遗传学专题知识专家讲座.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章 遗传染色体学说,遗传学课件,遗传学专题知识专家讲座,第1页,2,本章内容,第一节 染色体,第二节 细胞分裂中染色体行为,第三节 染色体周史,第四节 遗传染色体学说,遗传学专题知识专家讲座,第2页,3,第一节 染色体,(chromosome),一,.,染色体数目,染色体是遗传物质载体，每种生物染色体数目和形态普通都是恒定，这种恒定性确保了生物种稳定性。,如玉米,2n,2,0,；,人,2n,4,6,；网脉瓶尔小草,2n,1260,；马蛔虫,2n,2,；,单冠毛菊,2n,4,。,染色体是染色质在细胞分裂过程中经过紧密缠绕、折叠、浓缩、精巧包装而成含有固定形态遗传物质存在形式。,遗传学专题知识专家讲座,第3页,4,二、染色体组成,染色质（,chromatin,）,是真核生物间期细胞核内，由,DNA,、组蛋白、非组蛋白及少许,RNA,所组成，易被碱性染料着色一个无定形物质。间期染色质分为两种类型：常染色质和异染色质。,1.,常染色质（,euchromatin,）是组成染色质主要成份，间期染色较浅，着色均匀，呈高度分散状态。在细胞分裂中期，常染色质螺旋化程度极高，染色较深。常染色质凝缩状态同基因活性相关联。,2异染色质（,heterochromatin,）在间期细胞核内染色很深、致密，成簇状分布在核仁和核膜四面，基本无活性基因。依据其性质分为以下二类：,（,1,）组成性（结构性）异染色质。在染色体上经常呈固缩异染 色质。由不表示序列组成。在间期细胞核中保持螺旋化状态，染色很深。主要位于着丝粒,、,端粒,、,次缢痕及一些,Y,染色体上,。,（,2,）兼性（功效性）异染色质，也称异染色质。它起源于常染色质，仅在个体发育特定阶段转变成异染色质。发生异固缩、迟复制、基因失活等改变。如哺乳动物和人胚胎发育早期雌性体细胞一条染色体失活，另一条仍是常染色质。,遗传学专题知识专家讲座,第4页,5,遗传学专题知识专家讲座,第5页,6,三、染色体形态结构,染色体只有在细胞分裂时才能在光学显微镜下被观察到。,随体,次缢痕,短臂,主缢痕,长臂,遗传学专题知识专家讲座,第6页,7,遗传学专题知识专家讲座,第7页,8,同源染色体,非同源染色体,姊妹染色单体,非姊妹染色单体,遗传学专题知识专家讲座,第8页,9,四 染色体分带或显带,(chromosome,banding,）,染色体分带,：经过酸、碱、酶、盐类处理和染色后，使染色体上出现染色深浅不一样区段。染色体分带包含荧光分带和,Giemsa,分带两类方法。,染色带类型主要有：,1.,Q,带,用荧光染料芥子喹吖因,(,quinacrine mustard,),处理染色体，在荧光显微镜下可观察到明暗不一样带纹。,2.,G,带（,Giemsa,带）,分布于染色体全部长度上带。,3.,C,带（着丝粒带,）,主要显示着丝粒及其附近带。,4.,R,带（反带）,即与,G,带相反带。,5.,N,带（核仁缢痕带）,专一地显示核仁组成区带。,6.,T,带（末端带）,主要显示染色体两臂末端带。,遗传学专题知识专家讲座,第9页,10,几个常见染色体带型,遗传学专题知识专家讲座,第10页,11,染色体组及组型分析,染色体组（,genome,）,：,一个生物赖以生存和确保正常生长发育最低数目标一套染色体。,染色体组型,(,karyotype,),，,亦称核型,。,细胞分裂中期染色体数目、大小和形态特征总汇。,。,核型分析,（,karyotype analysis,）,：在对染色体进行测量计算基础上，分组、编号、配对并进行形态分析过程。,遗传学专题知识专家讲座,第11页,12,1.,核型分析材料,普通以体细胞中期染色体数目和形态为准。,2.,染色体长度测量,绝对长度,(,实际长度,),以微米表示。普通不在显微镜下直接测量，因误差较大。通常是在放大照片上进行测量，然后按下式换算：,放大染色体长度,(mm,)/,放大倍数,1000,绝对长度多数情况下不太可靠，因预处理条件和染色体缩短程度难以完全相同。