遗传的染色体基础

1、第二章第二章遗传的染色体基础遗传的染色体基础提提 纲纲一、染色质与染色体一、染色质与染色体二、减数分裂的过程及其意义二、减数分裂的过程及其意义三、遗传的染色体学说及其意义三、遗传的染色体学说及其意义第一节第一节 减数分裂及其过程中的染色体行为减数分裂及其过程中的染色体行为一、相关的名词概念一、相关的名词概念v染色质染色质：真核生物间期细胞核内易被碱性染料着色的：真核生物间期细胞核内易被碱性染料着色的无定形物质，是伸展开的无定形物质，是伸展开的DNA蛋白质纤维，是细胞分蛋白质纤维，是细胞分裂间期遗传物质的存在形式。裂间期遗传物质的存在形式。v染色体染色体：染色质在细胞分裂过程中经过紧密缠绕、折：

2、染色质在细胞分裂过程中经过紧密缠绕、折叠、凝缩、精巧包装而成的具有固定形态的遗传物质叠、凝缩、精巧包装而成的具有固定形态的遗传物质存在形式，是高度螺旋化的存在形式，是高度螺旋化的DNA蛋白质纤维。蛋白质纤维。 染色质和染色体是遗传物质存在的两种形态，两染色质和染色体是遗传物质存在的两种形态，两者成分相同，处于细胞分裂周期的不同阶段。者成分相同，处于细胞分裂周期的不同阶段。DNA+组蛋白组蛋白核小体核小体+连接丝连接丝核小体核小体+连接丝连接丝螺线体螺线体(solenoid)螺线体螺线体超螺线体超螺线体(super-solenoid)超螺线体超螺线体染色体染色体染色体形成过程中长度与宽度（直径）

3、的变化染色体形成过程中长度与宽度（直径）的变化宽度增加宽度增加 长度压缩长度压缩第一级第一级DNA+组蛋白组蛋白 核小体核小体5倍倍7倍倍第二级第二级核小体核小体 螺线体螺线体3倍倍6倍倍第三级第三级螺线体螺线体超螺线体超螺线体13倍倍40倍倍第四级第四级超螺线体超螺线体 染色体染色体2.5-5倍倍5倍倍500-1000倍倍8400倍倍(8000-10000)一般来说，每一种生物的染色体数目是恒定的。一般来说，每一种生物的染色体数目是恒定的。 v 物种名称物种名称 染色体数目染色体数目v 豌豆豌豆 2n=14 2n=14v 果蝇果蝇 2n=8 2n=8v 洋葱（大蒜同）洋葱（大蒜同） 2n=1

4、6 2n=16v 蚕豆蚕豆 2n=12 2n=12v 玉米玉米 2n=20 2n=20v 佛蝗佛蝗 2n= 2n=2424；2323v 人人 2n=46 2n=46v 马马 2n=64 2n=64v 驴驴 2n=62 2n=62 v着丝粒着丝粒是真核生物细胞分裂时，是真核生物细胞分裂时，姐妹染色单体姐妹染色单体在分开在分开前前相互联结的位置相互联结的位置，表现为一个缢痕，把染色体分成，表现为一个缢痕，把染色体分成二臂。其主要作用是使复制的染色体在分裂中可二臂。其主要作用是使复制的染色体在分裂中可均等均等地地分配到子细胞中。分配到子细胞中。v着丝粒的两侧各有一个蛋白质构成的三层的盘状或球着丝粒的

5、两侧各有一个蛋白质构成的三层的盘状或球状结构，称为状结构，称为着丝点着丝点。着丝点是。着丝点是将染色体和纺锤丝微将染色体和纺锤丝微管相结合管相结合的蛋白质复合体，与染色体移动有关。的蛋白质复合体，与染色体移动有关。v并非有丝分裂各个时期，或各种生物的染色体都有这并非有丝分裂各个时期，或各种生物的染色体都有这种分化的结构。种分化的结构。 v体细胞中形态结构相同、遗传功能相似的一对体细胞中形态结构相同、遗传功能相似的一对染色体称为染色体称为同源染色体同源染色体。同源染色体的两条分。同源染色体的两条分别来自生物双亲。别来自生物双亲。v形态结构上和遗传功能不同的染色体间互称为形态结构上和遗传功能不同的

