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63页第一章遗传的细胞学基础第一章遗传的细胞学基础 第一节 细 胞一、细胞结构一、细胞结构二、原核细胞与真核细胞二、原核细胞与真核细胞三、植物细胞与动物细胞的异同三、植物细胞与动物细胞的异同? ?第一节第一节 细胞细胞( (自学为主自学为主) )一、细胞结构一、细胞结构(一)细胞壁(一)细胞壁(二)细胞膜与细胞器膜(二)细胞膜与细胞器膜(三)细胞质:(三)细胞质:包括:基质;细胞器;内含物包括:基质;细胞器;内含物 1. 1.线粒体线粒体 2. 2.核糖体核糖体 细胞器细胞器 3. 3.内质网内质网 4. 4.高尔基体高尔基体 5. 5.溶酶体溶酶体 6. 6.中心体中心体 7. 7.质体质体(四)细胞核(四)细胞核 1. 1.核膜核膜 2. 2.核仁核仁 3. 3.核液核液 4. 4.染色质和染色体染色质和染色体细胞的结构一、细胞结构一、细胞结构(四)细胞核(四)细胞核 4.4.染色质和染色体染色质和染色体 ①①染色质: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。
物 异固缩异固缩::显微镜下观察染色质着色不均匀、深浅不同的现象显微镜下观察染色质着色不均匀、深浅不同的现象 常染色质常染色质: :着色浅部位的染色质着色浅部位的染色质 异染色质异染色质: :着色深的染色质着色深的染色质②②染染色色体体::在在细细胞胞分分裂裂时时形形成成的的能能被被碱碱性性染染料料着着色色的的一一类类棒棒状状小小体体18481848年年由由哈哈佛佛迈迈特特观观察察紫紫鸭鸭跖跖草草花花粉粉母母细细胞胞时时发发现现,,18881888年年,,德德国国的的瓦瓦尔尔德德尔根据前人的观察命名为染色体尔根据前人的观察命名为染色体巴氏小体巴氏小体两种染色质的区别两种染色质的区别常染色质常染色质异常染色质异常染色质间期间期 染色淡染色淡染色深染色深中期中期 染色深染色深染色淡染色淡染色体大部分区域染色体大部分区域着丝粒附近着丝粒附近含基因含基因不含基因不含基因复制早复制早 可转录可转录复制迟复制迟 不转录不转录收缩程度大收缩程度大收缩程度小收缩程度小第一节第一节 细胞细胞( (自学为主自学为主) )二、原核细胞与真核细胞二、原核细胞与真核细胞P17P17页页三、植物细胞与动物细胞的异同三、植物细胞与动物细胞的异同?(?(课后整理课后整理) )第二节 染色体一、染色体的形态结构一、染色体的形态结构二、染色体的数目和大小二、染色体的数目和大小三、特殊染色体三、特殊染色体四、四、 染色体组型染色体组型一、染色体的形态结构一、染色体的形态结构(一)染色体的一般形态(一)染色体的一般形态1.1.主主缢缢痕痕((初初级级缢缢痕痕;;着着丝丝粒粒区区))::染染色色较较浅浅、、向向内内凹凹陷陷成狭小区段的部位。
成狭小区段的部位①①着丝粒着丝粒:着丝粒区连结两个染色单体的殊区段着丝粒区连结两个染色单体的殊区段②②动动粒粒((着着丝丝点点;;着着丝丝盘盘))::是是主主缢缢痕痕处处,,两两染染色色单单体体外外侧表层部位与纺锤丝接触的,微管蛋白组装而成侧表层部位与纺锤丝接触的,微管蛋白组装而成 根根据据着着丝丝粒粒的的位位置置和和染染色色体体两两臂臂的的长长度度比比((臂臂比比)),,将染色体分成将染色体分成4 4类:类:染色体的一般形态染色体的一般形态着着 丝丝 粒粒 卫卫 星星 D DN NA A染色体分类染色体分类染色体类型染色体类型符号符号臂比臂比着丝粒指数着丝粒指数分裂后形态分裂后形态中央中央着丝粒染着丝粒染色体色体 M M1-1.71-1.70.5-0.3750.5-0.375 V V近中央近中央着丝粒着丝粒染色体染色体 SMSM1.7-31.7-30.374-0.250.374-0.25 L L近端近端着丝粒染着丝粒染色体色体 STST3-73-70.249-0.1250.249-0.125 I I顶端顶端着丝粒染着丝粒染色体色体 T T﹥7﹥70.124-00.124-0 I I中央着丝粒中央着丝粒(M); V(M); V近中央着丝粒(SM); L近端着丝粒(ST);I顶端着丝粒(T);I一、染色体的形态结构一、染色体的形态结构2.2.次次缢缢痕痕((副副缢缢痕痕;;核核仁仁形形成成区区))::主主缢缢痕痕外外着着色色较较浅浅的的染染色色体体缢缢缩缩区区,,不不能能弯弯曲曲,,与与核核仁仁形形成成有有关关。