,相对长度,以百分比表示。计算公式以下：,染色体长度,/,染色体组总长度,100,3.,染色体类型及命名,通常以臂比值和着丝粒指数确定染色体类型并命名。,遗传学专题知识专家讲座,第12页,13,遗传学专题知识专家讲座,第13页,14,人染色体核型分析命名标准：,人染色体由,22,对常染色体和一对性染色体,(,xx,或,XY,),组成。,1960,年，在美国,Denver,城举行国际会议上，确定了人核型分析标准。其命名标准是：“,依据染色体长度依次减小和着丝粒位置，把人,46,条染色体进行分组编号,”。共分,7,个组群，分别为,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,、,G,，常染色体编为,1-22,号，性染色体不编号，用,XX,或,XY,表示。,各组群包含染色体数以下：,遗传学专题知识专家讲座,第14页,15,A,组,:13,号。其中,1,、,3,号为中部着丝粒染色 体，,2,号为亚中部着丝粒染色体。,B,组：,45,号。为亚中部着丝粒染色体。,C,组：,612,号,(,含,X),。为亚中部着丝粒染色体。,D,组：,1315,号。为亚端部着丝粒染色体，有随体。,E,组：,1618,号。其中,16,号为中部着丝粒，,17,和,18,号为亚中部着丝粒染色体。,F,组：,1920,号。为中部着丝粒染色体。,G,组：,2122,号,(,含,Y,）。为亚端部着丝粒染色体。,Y,为该组中最大染色体。,遗传学专题知识专家讲座,第15页,16,遗传学专题知识专家讲座,第16页,17,五、染色体超微结构,遗传学专题知识专家讲座,第17页,18,从染色质到染色体组装,遗传学专题知识专家讲座,第18页,19,第二节 细胞分裂及染色体行为,遗传学专题知识专家讲座,第19页,20,一、细菌细胞分裂,细菌不经过有性方式繁殖，染色体不凝缩，没有着丝粒，也没有纺锤体结构。双链环状,DNA,分子伴随细胞生长采取二分分裂方式分开。,遗传学专题知识专家讲座,第20页,21,二、有丝分裂（,mitosis,）中染色体行为,1.,高等生物有丝分裂是一个连续过程，分为前期、中期、后期、末期四个时期。,2.,特点：细胞分裂一次，染色体复制一次，两个子细胞中遗传物质不变。,3.,遗传学意义：一个细胞产生两个子细胞，每个子细胞各含有与亲代细胞在数目和形态上相同染色体，确保了生物遗传稳定性，维持了个体生长发育。,遗传学专题知识专家讲座,第21页,22,(1),前期,(prophase),：,前期核内染色体细丝开始螺旋化，缩短变粗，染色体逐步清楚起来。每一染色体含有纵向并列两条染色单体，前期快结束时，染色体缩得很短，,核膜核仁逐步消失。,遗传学专题知识专家讲座,第22页,23,(2),中期,(metaphase),：,中期开始时，核膜崩解，核质与胞质混和。纺锤丝与染色体着丝粒区域连接。染色体向赤道面移动，着丝粒区域排列在赤道板上。这时最易染色体计数、分析。,纺锤丝出现，染色体聚集，,着丝点排列在赤道面上。,遗传学专题知识专家讲座,第23页,24,(3),后期,(anaphase),：,每一染色体着丝粒分裂为二，相互离开。每一染色体两条染色单体被纺锤丝拉向两极，产生两个子染色体。,着丝点分开，染色单体分向两极,遗传学专题知识专家讲座,第24页,25,(4),末期,(telophase),两组子染色体抵达两极，染色体螺旋结构逐步消失，又出现核重建过程。两个子核形成后，接着便发生细胞质分割过程，把母细胞分隔成两个子细胞，细胞分裂结束。,染色体抵达两极且解螺旋，,子细胞、核仁核膜逐步形成。,遗传学专题知识专家讲座,第25页,26,间期,早前期,晚前期,中期,后期,末期,有丝分裂,过程示意图,遗传学专题知识专家讲座,第26页,27,遗传学专题知识专家讲座,第27页,28,三、减数分裂,(meiosis),中染色体行为,减数分裂也叫成熟分裂。是生殖细胞形成过程中进行一个特殊有丝分裂。其特点是：连续进行两次核分裂，而染色体只复制一次，最终形成四个子细胞，每个子细胞中染色体数目减半。