遗传的细胞学基础课时课件

1、第2章 遗传的细胞学基础一、染色体结构与功能 学时0.7二、细胞分裂与遗传 学时1.0三、遗传的染色体学说 学时0.3四、生物繁殖与遗传(自学)学时0.5五、生物生活周期(自学) 学时0.5目 录一、概念Chromosome：细胞分裂期,有一定形态、结构和功能，易被碱性染料着色的遗传物质Chromatin:细胞分裂间期，能被碱性染料染色的纤细网状物质 一、染色质与 染色体 染色体由三部分组成 主溢痕、次溢痕和随体1.主溢痕(primary constriction) 着色浅、内陷深的区段，又名着丝粒(centromere) 。主要功能： 着生纺锤丝； 决定单体分配； 决定染色体形态，将染色体分

2、为中间、近中、近端、端部（m,sm,st,t）染色体。染色体类型符号臂比着丝粒指数后期形态中间着丝粒染色体M1.001.670.5000.375V近中着丝粒染色体SM1.683.000.3740.250L近端着丝粒染色体ST3.017.000.2490.125I顶端着丝粒染色体T7.010.1240.000I臂比=染色体长臂短臂 ;着丝粒指数=短臂/染色体全长 (二)染色体形态 一、染色质与 染色体2.次溢痕(secondary constriction) 着色较浅,内陷较深的区段,又名核仁组织区(nucleolar oganizer)。主要功能:使核仁重现,仅部分染色体有次缢痕。3.随体（s

3、atellite） 染色体远端的突起。是物种鉴别标志。玉米, 6；小麦，1B, 6B；人类，13，14，15，21，22。(二)染色体形态 一、染色质与 染色体1.染色质（chromatin）一级结构 细胞分裂间期，能被碱性染料染色的纤细网状物。 光学镜下为一团核液，电镜下由核小体(nucleosome)及连接丝(linker)组成，连接丝绕核小体1.75个圈连接。连接丝H1组蛋白组成由H2A H2B H3H4八聚体组成（三）染色体结构 一、染色质与 染色体2.动态结构（dynamic） 人染色体4万 m(4cm)，细胞直径约10m，缩短后才能分裂；间期解旋才能复制，所以呈动态结构。四级动态结

4、构核小体(nucleosome)：200bp 70m 长，转1.75圈后10 m长，缩短7倍。螺旋体(solenoid)：6个核小体卷成一个solenoid，缩短6倍。超螺旋体(super-solenoid)：40个螺旋体卷成一筒，缩短40倍染色体(chromosome)：5个超螺旋体卷一团，缩5倍。共缩短76405 =8400倍。间期解旋，延长1万倍，DNA复制。核小体 染色体螺旋体 超螺旋体（三）染色体结构 一、染色质与 染色体3.染色单体（chromatids） 姊妹染色体(sister chromosome)：共一个着丝点的，如1-2。非姊妹染色体(nonsister chromoso

5、me) 同源染色体内异着丝点之间的染色体，如1-3。同源染色体(homologous chromosome) 形态结构功能相同，分别来自父母的染色体，如AB。非同源染色体(nonhomologous chromosome ) 同源染色体之间的染色体，如AC。4.染色线（chromonema） 染色单体上易着色的物质，即DNA线。1 2 3 4A B C（三）染色体结构 一、染色质与 染色体1.各生物种的染色体数目恒定特有。如稻、棉、麦恒定为24、52、422.体细胞内呈双，记为2n ；性细胞内呈单，记为n。（四）染色体数目 一、染色质与 染色体3.染色体基数 构成生命不可缺少的基本染色体数，记

6、为x。 小麦2n=42是一粒麦、斯卑尔托山羊草、方穗山羊草3物种进化成，每个物种(2n=14)花培均能产生后代，则染色体基数x=7。4.染色体组（genome） 基本染色体构成的组别。如小麦染色体 2n有6个染色体组，genome=65.生物倍性一倍体(monoploid): 2n内一组genome；二倍体(diploid): 2n仅二组genome ；多倍体(polyploid): 2n内多组genome。如职蜂、水稻、棉花、小麦为何倍体？（四）染色体数目 一、染色质与 染色体 按染色体数目、大小和着丝粒位置、臂比、次缢痕、随体等形态特征，对核内染色体进行配对、分组、归类、编号分析的过程，称