6、染色体间互称为非同源染色体非同源染色体。二、减数分裂过程二、减数分裂过程v1、定义及特点、定义及特点 减数分裂是一种特殊方式的细胞分裂，在减数分裂是一种特殊方式的细胞分裂，在配子形配子形成过程中成过程中发生；染色体发生；染色体复制一次复制一次，细胞核，细胞核分裂两次分裂两次(减减分分I I和减分和减分IIII)；结果形成四个子细胞，每个子细胞只；结果形成四个子细胞，每个子细胞只含有单倍数的染色体，即含有单倍数的染色体，即染色体数目减半染色体数目减半，所以把它，所以把它叫做减数分裂。叫做减数分裂。2、减数分裂过程减数分裂过程（p1136） 1 细线期细线期 2 偶线期偶线期前期前期I I 3 粗

7、线期粗线期 4 双线期双线期 5 终变期终变期 6 6 中期中期I I 7 7 后期后期I I 8 8 末期末期I I 9 9 前期前期IIII 10 10 中期中期IIII 11 11 后期后期IIII 12 12 末期末期IIII(1) (1) 前期前期I I： 细线期：看不出染色体的双重性。细线期：看不出染色体的双重性。 偶线期：同源染色体偶线期：同源染色体开始配对开始配对，出现，出现联会复合体联会复合体。 粗线期：两条同源染色体粗线期：两条同源染色体配对完毕配对完毕；这种配对的染；这种配对的染色体叫做色体叫做双价体双价体( (二价体二价体) )；粗线期的最后，可看到染；粗线期的最后，可

8、看到染色体的双重性，双价体含有色体的双重性，双价体含有4 4条染色单体（条染色单体（四分体四分体）。）。 双线期：配对的同源染色体双线期：配对的同源染色体开始分开开始分开，但分开不完，但分开不完全，仍有若干处发生交叉而相互连接。交叉的地方实全，仍有若干处发生交叉而相互连接。交叉的地方实际上是非姐妹染色单体发生了交换的结果，际上是非姐妹染色单体发生了交换的结果，交叉端化交叉端化现象现象。 终变期终变期( (浓缩期浓缩期)：染色体变得更为粗短，螺旋化达：染色体变得更为粗短，螺旋化达到最高度。到最高度。 联会复合体的结构：联会复合体的结构：两条同源染色体的主要部分两条同源染色体的主要部分( (染色质

9、染色质DNA)DNA)分布分布在联会复合体的外侧；在联会复合体的外侧；中间部分中间部分( (中央成分中央成分) )以蛋白质为主，也包含部以蛋白质为主，也包含部分分DNA (DNA (称为横丝称为横丝) ) 。(2)(2)中期中期I I： v各个双价体排列在赤道各个双价体排列在赤道面上，面上，两两个同源染色体个同源染色体上的上的着丝粒着丝粒逐渐逐渐远离远离，双价体开始分离，但仍双价体开始分离，但仍有交叉联系着。有交叉联系着。 (2) 中期I： 有丝分裂中期有丝分裂中期减数分裂减数分裂 中期中期I 后期后期I(3) (3) 后期后期I I： v两条同源染色体分开，随机向两极移动，每一染色两条同源染

