遗传的细胞学基础ppt课件

1、第一节第一节 细胞的构造和功能细胞的构造和功能 第二节第二节 染色体的形状和分类染色体的形状和分类第三节第三节 细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂第四节第四节 细胞的减数分裂细胞的减数分裂第五节第五节 配子的构成和受精配子的构成和受精第一章 遗传的细胞学根底第一章第一章 遗传的细胞学根底遗传的细胞学根底目的要求u要求学生掌握染色体、染色质、姊妹染色单体、非姊妹要求学生掌握染色体、染色质、姊妹染色单体、非姊妹染色单体、同源染色体、非同源染色体和联会等概念；染色单体、同源染色体、非同源染色体和联会等概念；u了解细胞中与遗传有关的细胞器、细胞核的结构特点、了解细胞中与遗传有关的细胞器、细胞核的结构特点、染

2、色体的形态特征、有丝分裂和减数分裂的全过程。染色体的形态特征、有丝分裂和减数分裂的全过程。 u理解生物遗传、变异的细胞学基础；理解生物遗传、变异的细胞学基础；u认识有丝分裂、减数分裂和授粉受精在植物性状遗传和认识有丝分裂、减数分裂和授粉受精在植物性状遗传和繁殖上的重要性。繁殖上的重要性。第一节第一节 细胞的构造和功能细胞的构造和功能动植物细胞动植物细胞动植物细胞细细 胞胞 核核 核膜核膜(nuclear membrane) 核液核液(nuclear sap) 核仁核仁(nucleolus) 染色质染色质(chromatin) 细胞分裂间期，能被碱性染料染色的纤细网状物染色质；分裂期，染色质逐渐

3、成为有明显形状和构造的染色体。染色质与染色体染色质与染色体线粒体：线粒体：mtDNA / RNA / 核糖体核糖体u是细胞的氧化中是细胞的氧化中心和呼吸场所。心和呼吸场所。u线粒体上有线粒体上有DNA、RNA和核糖体，和核糖体，u可独立合成蛋白可独立合成蛋白质并控制某些性状。质并控制某些性状。u是一个半自主性是一个半自主性的细胞器。的细胞器。 叶绿体：叶绿体： cpDNA / RNA /u利用光能和利用光能和CO2合成碳水化合物。合成碳水化合物。u叶绿体上有叶绿体上有DNA、RNA和核糖体，合和核糖体，合成蛋白质而控制某成蛋白质而控制某些性状的遗传。些性状的遗传。 u是一个半自主性是一个半自主

4、性的细胞器。的细胞器。 核糖体：核糖体：rRNArRNA60%60%蛋白质蛋白质40%40%u核糖体是蛋白质合成核糖体是蛋白质合成的场所。的场所。u核糖体很小核糖体很小20 nm但为数很多，可重达但为数很多，可重达细胞的细胞的1/5。u核糖体由核糖体由60%核糖核核糖核酸酸rRNA和和40%蛋蛋白质组成。白质组成。 内质网：蛋白质合成原料、产物的通道内质网：蛋白质合成原料、产物的通道第二节第二节 染色体的形状和分类染色体的形状和分类 染色体的形状特征染色体的形状特征 染染 色色 体体 的的 分分 类类 染染 色色 体体 的的 大大 小小 u生物的遗传生物的遗传u子代与亲代类似子代与亲代类似u

5、雌雄配子起到桥梁作雌雄配子起到桥梁作用用u 含父本和母本的染色含父本和母本的染色体体u 染色体携带亲本的遗染色体携带亲本的遗传信息传信息u因此，了解染色体对于深化认识遗传规律具有重要意义一、染色体的形状特征一、染色体的形状特征: : 着丝粒初缢痕着丝粒初缢痕 臂：臂比臂：臂比 长长 / / 短短 次缢痕次缢痕 随体：随体： a.a.常在短臂；常在短臂； b.b.位置恒定；位置恒定； c.c.染色体组的标志；染色体组的标志； d.d.核仁构成：随体染色体核仁核仁构成：随体染色体核仁构成中心染色体构成中心染色体二、染色体的分类二、染色体的分类同源染色体与非同源染色体同源染色体与非同源染色体各物种差