7、为染色体组型分析或核型分析（karyotype analysis）。6、染色体组型分析（四）染色体数目 一、染色质与 染色体1、灯刷染色体（五）染色体类型 一、染色质与 染色体 1882，Flemming，美西螈卵巢中观察。特点：减数双线期出现，可持续数月；形态巨大，400-800m,是一般染色体长30倍；染色质浓缩成串珠，纤丝连接；侧环是RNA转录环，是基因转录研究材料；一点多环是基因扩增的证据。2、多线染色体 1881，Balbiani,昆虫唾腺中观察。特点：多线性：DNA复制210-215次有1024-32768条线体联会：2n=8=4条染色体；横纹环：1个环为1个基因；疏松结构：基因转

8、录后出现转录环。 （一）有丝分裂与染色体1、间期（inter phase）G1期:细胞体积迅速增大，物质合成迅速；S 期: 以老链为摸版进行DNA复制；G2期：蛋白质、高能化合物多、RNA合成活跃 二、细胞分裂与染色体2、分裂期（division phase）前期（prophase） 染色体细长如丝。中期(metaphase) 着丝点中央排队；复制但未纵裂。 后期(anaphase) 着丝点纵裂；单体分向二极。末期（telophase） 胞质割裂，形成子细胞。 水稻2n=24,有丝分裂前、中、后期的着丝点数目是多少？ （一）有丝分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体3、有丝分裂与遗传（mitosi

9、s and heredity）细胞数增多，染色体数不变，维持染色体数目恒定。为什么？(后期染色单体分开，间期染色单体复制，单体数目未变)细胞数增多，染色体结构不变，维持遗传物质恒定。为什么？(染色单体的形态、结构、功能相同，细胞间遗传物质全同) 所以，有丝分裂是生物个体发育，遗传物质恒定、传递必不可少的细胞分裂。系统发育？ （一）有丝分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体 是性母细胞成熟时的一种特殊的细胞分裂，称成熟分裂(maturation division)；因产生染色体数目减半，又称减数分裂(meiosis) 。 特殊性表现在：时空性。个体性成熟后；性腺或造孢组织细胞中才有。核分裂两次DNA

10、复制一次。导致染色体数减半。前期I同源染色体配对、片段交换产生连锁遗传；中期染色体随机取向产生独立遗传。 （二）减数分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体1、减数第一次分裂前期I：细线期(leptotene)：染色体细长如丝,首尾难辨,且可长期停顿偶线期(zygotene)：同源染色体联会(synapsis),靠异性相引配对。细线期 偶线期 联会复合体， DNA在复合体外侧 （二）减数分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体前期I：粗线期(pachytene):联会完全，形成双价体(bivalent)；染色体片 断交换(fragment crossover)，产生Morgan遗传。双线期(diplote

11、ne)：同源染色体 彼此分开,在交换处产生交叉(chiasmata)，是Morgan遗传的证据。 （二）减数分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体1、减数第一次分裂前期I：终变期(diakinesis)：交叉端化(chiasmata teminalization)，产生环状染色体,是Morgan遗传的证据。染色体分散,是最佳计数期。 前期染色体交叉变化见下图： 终变期 A双线期 B终变期 C中期 D后期 （二）减数分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体1、减数第一次分裂中期I：同源染色体端部中央对齐，着丝点不复制，导致染体数目减半。同源染色体随机取向，导致基因随机重组,产生Mendel遗传减数分裂中期

12、I 有丝分裂中期I （二）减数分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体1、减数第一次分裂后期I：同源染色体分开，实现染色体数目减半。末期I：染色体到达两极；形成细胞隔板。因每条染色体都有两条单体，没有分裂间期，直接进入第二次核分裂。 （二）减数分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体1、减数第一次分裂前期 ：染色体细长如丝；中期 ：着丝点排队、复制；后期 ：着丝点纵裂；单体分开；末期：细胞质割裂，形成四分体 （二）减数分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体2、减数第二次分裂后期染色体数目减半,受精恢复原数,世代间恒定 粗线期染色体片断交换，产生Morgan遗传。中期I同源染色体随机取向，产生Mendel遗传。

13、3、减数分裂的意义 （二）减数分裂与染色体 二、细胞分裂与染色体gene 相对基因成对相对基因 彼此分离 非相对基因随机结合 chromosome同源染色体配对同源染色体彼此分开非同源染色体随机取向（一）成对的基因位于成对的同源染色体上 1902年W.S.Sutton（美）、T.Boveri（德）三、遗传的染色体学说孟德尔分离规律 独立分配规律相对基因彼此分离 相对基因彼此分离产生等数配子 非相对基因随机结合，等数配子（二）独立基因与非同源染色体三、遗传的染色体学说减数差异 1个初级卵母细胞经过减、后形成1个卵细胞， 1个初级精母细胞形成4个精细胞。1、动物生殖与性细胞形成 四、生物生殖与性细

