第三章遺傳的染色體學(xué)說詳解演示文稿

第三章遺傳的染色體學(xué)說詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)優(yōu)選第三章遺傳的染色體學(xué)說目前二頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)基本概念二倍體細(xì)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(homologouschromosome)，單倍體真核細(xì)胞僅有一套染色體。有絲分裂(mitosis)是二倍體或單倍體真核細(xì)胞分裂的過程。有絲分裂產(chǎn)生兩個子核，它們含有相同的染色體數(shù)和遺傳信息。目前三頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)基本概念減數(shù)分裂(meiosis)發(fā)生在有性生殖的真核細(xì)胞中。它是由二倍體細(xì)胞或核通過一次DNA復(fù)制和二次分裂產(chǎn)生4個單倍體細(xì)胞或核的分裂過程。減數(shù)分裂的4個子細(xì)胞染色體數(shù)比母細(xì)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(xì)胞所含的遺傳信息有一定的差異。遺傳的染色體學(xué)說指出染色體是基因的載體。目前四頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)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目前五頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)(a)中間著絲粒(b)近端著絲粒(c)端著絲粒(a)(b)(c)目前六頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)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(lán)18果蠅8洋蔥16蜜蜂雌32雄16松24目前七頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.2有絲分裂(mitosis)19世紀(jì)末，F(xiàn)lemmingW(1882)和BoveriT(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(xué)說提供了理論基礎(chǔ)。目前八頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)細(xì)胞周期(cellcycle)：從一個新產(chǎn)生的細(xì)胞到它分裂產(chǎn)生子細(xì)胞這一過程稱為細(xì)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(xì)胞周期中最短的時期，約占整個時期的5-10%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(zhì)均勻地分布于核中，所以在顯微鏡下看不到染色體。目前九頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)S期,40%2-4nDNAG1期,25%2nDNAG2期,25%4nDNAM期,10%目前十頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)nucleolus間期(interphase)目前十一頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.2.1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(dāng)染色體變得明顯可見時，每條當(dāng)色體已含有兩條染色單體(chromatids)，互稱為姐妹染色單體(sisterchromatids)，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(zhì)和細(xì)胞質(zhì)融為一體。目前十二頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)染色體核仁中心體早前期(earlyprophase)(圖例為洋蔥根尖切片)目前十三頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)晚前期(lateprophase)目前十四頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)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(jié)構(gòu)在核區(qū)形成，由細(xì)胞兩極間一束平行的纖絲構(gòu)成。著絲粒附著在染色體上，染色體向細(xì)胞的赤道板(equatorialplane)移動目前十五頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)紡綞絲中期(metophase)目前十六頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)Scanningelectronmicrographofthecentromericregionofametaphasechromosome目前十七頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.2.1.3后期(anaphase)在后期，著絲粒縱裂為二，姐妹染色單體彼此分離，各自移向一極。染色體的兩臂由著絲粒拖著移動，這時染色體是單條的，稱為子染色體目前十八頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)著絲粒后期(anaphase)目前十九頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)Fluorescentmicroscopeimageofaculturedcellinanaphase.目前二十頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.2.1.4末期(telophase)末期子細(xì)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|(zhì)，核仁又重新出現(xiàn)，又形成了間期核。末期結(jié)束時，紡綞體被降解，細(xì)胞質(zhì)被新的細(xì)胞膜分隔為兩部分，結(jié)果產(chǎn)生了兩個子細(xì)胞，其染色和原來細(xì)胞中的完全一樣。目前二十一頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)末期(telophase)目前二十二頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)早前期晚前期早后期晚后期末期中期間期目前二十三頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)間期早前期晚前期中期后期末期形成兩個子細(xì)胞目前二十四頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)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(jìn)行的，包括兩次連續(xù)的核分裂而染色體只復(fù)制一次，每個子細(xì)胞核中只有單倍數(shù)的染色體的細(xì)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(fù)雜和最長的時期是前期I，又可分為細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期。目前二十五頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.3.1Concernedconcept同源染色體(homologouschromosome)：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(nonhomologouschromosome)。聯(lián)會(synapsis)：同源染色體的兩個成員側(cè)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。目前二十六頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.3.1Concernedconcept聯(lián)會復(fù)合體(synaptonemalcomplex,SC)：同源染色體聯(lián)會過程中形成的一種獨(dú)特的亞顯微的非永久性的復(fù)合結(jié)構(gòu)。交換(crossingover)：非姐妹染色單體間發(fā)生遺傳物質(zhì)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(jié)，交叉是染色單體發(fā)生交換的結(jié)果。目前二十七頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.3.2減數(shù)分裂Ⅰ(meiosisⅠ)2.3.2.1前期I(prophaseI)和有絲分裂一樣，DNA的合成發(fā)生在S期，但復(fù)制的產(chǎn)物直到晚前期I才能看見。前期I經(jīng)歷時間較長，又可分為五個亞時期。1)、細(xì)線期(leptotene)此期染色體呈細(xì)長線狀，核仁依然存在。在細(xì)線期和整個的前期中染色體持續(xù)地濃縮。2)、偶線期(zygotene)同源染色體開始聯(lián)會，出現(xiàn)聯(lián)會復(fù)合體。目前二十八頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)3)、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(jié)，交叉結(jié)的出現(xiàn)是發(fā)生過交換的有形結(jié)果。交叉數(shù)目逐漸減少，在著絲粒兩側(cè)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(jìn)一步收縮變粗變短，便于分裂時移動。目前二十九頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)玉米減數(shù)分裂前期I中的幾個亞時期目前三十頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)前期I細(xì)線期偶線期粗線期雙線期終變期目前三十一頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)一個來自蝗蟲的四聯(lián)體結(jié)構(gòu)，示5個交叉目前三十二頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.3.2.2中期I(metophaseI)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(cè)，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(anaphaseI)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。目前三十三頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.3.2.4末期I(telophaseI)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(xì)胞直接進(jìn)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(diǎn)來計算染色體的條數(shù)，減數(shù)分裂I可稱為“減數(shù)分裂”(reductiondivision)，而減數(shù)分裂II則稱為“等數(shù)分裂”(equationaldivision)。目前三十四頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)玉米減數(shù)分裂I示中期、后期、末期和間期目前三十五頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.3.3減數(shù)分裂Ⅱ(meiosisⅡ)2.3.3.1前期II(prophaseII)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(metophaseII)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(anaphaseII)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(telophaseII)4個子細(xì)胞形成。目前三十六頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)玉米減數(shù)分裂II目前三十七頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)中期I后期I末期I中期II后期II目前三十八頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)2.3.4減數(shù)分裂的特點(diǎn)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(xì)胞中進(jìn)行。減數(shù)分裂經(jīng)第一次分裂后染色體就進(jìn)行減半，所以減數(shù)分裂的產(chǎn)物是單倍體。前期長而復(fù)雜，同源染色體經(jīng)歷了配對、聯(lián)會、交換，從而使遺傳物質(zhì)進(jìn)行了重組。每個子細(xì)胞遺傳信息的組合是不同的。目前三十九頁\總數(shù)四十一頁\編于七點(diǎn)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2nn。但每個染色體仍保持有兩條染色單體。