10、色体分开，随机向两极移动，每一染色体有两个姐妹染色单体，在着丝粒区相连。这样，体有两个姐妹染色单体，在着丝粒区相连。这样，每一极得到每一极得到n n条染色体，即在后期条染色体，即在后期I I时时染色体数目减染色体数目减半半。(4) (4) 末期末期I I： v核膜重建，核仁重新形成，接着进行胞质分裂，成核膜重建，核仁重新形成，接着进行胞质分裂，成为两个子细胞。为两个子细胞。v注意：末期注意：末期I I的染色体只有的染色体只有n n个，但每个染色体具有个，但每个染色体具有两条染色单体；而有丝分裂末期的染色体数为两条染色单体；而有丝分裂末期的染色体数为2n2n个，个，每个染色体只有一条染色单体。每

11、个染色体只有一条染色单体。 (5) (5) 减数间期：减数间期：v在第一次分裂之末，两个子细胞进入间期，这时细胞核在第一次分裂之末，两个子细胞进入间期，这时细胞核的形态与有丝分裂间期相似，但有许多生物没有间期，的形态与有丝分裂间期相似，但有许多生物没有间期，不论有没有间期，在两次减数分裂之间都不论有没有间期，在两次减数分裂之间都没有没有DNADNA的合的合成及染色体的复制成及染色体的复制。(6) (6) 前期前期IIII、中期、中期IIII、后期、后期IIII和末期和末期IIIIv前期前期IIII、中期、中期IIII、后期、后期IIII和末期和末期IIII的情况的情况和有丝分裂过和有丝分裂过程

12、完全一样程完全一样。 2n = 4三、减数分裂过程中染色体的变迁三、减数分裂过程中染色体的变迁 前期前期I-I-中期中期I I（2n2n） 后期后期I-I-末期末期IIII（n n）四、减数分裂的遗传学意义四、减数分裂的遗传学意义 (p1137) (p1137) 1 1、减数分裂是有性生殖生物产生性细胞所进、减数分裂是有性生殖生物产生性细胞所进行的细胞分裂方式，它保证了亲代与子代之间染行的细胞分裂方式，它保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定，保持了物种的稳定性。色体数目的恒定，保持了物种的稳定性。2 2、为生物变异提供了物质基础。、为生物变异提供了物质基础。（1 1）减数分裂所产生的性细胞可能

13、会有）减数分裂所产生的性细胞可能会有2n2n种非同源染色体的组合形式种非同源染色体的组合形式( (非同源染色体非同源染色体间重组间重组) )，为生物变异提供了物质基础。，为生物变异提供了物质基础。 （2 2）同源染色体非姐妹染色单体间的片段交）同源染色体非姐妹染色单体间的片段交换，使子细胞的遗传组成更加多样化换，使子细胞的遗传组成更加多样化( (同源同源染色体的非姐妹染色单体间染色体的非姐妹染色单体间染色体片断染色体片断重重组组) )，为生物变异提供了物质基础。同时这，为生物变异提供了物质基础。同时这也是连锁遗传定律及基因连锁分析的基础。也是连锁遗传定律及基因连锁分析的基础。 （如下图）（如下

14、图）同源染色体非姊妹染色单体间的交换同源染色体非姊妹染色单体间的交换有丝分裂与减数分裂区别有丝分裂与减数分裂区别 有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂发生时期发生时期整个生命周期整个生命周期生殖时期生殖时期发生部位发生部位任何组织，体细胞任何组织，体细胞 性腺组织，性细胞性腺组织，性细胞分裂次数分裂次数1 1次次2 2次次产生子细胞数目产生子细胞数目2 2个个4 4个个子细胞染色体数目子细胞染色体数目 与母细胞相同与母细胞相同是母细胞染色体数目的一半是母细胞染色体数目的一半分裂实质分裂实质姐妹染色单体分开姐妹染色单体分开 减分减分，同源染色体分开；，同源染色体分开；减分减分，姐妹染色单体分开，姐妹