常常在在短短臂臂出出现现位置相对稳定位置相对稳定3.3.核仁组织区核仁组织区(核仁组织者;(核仁组织者;NORNOR):位于染色体次缢痕部):位于染色体次缢痕部位,是位,是rRNArRNA基因所在部位(基因所在部位(5srRNA5srRNA除外),核仁形成有关除外),核仁形成有关4.4.随体随体:从次缢痕到臂末端有一种圆形或略呈长形的染色体:从次缢痕到臂末端有一种圆形或略呈长形的染色体节段随体次缢痕(一)染色体的一般形态(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和端粒蛋白组成作用:防止染色体降解、连粘,抑制细胞凋亡,与寿命长短有关(二)染色体的超微结构(真核生物)(二)染色体的超微结构(真核生物) 包括:一级结构、二级结构、三级结构和四级结构包括:一级结构、二级结构、三级结构和四级结构 1.1.一级结构一级结构:由核小体组成的细纤丝由核小体组成的细纤丝 核小体核小体(核体):(核体):核心核心((8 8个组蛋白分子)个组蛋白分子), ,组组蛋蛋白白有有5 5种种::H H1 1、、H H2 2A A、、H H2 2B B、、H H3 3、、H H4 4,,DNADNA就就缠缠绕绕1.751.75圈圈,,构构成成核核粒粒((核核心心加加上上外外圈圈的的DNADNA));;核核粒之间有连接粒之间有连接DNADNA连接,叫连接,叫连接线连接线。
DNADNA压缩压缩7 7倍倍(二)染色体的超微结构(真核生物)(二)染色体的超微结构(真核生物)2.2.二二级级结结构构((螺螺旋旋管管))::每每圈圈6 6个个核核小小体体,,直直径径30 30 nmnm、、内内径径10 10 nmnm,,间间距距11 11 nmnm,,DNADNA压缩了压缩了6 6倍倍,成为染色质粗纤丝成为染色质粗纤丝3.3.三三级级结结构构((超超螺螺线线管管))::染染色色质质粗粗纤纤丝丝继继续续螺螺旋旋化化,,形形成成超超螺螺线线管管直直径径400nm400nm,长度,长度1111~~60 60 m m DNADNA压缩压缩4040倍倍4.4.四四级级结结构构((染染色色单单体体))::超超螺螺线线管管再再次次压压缩缩成成光光镜镜下下可可见见的的2—10μm2—10μm的的染染色体,色体,DNADNA压缩压缩5 5倍 总计压缩倍数总计压缩倍数=7×6×40×5= 8400=7×6×40×5= 8400倍倍 DNA DNA 核小体核小体 螺旋管螺旋管 超螺线管超螺线管 染色单体染色单体 7 6 40 5 7 6 40 5 染色体的包装方式染色体的包装方式一级一级二级二级三级三级四级四级二、染色体的数目和大小二、染色体的数目和大小(一)染色体的数目(一)染色体的数目1.1.正常情况正常情况每种生物每种生物不同时期的染色体数目是恒定的。
不同时期的染色体数目是恒定的2.2.不同物种不同物种间染色体数目差异很大间染色体数目差异很大 马蛔虫马蛔虫2 2条;真蕨纲瓶尔小草属的高达条;真蕨纲瓶尔小草属的高达800800~~12001200条二)染色体的大小:(二)染色体的大小:差别悬殊差别悬殊绝对长度绝对长度:一般为:一般为1 1~~25μm25μm最短的长度为最短的长度为0.25μm0.25μm,,最长的长度是最长的长度是30μm30μm相对长度相对长度:某一染色体绝对长度占该染色体组绝对长度:某一染色体绝对长度占该染色体组绝对长度的百分数的百分数染染 色色 体体三、特殊染色体三、特殊染色体(一)多线染色体(一)多线染色体( (唾线染色体唾线染色体) ) 存在于双翅目昆虫幼虫消化道细胞的、存在于双翅目昆虫幼虫消化道细胞的、有丝分裂间期有丝分裂间期核中核中的、一种可见的、巨大的染色体的、一种可见的、巨大的染色体 双翅目昆虫双翅目昆虫的的幼虫唾腺细胞幼虫唾腺细胞,多个染色质(,多个染色质(500500~~10001000条条染色线)重叠成类似染色体状结构染色线)重叠成类似染色体状结构 比一般染色体长比一般染色体长100100~~200200倍,粗倍,粗10001000~~20002000倍。
