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1、第二章 遗传的细胞学基础,课程安排,无期中考试，期末笔试 成绩组成 理论课考试(60%)+实验成绩(20%)+平时成绩(考勤+随堂测验（5次左右）+课后作业20%) 准备一个笔记本：预习笔记，上课笔记，知识要点，课后作业（随机上交检查）,学好遗传学,遗传学的特点 推理性的学科 多学科交叉融合 发展迅速 应用性强,预习、听课、复习 勤思考 多练习 掌握基本概念 掌握理论规律 领悟科研方法 循序渐进,仔细阅读课本内容,细胞分裂中的事故 Michael和Carole结婚5年后决定要一个孩子，Carole很快就怀孕了，她同Michael热切地等待孩子的降生，这是正常的妊娠和顺产。可是当孩子出生之后，他
2、们就知道有些不对劲。孩子昏睡及肌肉无力，斗短且十分扁平，眼睛斜视。经检查，染色体数为47而非46，多出一条21号染色体。,真核细胞的一般结构 染色体的形态、结构和数目 细胞的有丝分裂和减数分裂 动植物雌雄配子形成,本章重点和难点：掌握减数分裂(meiosis)过程中染色体的行为规律，深入认识减数分裂的遗传学意义。,细胞：生物有机体结构和生命的基本单位。 细胞器：指存在于细胞中，利用光学或者电子显微镜可以分辨的、具有一定形态特点并执行特定功能的结构。,一. 真核细胞的一般结构,细胞的基本特征,具有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白构成的生物膜。 所有细胞都具有两种核酸：DNA与RNA。 所有细胞都具有蛋白
3、质合成的机器核糖体。 所有细胞都以一分为二的分裂方式进行增殖。,核膜,核仁 核骨架,染色质,核质,细胞核基本结构,二. 染色体的结构、形态与数目,1.染色体的结构,核小体 nulieosome,超螺线管 supersolenoid,螺线管 solenoid,染色体 chromosome,一级结构核小体 二级结构螺线体 三级结构超螺线体 四级结构中期染色体,1974年R.D.Kornberg提出 D.E.Olins证实,1976年J.T.Finch证实,从DNA到染色体,DNA核小体螺线管超螺线管染色单体,1. 染色质(chromatin) 染色质：间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量R
4、NA组成、易被碱性染料染色的线性复合结构。包括常染色质和异染色质。,常染色质(euchromatina) 间期着色浅、螺旋化程度低、较伸展。 异染色质(heterochromatin) 间期着色深、螺旋化程度高、凝集状态,2. 染色体的形态、结构和数目,染色体的形态特征,随体 次缢痕 短臂 主缢痕 长臂,3. 染色体的数目,不同物种存在差异 同一物种相对恒定 体细胞中成双 生殖细胞中成单,水稻2n=24 玉米2n=20 陆地棉2n=52 小麦2n=42 萝卜2n=18 番茄2n=24,4. 染色体组型分析和显带,染色体组：一个生物赖以生存和保证正常生长与发育最低数目的一套染色体。 染色体组型：
5、有丝分裂中期染色体的表现，包括一个生物种的染色体数目、形态和组成。 染色体显带：经过一系列处理和染色，使染色体出现染色深浅不同的区段。 （Q、G、R、C、N带） 染色体组型分析（核型分析）：对生物核内全部染色体的形态特征所进行的分析。,正常男人的染色体组型及Giemsa显带,同源染色体(homologous chromosome)细胞中形态、结构和功能相同的一对染色体。（一个来自父方，一个来自母方） 非同源染色体(non-homologous chromosome) 细胞中形态、结构和功能不同的染色体互称为非同源染色体。 姊妹染色单体(sister chromatid)：染色体通过复制形成的由
6、同一着丝粒所连接在一起的两条遗传内容一样的子染色体。 非姊妹染色单体(non-sister chromatid) ：同源染色体中来自父方染色体的单体与来自母方染色体的单体互称为非姊妹染色单体。,灯刷染色体(lampbrush chromosome),停留在减数分裂双线期4个染色单体；此期细胞合成mRNA和储备物质。爪蟾卵母细胞灯刷染色体含有上万个loops（100kb），虽然大部分DNA仍凝集在chromomeres，每个loop对应于一个特定的DNA序列。,5.特殊染色体,果蝇唾腺多线染色体,停留在有丝分裂间期 染色质纤维不断复制，复制产物不分开 长度是普通染色体的100-200倍,三. 细