,两次连续核分裂分别称为,第一次分裂,(M,),和,第二次分裂,(M,),，,每次分裂都可分成前、中、后、末四期。其中最复杂和最长时期是前期,，又可细分为,细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。,遗传学专题知识专家讲座,第28页,29,联会,联会复合体,交叉,交换,遗传学专题知识专家讲座第29页,30,联会复合体，由配对着同源染色体相对面各产生一个侧成份，两个侧成份在中央合并为一个中央成份。,出现在偶线期，成熟于粗线期，消失于双线期,。,联会复合体主要功效是，首先把同源染色体,2,个组员稳定在大约,120,nm,恒定距离中，是同源染色体配正确必要条件；另首先，在适当条件下激活染色体交换与遗传重组。,遗传学专题知识专家讲座,第30页,31,第一次分裂,前期,(,prophase,),细线期,leptotene,染色体细长如丝，首尾难分，,彼此缠绕在一起,遗传学专题知识专家讲座,第31页,32,偶线期,zygotene,同源染色体开始彼此靠拢联会配对，形成联会复合体。,遗传学专题知识专家讲座,第32页,33,粗线期,pachytene,二价体凝缩变短变粗呈粗线状，,可发生非姊妹染色单体间交换。,粗线期：染色体继续缩短变粗，两条同源染色体配对完成，形成一个二价体。每一二价体含有四条染色单体。,遗传学专题知识专家讲座,第33页,34,双线期,diplotene,染色体继续变短变粗，同源染色体开始排斥，有交叉结出现，呈麻花状。,双线期：双价体中两条同源染色体开始分离，有些地方可看到交叉现象。,交叉地方实际上是染色单体发生,了交换结果。,交叉伴随染色体深入分开向两极移动，交叉数目随之降低，这种现象叫做,交叉端化,。,遗传学专题知识专家讲座,第34页,35,终变期,diakinesis,交叉节端化，染色体更粗短，二价体分散在核区内靠近核膜，可计数。,终变期：两条同源染色体仍有交叉联络着，所以仍为,n,个双价体。染色体变得更为粗短，螺旋化到达最高度，双价体开始向赤道面移动，分裂进入中期,I,。,遗传学专题知识专家讲座,第35页,36,中期,I,：,各个双价体排列在赤道面上，两个同源染色体上着丝粒逐步远离，双价体开始分离，但仍有交叉联络着。,核仁核膜消失，纺锤丝形成，二价体着丝粒相对排列在赤道面上，同源染色体两个组员随机朝向一极。,遗传学专题知识专家讲座,第36页,37,后期,I,：,双价体中,两条同源染色体,分开，分别向两极移动，每一染色体有,两个染色单体,，在着丝粒区相连。这么，每一极得到,n,条染色体，,即在后期,I,时染色体数目减半,。双价体中哪一条染色体移向哪一极是完全随机。,遗传学专题知识专家讲座,第37页,38,末期,I,：,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。,注意：,末期,I,染色体只有,n,个，但每个染色体含有两条染色单体；而有丝分裂末期染色体数为,2 n,个,，每个染色体只有,一,条染色单体。,染色体抵达两极，解螺旋，核膜核仁逐步形成，胞质分裂形成二分体,。,遗传学专题知识专家讲座,第38页,39,减数分裂间期：,在第一次分裂之末，两个子细胞进入间期，这时细胞核形态与有丝分裂间期相同，但许多生物没有间期或间期很短后期染色体直接进入第二次减数分裂晚前期，染色体依旧保持原来浓缩状态。不论有没有间期，在,两次减数分裂之间都没有,DNA,合成及染色体复制。,遗传学专题知识专家讲座,第39页,40,前期,II,、中期,II,、后期,II,和末期,II,前期,II,、中期,II,、后期,II,和末期,II,情况和有丝分裂过程完全一样，也是每一染色体含有两条染色单体，所不一样是染色体在第一次分裂过程中已经减数，只有,n,个染色体了。,遗传学专题知识专家讲座,第40页,41,第二次分裂,前期,II,prophase,每条染色体有两个单体，共一个着丝点，常呈,X,状。子细胞染色体数目为,n,。,遗传学专题知识专家讲座第41页,42,中期,II,metophase,核膜核仁消失，纺锤丝出现。每条染色体以着丝粒排列在赤道面上。