倍三、特殊染色体三、特殊染色体唾线染色体的特点唾线染色体的特点::※※巨大性和伸展性巨大性和伸展性::※※体联会体联会:体细胞在:体细胞在有丝分裂过程中,出有丝分裂过程中,出现的同源染色体联会现的同源染色体联会的现象※※有有横纹结构横纹结构::深色部位深色部位—带纹区,带纹区,浅色部分浅色部分—间带区,间带区,※※多线性多线性※※1个个染色中心和染色中心和5个臂个臂唾 线 染 色 体三、特殊染色体三、特殊染色体(二)灯刷染色体(二)灯刷染色体 最先在鲨鱼中发现,后从鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及某些最先在鲨鱼中发现,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无脊椎动物的卵母细胞中发现 是是RNARNA合成的活跃场所一个侧环是一个转录单位合成的活跃场所一个侧环是一个转录单位三)性染色体(三)性染色体:决定性别的染色体决定性别的染色体四)(四)B B染色体染色体(副染色体;超数染色体;附加染色体):通常比正常(副染色体;超数染色体;附加染色体):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其数目不染色体小,着丝粒一般在端部,大部分由异染色质组成。
其数目不定不载有基因,但可复制不载有基因,但可复制灯刷染色体性性染染色色体体贝母的B染色体B染色体四、四、 染色体组型(染色体核型)染色体组型(染色体核型)•染色体组型: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种特定的染色体组成称为染色体组型•染色体组型分析染色体组型分析:根据染色体数目、大小和着丝粒位置、臂比、次: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、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、进行分析的过程编号、进行分析的过程•染色体组型分析意义染色体组型分析意义:研究生物的:研究生物的遗传变异遗传变异、物种间的亲、物种间的亲缘关系缘关系、、生物的生物的系统演化系统演化,远缘,远缘杂交杂交、、染色体工程染色体工程、、辐射的遗传效应和人类辐射的遗传效应和人类染色体疾病染色体疾病等,都具有十分重要的意义等,都具有十分重要的意义四、四、 染色体组型染色体组型第三节第三节 细胞分裂细胞分裂•一、原核细胞的无丝分裂一、原核细胞的无丝分裂•二、真核细胞的有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂•三、细胞的减数分裂三、细胞的减数分裂第三节第三节 细胞分裂细胞分裂细胞分裂:无丝、有丝、减数分裂。
细胞分裂:无丝、有丝、减数分裂一、原核细胞的无丝分裂一、原核细胞的无丝分裂包括包括DNADNA的复制和分配以及胞质的分裂两的复制和分配以及胞质的分裂两个方面 真核细胞仅在极少数情况下真核细胞仅在极少数情况下发生无丝分裂(神经细胞、发生无丝分裂(神经细胞、胚乳细胞、腺细胞等)胚乳细胞、腺细胞等)Color-enhanced electron micrograph of E.coli undergoing cell division. 二、真核细胞的有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂(一)有丝分裂的过程(一)有丝分裂的过程(二)有丝分裂的特点(二)有丝分裂的特点(三)有丝分裂的意义(三)有丝分裂的意义二、真核细胞的有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂(一)有丝分裂的过程(一)有丝分裂的过程细胞周期细胞周期: :指从一次细胞指从一次细胞分裂完成到下一次细胞分裂完成到下一次细胞分裂结束所经历分裂结束所经历的全过程的全过程 包括间期(两次包括间期(两次有丝分裂中间的有丝分裂中间的时期)和分裂期时期)和分裂期 (一)有丝分裂的过程(一)有丝分裂的过程有丝分裂有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂(二)有丝分裂的特点(二)有丝分裂的特点:染色体复制:染色体复制1 1次,细胞分裂次,细胞分裂1 1次,次,1 1次次分裂分裂1 1个细胞形成个细胞形成2 2个细胞,子细胞与母细胞一样。