7、胞的有丝分裂和减数分裂,细胞周期(cell cycle) 上一次细胞分裂结束起到下一次细胞分裂止，细胞所经历的变化过程和时间。 例如：蚕豆根尖 19.5小时。 间期 分裂期 G1 S G2 M 5 7.5 5 2,无丝分裂(amitosis) 有丝分裂(mitosis) 减数分裂(meiosis),间期(interphase)：光学显微镜下，细胞核是均匀一致的，看不到染色体，似乎静止 (活跃的代谢状态) 。 间期可分为三个时期： G1期： DNA合成前期 S 期： DNA合成期 G2期： DNA合成后期,2.有丝分裂(mitosis) （ 包括前期、中期、后期和末期） Mitosis,染色质不
8、断凝集成染色体，每条染色体包括两条染色单体，共一个着丝点。核膜核仁逐渐消失。,前期 prophase,纺锤丝出现，染色体聚集， 着丝点排列在赤道面上。,中期 metaphase,着丝点分开，染色单体分向两极,后期 anaphase,染色体到达两极且解螺旋， 子细胞、核仁核膜逐渐形成。,末期 telophase,有丝分裂的意义？,3.减数分裂(meiosis)： 又称成熟分裂 配子形成过程中由性母细胞发生的一种特殊的有丝分裂。它使子细胞染色体数目减半，故又称为减数分裂。 包括两次连续的分裂过程。 减数分裂前间期 第一次分裂：前期I(细线期，偶线期，粗线期，双线期和终变期），中期I，后期I，末期I
9、 中间期 第二次分裂：前期II，中期II，后期II，末期II,第一次分裂 前期I prophaseI 细线期 leptotene,染色体细长如丝，首尾难分， 彼此缠绕在一起,偶线期 zygotene,同源染色体联会形成二价体,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的交换,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。,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。,中期 metaphaseI,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
10、成员随机朝向一极。,后期I anaphaseI,同源染色体两成员分向两极，实现染色体数目减半。,末期I telophase I,染色体到达两极，解螺旋，核膜核仁逐渐形成，胞质分裂形成二分体。,中间期 interphase,短暂停顿时期，不复制DNA,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。,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。,后期II anaphase,每条染色体的着丝粒分裂为二，每条单体在纺锤丝作用下分别移向两极。,末期II telophase,到达两极的染色体解螺
11、旋，核膜核仁相继出现，胞质分裂,四分体the tetrad,由原来的一个母细胞经过两次连续的分裂产生四个子细胞，称为四分子。,减数分裂的意义？,四. 动植物雌雄配子的形成,植物的双受精： 卵细胞+精核 合子 2个极核+精核 3n胚乳,遗传学意义,减数分裂： 1. 保持物种染色体数目的稳定 （通过染色体数目减半和受精过程） 2.变异的来源之一 （通过染色体分离、自由组合、交换）,有丝分裂：维持正常生长 保证物种稳定,课后练习: P32 第4,5,6,7,8,9,10题,本章要点： 真核细胞中染色体常成对存在-同源染色体 减数分裂中成对的染色体分开进入不同的配子 减数分裂中不同对的染色体进行独立分
12、配，因非同源染色体独立运动,有人观察到下列图像,请指出它们是有丝分裂还是减数分裂?母细胞染色体数是多少？,减数分裂 前期 2n=6,减数分裂 中期 2n=4,有丝分裂 2n=4,减数分裂 中期 2n=6,思考,小麦毛颖(A)对光颖(a)显性，抗锈(R)对感锈(r)显性，这两对基因独立遗传。杂交组合AaRraaRr aaRrAarr 中亲本的表型，配子的种类与比例以及F1的表型种类与比例。,AaRraaRr 毛颖抗病光颖抗病 配子( 1AR: 1Ar:1aR:1ar) (1aR :1ar) F1 1AaRR:2AaRr:1aaRR:1aaRr:1Aarr:1aaRr:1aarr 毛抗：光抗：毛感：光感=3:3:1:1,番茄红果（Y）对黄果（y）显性，二室（M）对多室（m）显性 。两对基因独立遗传。当一株红果、二室的番茄与一株红果、多室的番茄杂交后，子一代（F1）群体内有：3/8的植株为红果、二室的，3/8是红果多室的，1/8是黄果、二室的，1/8是黄果多室的。问：这两个亲本植株的基因型如何？,亲本基因型为 YyMmYymm 推导：据表型确定亲本为 Y_M_Y_mm 后代中 红果:黄果=(3/8+3/8):(1/8+1/8)=3:1 说明亲本是 YyYy 又 后代中 二室:多室=(3/8+1/8):(3/8+1/8)=1:1 说明亲本是Mmmm 所以亲本基因型为 YyMmYymm,