14、胞形成2、植物生殖与性细胞形成 减数分裂差异 1个大孢子母细胞形成1个大孢子，1个小孢子母细胞形成4个小孢子。配子发育差异 大孢子3次有丝分裂，形成8核雌配子体，小孢子仅2次不对等有丝分裂，形成3核雄配子体。 四、生物生殖与性细胞形成紫色(Aa)稻胚乳花粉与无色胚乳品种受精基因型怎样？3、植物双受精 四、生物生殖与性细胞形成 五、生物的生活周期世代交替(alternation of generations)配子体(n)世代=单倍体世代=无性世代；孢子体(2n)世代=二倍体世代=有性世代；单倍配子体无性世代与二倍孢子体有性世代交替。孢子体(2n,有性世代)寄生在配子体(n,无性世代)上1、低等生

15、物的生活史2、高等植物的生活史配子体(n,有性世代)寄生在孢子体(2n,无性世代)上孢子体世代=二倍体世代=无性世代；配子体世代=单倍体世代=有性世代；二倍孢子体无性世代与单倍配子体有性世代交替。 五、生物的生活周期3、高等动物的生活史配子体(n,有性世代)寄生于孢子体(2n,无性世代)上孢子体世代=二倍体世代=无性世代；配子体世代=单倍体世代=有性世代；二倍孢子体无性世代与单倍配子体有性世代交替。 五、生物的生活周期第2章作业题及复习题一、作业 P28-29 3.4.5 二、复习题（一）名词注释1、genetics 8、 male gametophyte 2、chromosome 9、 ch

16、romonema3、homologous chromosome 10、cell specification4、sister chromosome 11、chromatin5、chromatids 12、 genome6、primary constriction 13、satellite7、centromere 14、mitosis（二）填空1、遗传学自( )年宣告诞生以来，一直都是遵循( )学说而发展。2、水稻2n=24，取根尖及单核花粉制片观察，染色体数目分别为( )、( )。3、小麦毛颖(显性P)与光颖(隐性p)杂交后代中，毛、光颖个体各占50%，则毛、光颖亲本的基因型分别为( )、( )

17、4、染色体主缢痕有三大作用。其一，决定染色体形态。其二、三分别为 ( )、( )5、染色体四级空间结构是指（ ）、（ ）、（ ）及（ ）。6、玉米抵抗某种霉菌的能力是由基因h决定的。他对易感基因H呈完全隐性。如果抗病植株（）接受易感纯和植株（）的花粉，精子、极核、胚乳、珠心表皮的基因型分别是（ ）、（ ）、（ ）及（ ）。（三）选择填空1、人体细胞2n=2x=46,在细胞分裂过程中能观察到46条染色体的时期有( )a、次级精母细胞； b、有丝分裂前期c、减数分裂后期；d、精细胞2、番茄茎尖细胞2n=2x=24，细胞分裂过程中单个细胞内有48个着丝粒的时期有( )。a、有丝分裂前期； b、减数分

18、裂中期c、减数分裂前期； c、有丝分裂中期3、普通小麦体细胞染色体数目为42。他的染色体组内基本染色体数目数为( )。a、21 b、14 c、7 d、424、减数分裂中期主要特点是( )。a、着丝粒复制； b、着丝粒在细胞中央排队c、着丝粒不复制；d、染色单体复制5.间期相应于细胞周期的( )部分a.有丝分裂; b. S;c. G1SG2; d. G1SG2M;6. 通过着丝粒连结的染色单体叫( )a 姐妹染色单体 ; b 同源染色体 ;c 等位基因 ; d 双价染色体;6. 下列各项哪项不发生在减数分裂的前期( )。a 染色体浓缩； b 同源染色体配对;c 交叉端化； d 同源染色体分离（四）是非题（正确题画、错误画）1、细胞减数中期、染色体着丝粒均在细胞中央排队。( )2、生物性细胞内染色体次缢痕的数目总是大于等于1。( )3、植物雄配子体是多个细胞构成的复合体。( )4、合子细胞和体细胞中的染色体数目不同。( )5、单倍体生物有单倍体合子。( )6、来自同一个男子的所有精子在遗传上是相同的。( )（五）思考题1、蚕豆2n=2x=12，即6对同源染色体。一个学生说，减数分裂时，蚕豆6条染色体全来自父本或母本的配子，只占1/4，该答案正确吗？2、细胞减数分裂与遗传重组有关的时期有哪些？有何遗传意义？3、基因型为Aab