15、染色单体分开有无联会和互换有无联会和互换无无有有子细胞遗传组成子细胞遗传组成与母细胞相同与母细胞相同父母本遗传组成的重新组合父母本遗传组成的重新组合第二节第二节 遗传的染色体学说及其意义遗传的染色体学说及其意义(p1137)(p1137) 19021902年，美国科学家年，美国科学家SuttonSutton和德国科学家和德国科学家BoveriBoveri各自独立地认识到豌豆产生配子时遗传因子的行各自独立地认识到豌豆产生配子时遗传因子的行为和性细胞在减数分裂过程中的染色体行为有着为和性细胞在减数分裂过程中的染色体行为有着平行的关系，从而得出遗传的染色体学说平行的关系，从而得出遗传的染色体学说“基

16、因基因位于染色体上，染色体是基因的载体位于染色体上，染色体是基因的载体”。遗传因子与染色体的平行性表现如下：遗传因子与染色体的平行性表现如下： (1) (1) 在遗传中都具有在遗传中都具有完整性和独立性完整性和独立性。 (2) (2) 在合子、体细胞和个体中在合子、体细胞和个体中成对存在成对存在, ,在配子中只在配子中只有每对中的有每对中的一个一个。 (3) (3) 等位基因和同源染色体都是等位基因和同源染色体都是分别来自父本和母本分别来自父本和母本。 (4) (4) 非等位基因和非同源染色体在非等位基因和非同源染色体在形成配子时的分离形成配子时的分离都是独立的。都是独立的。v图图 用染色体学

17、说图解孟德尔分离定律用染色体学说图解孟德尔分离定律v要证实这个假设，进一步要把某一特定基因要证实这个假设，进一步要把某一特定基因与特定染色体联系起来，摩尔根在果蝇伴性与特定染色体联系起来，摩尔根在果蝇伴性遗传方面的发现及其基因理论的提出，以及遗传方面的发现及其基因理论的提出，以及他的学生他的学生BridgesBridges的一系列工作使这一问题得的一系列工作使这一问题得到了很好的解决。到了很好的解决。 总总 结结有丝分裂各时期的主要特点：有丝分裂各时期的主要特点： 前期：膜仁消失显两体；前期：膜仁消失显两体； 中期：着丝点连纺锤丝，赤道板上排整齐；中期：着丝点连纺锤丝，赤道板上排整齐； 后期：

18、单体分离向两极；后期：单体分离向两极； 末期：两体消失显膜仁。末期：两体消失显膜仁。 注注:两体指纺锤体和染色体两体指纺锤体和染色体1 1、减数分裂时，等位基因的、减数分裂时，等位基因的DNADNA片段的交换和片段的交换和重组通常发生在：重组通常发生在： A A偶线期偶线期 B B粗线期粗线期 C C双线期双线期 D D终变期终变期B B2 2、孟德尔第二定律表现在：（、孟德尔第二定律表现在：（ ） A A有丝分裂中有丝分裂中 B B第一次减数分裂中第一次减数分裂中 C C第二次减数分裂中第二次减数分裂中 D D减数分裂和有丝分裂中减数分裂和有丝分裂中3 3、细胞分裂的哪一个过程可满足孟德尔分

19、离定律的必、细胞分裂的哪一个过程可满足孟德尔分离定律的必要条件：要条件： A A着丝点分裂着丝点分裂 B B染色体复制染色体复制 C C同源染色体配对同源染色体配对 D D形成交叉形成交叉 B BC C 4 4、下列叙述中哪些能表明基因与染色体的平行行为、下列叙述中哪些能表明基因与染色体的平行行为 ( )( ) A A、DNADNA主要分布在染色体上，是染色体的主要化学组成之一主要分布在染色体上，是染色体的主要化学组成之一 B B、在细胞分裂中，基因和染色体都能进行复制和保持连续性、在细胞分裂中，基因和染色体都能进行复制和保持连续性 C C、基因突变和染色体变异均导致生物可遗传的变异、基因突变和染色体变异均导致生物可遗传的变异 D D、配子形成时，非同源染色体上的非等位基因间的分离和重、配子形成时，非同源