6、别很大，染色体大小主要指长度，同一各物种差别很大，染色体大小主要指长度，同一物种染色体宽度大致一样；物种染色体宽度大致一样； 长长: 0.20: 0.205050微米、宽微米、宽: 0.20: 0.202.002.00微米。微米。 单子叶植物单子叶植物 双子叶植物双子叶植物三、染色体的大小三、染色体的大小 细胞分裂v生物的繁衍以细胞分裂为根底；对多细胞生物而言，其生长发育也经过细胞分裂实现。v体细胞分裂的方式可以分为：v一、 无丝分裂(amitosis)；v二、 有丝分裂(mitosis)；v三、 减数分裂(meiosis 无丝分裂无丝分裂有丝分裂有丝分裂有丝分裂过程u有丝分裂的过程有丝分裂的

7、过程u有丝分裂包括两个严密相连的过程：核分裂、细胞质分裂。通有丝分裂包括两个严密相连的过程：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。核分裂。u有丝分裂过程可分为五个时期，即：间期、前期、中期、后期、有丝分裂过程可分为五个时期，即：间期、前期、中期、后期、末期末期1 有丝分裂过程 间期(interphase)指细胞上一次分裂终了到下一次分裂开指细胞上一次分裂终了到下一次分裂开场之前的时期。场之前的时期。特征：特征：染色质解螺旋、松散分布在细胞质中，染色质解螺旋、松散分布在细胞质中，核仁染色深。核

8、仁染色深。在光学显微镜下细胞形状不发生明显变在光学显微镜下细胞形状不发生明显变化化( (早期有人称之为静止期早期有人称之为静止期) )。现实上细胞处于生理、生化反响高度活现实上细胞处于生理、生化反响高度活泼的阶段，其呼吸和合成代谢都非泼的阶段，其呼吸和合成代谢都非常旺盛。常旺盛。为细胞分裂奠定物质和能量根底：为细胞分裂奠定物质和能量根底： DNADNA的复制；组蛋白的合成；能量预备；的复制；组蛋白的合成；能量预备；其它物质的合成其它物质的合成当染色体呈可见的细线时标志着细胞分裂开场，进入细胞分裂前期。前期可以察看到细胞内发生以下变化：每个染色体两条染色质线(染色单体)开场螺旋化、卷曲；着丝粒尚

9、未复制分裂，因此螺旋、卷曲逐渐可见的两条染色单体同一个着丝粒结合；核仁、核膜逐渐解体，前期终了时核仁消逝。1 有丝分裂过程前期(prophase)核仁、核膜消逝标志着细胞分裂中期开场。主要特征：染色单体进一步螺旋、收缩直至呈最短、最粗的形状;纺锤丝与染色体的着丝点附着，并牵引染色体，使其着丝粒均匀分成在垂直于两极的一个平面上，常将这个平面称为赤道板(或赤道面)染色体臂自在分布在赤道面的两侧。染色体形状稳定，陈列均匀，是研讨染色体形状和数目的最正确时期。1 有丝分裂过程中期(metaphase)1 有丝分裂过程有丝分裂过程后期后期(anaphase)v后期就是从着丝粒分裂到染色后期就是从着丝粒分

10、裂到染色单体到达两极的过程。单体到达两极的过程。v特征：特征：v由于纺锤丝的牵引作用，着由于纺锤丝的牵引作用，着丝粒发生分裂；丝粒发生分裂；v每条染色体的两条染色单体，每条染色体的两条染色单体，分别由纺锤丝拉向两极；分别由纺锤丝拉向两极；v两极都具有一样的染色两极都具有一样的染色( (单单) )体数。体数。1 有丝分裂过程有丝分裂过程末期末期(telophase)染色体到达两极后染色体到达两极后核膜、核仁重建；核膜、核仁重建；染色体解螺旋化，染色体解螺旋化，呈松散形状；呈松散形状；细胞质分裂，细细胞质分裂，细胞板构成。胞板构成。2 有丝分裂的遗传学意义 可从两个方面来了解：可从两个方面来了解：