个细胞,子细胞与母细胞一样 (三)有丝分裂的意义(三)有丝分裂的意义•1 1、保证了细胞上下代之间遗传物质的稳定性和连续性保证了细胞上下代之间遗传物质的稳定性和连续性•2 2、维持个体的正常生长和发育、维持个体的正常生长和发育 分裂分裂 数量数量 个体发育个体发育 细胞细胞 分化分化 种类种类三、细胞的减数分裂三、细胞的减数分裂 •减减数数分分裂裂::是是一一种种特特殊殊方方式式的的细细胞胞分分裂裂,,是是在在配配子子形形成成过过程程中中发发生生的的,,包包括括两两次次连连续续的的核核分分裂裂,,但但染染色色体体只只复复制制一一次次,,因因而而在在形形成成的的四四个个子子细细胞胞核核中中,,每每个个核核只只含含有有单单倍倍数数的的染染色色体体,,即即染色体数减少一半染色体数减少一半. . 1 细线期细线期 2 偶线期偶线期 3 粗线期粗线期 4 双线期双线期 5 终变期终变期 6 中期中期I 7 后期后期I 8 末期末期I 减数减数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 减数减数IIII三、细胞的减数分裂三、细胞的减数分裂减数分裂仅在性母细胞进行。
减数分裂有两次分裂减数分裂仅在性母细胞进行减数分裂有两次分裂: :第一次减数分裂和第二次减数分裂第一次减数分裂和第二次减数分裂前前期期I I减数间期减数间期三、细胞的减数分裂三、细胞的减数分裂(一)减数分裂(成熟分裂)的过程(一)减数分裂(成熟分裂)的过程1.1.减数第一次分裂减数第一次分裂((1 1)前期)前期I I①①细线期(细线期(凝集期;花束期)凝集期;花束期): : 细长线状,核仁存在细长线状,核仁存在②②偶线期偶线期(配对期或合线期)(配对期或合线期): :同源染色体开始同源染色体开始联会联会(联会(联会复合体),复合体),二价体二价体((四分体四分体),),联会复合体(联会复合体(SCSC))染色质染色质侧体侧体中体中体(一)减数分裂的过程(一)减数分裂的过程1.1.减数第一次分裂减数第一次分裂③③粗线期粗线期(重组期)(重组期): :发生发生交换交换,, 可见二价体可见二价体④④双线期双线期(合成期)(合成期): :可见可见交叉交叉⑤⑤终变期或称浓缩期终变期或称浓缩期: :交叉端化交叉端化2 2)中期)中期I I: :核膜、核仁消失,核膜、核仁消失,着丝粒不分裂。
着丝粒不分裂3 3)后期)后期I:I:同源染色体分离,同源染色体分离,向两极移动,染色体减半向两极移动,染色体减半 ((4 4)末期)末期I I : :核膜、核仁重现核膜、核仁重现③③③③④④④④⑤⑤⑤⑤(一)减数分裂的过程(一)减数分裂的过程2.2.减数第二次分裂减数第二次分裂((1 1))前前期期IIII: :每每条条染染色色体体含含2 2条条姊姊妹妹染染色色单单体体, ,染染色色体体数是数是n n 2 2)中期)中期IIII: :染色体着丝粒排列在赤道板上染色体着丝粒排列在赤道板上3 3)后期)后期IIII: :着丝粒纵裂着丝粒纵裂, ,姊妹染色单体向两极移动姊妹染色单体向两极移动4 4)末期)末期IIII: :核膜重新形成核膜重新形成1 1、细线期、细线期2 2、偶线期、偶线期3 3、粗线期、粗线期4 4、双线期、双线期5 5、终变期、终变期6 6、中期、中期I I7 7、后期、后期I I8 8、末期、末期I I9 9、前期、前期IIII1010、中期、中期IIII1111、后期、后期IIII1212、末期、末期IIII减数分裂过程减数分裂过程减数分裂过程减数分裂过程中期中期有丝分裂中期减数分裂中期I和后期I水水 稻稻 减减 数数 分分 裂裂1.1.粗线期粗线期2.2.终变期终变期3.3.中期中期ⅠⅠ4.4.后期后期ⅠⅠ5. 5. 末期末期ⅠⅠ6.6.分裂间期分裂间期7.7.前期前期ⅡⅡ8.8.中期中期ⅡⅡ9.9.后期后期 Ⅱ Ⅱ10. 10. 末期末期ⅡⅡ11.11.四分体四分体12.12.单核花粉单核花粉13.13.单核分裂花粉单核分裂花粉14.14.二核花粉二核花粉15.15.成熟花粉成熟花粉三、细胞的减数分裂三、细胞的减数分裂(二)减数分裂的特点:(二)减数分裂的特点: ★★染色体复制染色体复制1 1次,细胞连续分裂次,细胞连续分裂2 2次,次, ★ ★ 1 1次分裂次分裂1 1个细胞形成个细胞形成4 4个细胞,子细胞个细胞,子细胞染色体是母细胞一半。
