成，而其余的0.3%在偶线期合成。

  48. 第三节 细胞分裂三、减数分裂 2、减数第一次分裂 （1）前期I ①细线期（凝集期；花束期）: ● 染色体开始螺旋收缩，在光学显微镜下呈细长线状； ● 这时每个染色体含有两染色单体，由着丝点连接，但在光学显微镜下还不能分辨染色单体； ● 核仁存在。

  49. 第三节 细胞分裂三、减数分裂 ②偶线期（配对期或合线期）: ●同源染色体彼此靠拢，进行准确的配对，称为联会； ● 细胞内2n条染色体可配对形成n对染色体。 联会的一对同源染色体称为二价体（四 分体）； ● 姐妹染色单体与非姐妹染色单体；

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