11、 核内染色体准确复制、分裂，为两个子细胞的核内染色体准确复制、分裂，为两个子细胞的遗传组成与母细胞完全一样打下根底；遗传组成与母细胞完全一样打下根底； 染色体复制产生的两条姊妹染色单体分别分配染色体复制产生的两条姊妹染色单体分别分配到两个子细胞中，子细胞与母细胞具有一样的染色到两个子细胞中，子细胞与母细胞具有一样的染色体数目和组成。体数目和组成。 经过有丝分裂维持了生物个体的正常生长和发育经过有丝分裂维持了生物个体的正常生长和发育( (组织及细胞间遗传组成的一致性组织及细胞间遗传组成的一致性) )；并且保证了物；并且保证了物种的延续性和稳定性种的延续性和稳定性( (单细胞生物及无性繁衍生物单细

12、胞生物及无性繁衍生物个体间及世代间的遗传组成的一致性个体间及世代间的遗传组成的一致性) )。第四节第四节 细胞的减数分裂细胞的减数分裂 减数分裂是性母细胞成熟时，配子构成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂，又称成熟分裂(maturation division)。其结果是产生染色体数目减半的性细胞，所以称为减数分裂。 1 减数分裂的过程(一一)、间期、间期(前间期前间期, preinterphase)(二二)、减数第一分裂、减数第一分裂 (meiosis I)(三三)、中间期、中间期 (interkinesis)(四四)、减数第二分裂、减数第二分裂 (meiosis)前期前期I 中期中期I 后期后

13、期I 末期末期I前期前期II 中期中期II 后期后期II 末期末期II1 减数分裂的过程减数分裂的过程前期前期 I (prophase I, PI)这一时期细胞内变化复杂，所阅历的时间较长，细胞核比有丝分裂前期核要这一时期细胞内变化复杂，所阅历的时间较长，细胞核比有丝分裂前期核要大些。大些。根据核内变化特征，可进一步分为五个时期：根据核内变化特征，可进一步分为五个时期：(1). 细线期细线期(leptotene，PI1).(2). 偶线期偶线期(zygotene，PI2).(3). 粗线期粗线期(pachytene，PI3).(4). 双线期双线期(diplotene，PI4).(5). 终变

14、期终变期(diakinesis，PI5).1 减数分裂的过程减数分裂的过程细线期细线期(leptonene，PI1)染色体开场螺旋收缩，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，由着丝点衔接，但在光学显微镜下还不能分辨染色单体。1 减数分裂的过程减数分裂的过程偶线期偶线期(zygotene，PI2)同源染色体的对应部位相互开场严密并列，逐渐沿纵向配对在一同，称为联会(synapsis)。细胞内2n条染色体可配对构成n对染色体。配对的两条同源染色体称为二价体(bivalent)。柑桔2n=18，结合成9个二价体。 1 减数分裂的过程减数分裂的过程粗线期粗线期(pachytene，P

15、I3)随着染色体的进一步螺旋，二价体逐渐缩短加粗， 姊妹染色单体与非姊妹染色单体； 非姊妹染色单体间成交换，导致同源染色体发生片段交换(exchange)，导致同源染色体间发生遗传物质重组(recombination)。姊妹染色单体与非姊妹染色单体姊妹染色单体与非姊妹染色单体 姊妹染色单体：每一姊妹染色单体：每一个染色体的两条单体个染色体的两条单体互称姊妹染色单体。互称姊妹染色单体。 非姊妹染色单体：同非姊妹染色单体：同源染色体中的一条染源染色体中的一条染色体的染色单体对另色体的染色单体对另一条染色体的染色单一条染色体的染色单体来说，互为非姊妹体来说，互为非姊妹染色单体。染色单体。 非姊妹染色