,遗传学专题知识专家讲座,第42页,43,后期,II,anaphase,每条染色体着丝粒分裂为二，每条单体在纺锤丝作用下分别移向两极。,遗传学专题知识专家讲座,第43页,44,末期,II,telophase,抵达两极染色体解螺旋，核膜核仁相继出现，胞质分裂。,遗传学专题知识专家讲座,第44页,45,四分体,the tetrad,由原来一个母细胞经过两次连续分裂产生四个子细胞，称为四分子。,遗传学专题知识专家讲座,第45页,46,遗传学专题知识专家讲座,第46页,47,减数分裂特点,遗传学专题知识专家讲座,第47页,48,减数分裂遗传学意义,遗传学专题知识专家讲座,第48页,49,第三节 染色体周史,全部以有性生殖繁殖生物生活史中，都会经历二倍体和单倍体循环。在高等生物如动、植物中，在绝大部分生活周期中是以二倍体,(2n),形式存在；而在低等生物中大部分生活周期是以单倍体,(n),形式存在。,一、动物染色体周史,在动物中仅仅只是在减数分裂形成配子阶段才存在单倍体，而在其它绝大部分生活史中是以二倍体形式存在。,遗传学专题知识专家讲座,第49页,50,遗传学专题知识专家讲座,第50页,51,二,.,高等植物染色体周史,植物大部分生活史也是处于二倍体阶段，叫,孢子体,(sporophyte),，只有一小部分是在单倍体阶段，叫,配子体,(gametophyte),。植物生活史比动物要复杂。配子体只是经历极少数几次有丝分裂,(,图,),。,遗传学专题知识专家讲座,第51页,52,雌配子体（胚囊）：,1,个卵细胞,2,个极核,2,个助细胞,3,个反足细胞,植物雌雄配子形成,花粉（雄配子体）：,2,个精核,1,个营养核,（花粉管核）,植物双受精：,卵细胞,+,精核 合子,2,个极核,+,精核 ,3n,胚乳,遗传学专题知识专家讲座,第52页,53,遗传学专题知识专家讲座,第53页,54,三、真菌类染色体周史,真菌生活史是单倍体世代占优势，二倍体世代时间较短。,脉孢霉,(,Neurospora crassa,),有,两种繁殖方式,(,图,),：一个是无性繁殖，当分生孢子,(n),或菌丝落在营养物上，孢子萌发，菌丝生长形成菌丝体,(n),。,遗传学专题知识专家讲座,第54页,55,分生孢子,萌发孢子,孢子无性繁殖,遗传学专题知识专家讲座,第55页,56,另一个是有性繁殖，两个不一样交配型,(mating,types),或接合型菌丝体结合。一个交配型（,A,）单倍体核,(n),经过另一交配型,(a),子实体受精丝，进入子实体中，二者核融合形成,2n,核,(A,a),。每个二倍体核经减数分裂形成四个单倍体核,四分子，再经过一次有丝分裂形成,8,个核（,n,），很整齐地排列在一个子囊中，它们是单一减数分裂产物。,遗传学专题知识专家讲座,第56页,57,遗传学专题知识专家讲座,第57页,58,第四节 遗传染色体学说,1900,年孟德尔定律重新发觉引发了人们对它极大兴趣。,1902,年，美国,W.Sutton,和德国,T.Boveri,基于各自试验结果，提出了遗传染色体理论，认为孟德尔,遗传因子是由染色体携带，遗传因子行为和性细胞在减,数分裂过程中染色体行为有着平行关系,：,遗传学专题知识专家讲座,第58页,59,基因和染色体关系,遗传学专题知识专家讲座,第59页,60,染色体和遗传因子（基因）之间平行关系：,1.,染色体有自己个体性，基因也有自己独立性和完整性。,2.,染色体在体细胞中成对存在，在配子中成单存在，基因也一样。,3.,个体中成正确染色体一个来自父本，一个来自母本，基因也是如此。,4.,不一样对基因在形成配子时分离与不一样对染色体在减数分裂后期分离，都是独立分配。,Sutton,指出，假如假定基因在染色体上，就可圆满地解释孟德尔分离定律和自由组合定律。,遗传学专题知识专家讲座,第60页,61,一、分离定律 减数分裂中,一对同源染色体,分离与,等位基因,分离,遗传学专题知识专家讲座,第61页,62,二、自由组合定律 减数分裂中,非同源染色体,自由组合与非同源染色体上,非等位基因,自由组合,遗传学专题知识专家讲座,第62页,