染色体是母细胞一半(三)减数分裂的意义(三)减数分裂的意义1.1.保证了物种的相对稳定性:保证了物种的相对稳定性: 一一个个性性母母细细胞胞经经减减数数分分裂裂产产生生4 4个个子子细细胞胞,,其其染染色色体体数数只只有有体体细细胞胞的的一一半半,,经经过过受受精精形形成成合合子子时时,,染染色色体体又又恢恢复复了了原原来来的的2n2n水平,从而保证了子代于亲代间染色体数目的恒定水平,从而保证了子代于亲代间染色体数目的恒定(三)减数分裂的意义(三)减数分裂的意义2.2.为子代的变异提供了物质基础,有利于进化为子代的变异提供了物质基础,有利于进化: 后期后期I I同源染色体的成员移向两极是随机的,非同源染色体的组合式自由的同源染色体的成员移向两极是随机的,非同源染色体的组合式自由的非姊妹染色单体交叉与片断交换非姊妹染色单体交叉与片断交换第四节第四节 配子的发生及染色体周史配子的发生及染色体周史•一、高等动物配子发生及生活史一、高等动物配子发生及生活史•二、高等植物配子发生及生活史二、高等植物配子发生及生活史•三、真菌类的生活史三、真菌类的生活史第四节第四节 配子的发生及染色体周史配子的发生及染色体周史•一、高等动物配子发生及生活史一、高等动物配子发生及生活史•精子、精子、卵子卵子的发生:生殖系统生殖腺中有许多性原细胞(精原细胞、卵的发生:生殖系统生殖腺中有许多性原细胞(精原细胞、卵原细胞)原细胞)• 成体性原细胞(成体性原细胞(2n2n)) • • ((2n2n)精原细胞)精原细胞 卵原细胞(卵原细胞(2n2n))大量有丝分裂后体积膨大大量有丝分裂后体积膨大 大量有丝分裂后体积膨大大量有丝分裂后体积膨大• ((2n2n)初级精母细胞)初级精母细胞 初级卵母细胞(初级卵母细胞(2n2n))• 减减I I 减减I I• • ((n n)次级精母细胞)次级精母细胞 次级卵母细胞次级卵母细胞(n)(n)+第一极体+第一极体• 减减II II 减减IIII• • (n) (n)精细胞精细胞 合子合子(2n) (2n) 卵细胞卵细胞(n)(n)+第二极体+第二极体( (退化消失退化消失) )• 一系列变化一系列变化 • • 精子精子 卵子卵子• ((n n)) ((n n))一、高等动物配子发生及生活史一、高等动物配子发生及生活史 2n 2n 原始生殖细胞 2n2n 第一极体卵原细胞 精原细胞初级精母细胞次级精母精细胞精细胞2n初级卵母细胞第二极体卵细胞次级卵母2nnnnn第四节第四节 配子的发生及染色体周史配子的发生及染色体周史• 二、高等植物配子发生及生活史二、高等植物配子发生及生活史•(以玉米为例)雌雄同株异花植物(以玉米为例)雌雄同株异花植物 成体((2n2n))((2n2n))孢原细胞 孢原细胞((2n2n)) 有丝分裂 有丝分裂((2n2n))大孢子母细胞 小孢子母细胞((2n2n)) 减数分裂 减数分裂 ((n n)大孢子)大孢子 小孢子((n n)) (雌配子体)八核胚囊 成熟花粉(雄配子体) 2个极核 卵细胞((3n3n))受精胚乳 受精胚((2n2n))第四节第四节 配子的发生及染色体周史配子的发生及染色体周史三、真菌类的生活史:三、真菌类的生活史:链孢霉的生活史链孢霉的生活史无性生殖无性生殖(主要生殖方式):在菌丝顶端有丝分裂产生分生(主要生殖方式):在菌丝顶端有丝分裂产生分生孢子。
孢子有性生殖有性生殖:菌丝有不同的接合型(或交配型)+、-或:菌丝有不同的接合型(或交配型)+、-或A A、、a a之分,相当于高等植物的雌和雄之分,相当于高等植物的雌和雄无无 性性 生生 殖殖 链孢霉的染色体周史链孢霉的染色体周史AaRDRD子实体(原子囊果)受精丝作作 业业一、名词:名词:异固缩 二价体 端粒 染色体组型分析 体联会 二、唾线染色体的特点? 三、书中P29页4题 四、书中P29页8题 思思 考考 题题一、有丝分裂与减数分裂的主要区别一、有丝分裂与减数分裂的主要区别二、常染色质与异染色质的异同?二、常染色质与异染色质的异同?三、三、减数分裂前期Ⅰ包括几个时期?各有那些主要特点?包括几个时期?各有那些主要特点?。