16、单体片断交换非姊妹染色单体片断交换1 减数分裂的过程减数分裂的过程双线期双线期(diplotene，PI4)染色体继续缩短变粗；非姊妹染色单体之间由于螺旋卷缩而相互排斥，同源染色体部分开场分开；非姊妹染色单体间的交换部位仍由横丝衔接，因此同源染色体间仍由一至二个交叉(chiasmata)结合。1 减数分裂的过程减数分裂的过程终变期终变期(diakinesis，PI5)染色体进一步浓缩，缩短变粗；同源染色体间排斥力更大，交叉向二价体两端挪动，逐渐接近于末端，该过程称为交叉端化(terminalization)。核仁和核膜消逝，纺锤体构成，纺锤丝附着在着丝点上并将二价体拉向赤道板位置。每个二价体的

17、两同源染色体分布在赤道板的两侧，同源染色体的着丝点分别朝向两极。1 减数分裂的过程减数分裂的过程中期中期 I(metaphase I, MI)在二价体趋向赤道板的过程中，两 条同源染色体的陈列方向(着丝粒取向)是随机的。中期中期 I 二价体的随机取向二价体的随机取向假设某生物有两对同源染色体：AA和BB ，非同源染色体在性细胞中能够有22=4种组合配子。假设生物有假设生物有n对同源染色体，经减数分裂，就能够构成对同源染色体，经减数分裂，就能够构成2n种染色体组成不同种染色体组成不同的雌雄配子。的雌雄配子。例题例题假定某生物有假定某生物有3对染色体，分别用对染色体，分别用AA、BB、CC表示，问

18、经减数分裂，就表示，问经减数分裂，就能够构成几种染色体组成不同的雌雄配子？分别是什么？能够构成几种染色体组成不同的雌雄配子？分别是什么？ 1 减数分裂的过程减数分裂的过程后期后期 I(anaphase I, AI)纺锤丝牵引染色体向两极运动，使得同源染色体末端脱开，一对同源染色体分别移向两极。每极具有一对同源染色体中的一条(共有n条染色体)，使得子细胞中染色体数目从2n减半到n。此过程并不进展着丝粒分裂，没有发生染色单体分别；每条染色体都依然具有两个染色单体，并且由着丝粒相连。同源染色体分别，非同源染色体随机组合1 减数分裂的过程减数分裂的过程末期末期 I(telophase I, TI)染色

19、体到达两极之后，松散、伸长、变细(但通常并不完全解螺旋)；核仁、核膜逐渐构成(核分裂完成)，产生两个子核。细胞质也随之分裂，两个子细胞构成，称为二分体(dyad)。1 减数分裂的过程减数分裂的过程 中间期中间期(interkinesis)中间期是减数分裂的两次分裂之间的一个间歇。中间期是减数分裂的两次分裂之间的一个间歇。1 减数分裂的过程减数分裂的过程 减数第二次分裂减数第二次分裂(meiosis)减数第二次分裂是第一分裂所产生的两个子细胞继续进展同步分裂，与有丝分裂没有本质区别, 仍可分为前、中、后、末四个时期：2 2 减数分裂的遗传学意义减数分裂的遗传学意义1保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定性。双亲性母细胞(2n)经过减数分裂产生性细胞(n)，实现了染色体数目的减半；雌雄性细胞交融产生的合子(及其所发育构成的后代个体)就具有该物种固有的染色体数目(2n)，坚持了物种的相对稳定。子代的性状遗传和发育得以正常进展。2为生物的变异提供了重要的物质根底，有利于生物进化与人工选择。为生物的变异提供了重要的物质根底，有利于生物进化与人工选择。减数分裂中期减数分裂中期 I，二价体的两个成员的陈列方向是随机的，所以后期，二价体的两个成员的陈列方向是随机的，所以后期 I 分分别来自双亲的两条同源染色体随机分向两极，因此所产生的性细胞就能够别来自双亲的两条同源染色体随机分向两极，因