遗传物质存在形式以及其传递PPT课件.ppt

关于遗传物质的存在形式及其传递第一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月一、一、染色质与染色质与染色体染色体染色质的发现染色质的发现:从从19世纪中期到世纪中期到20世纪初，显微技术世纪初，显微技术的发展使人们关于细胞结构尤其是的发展使人们关于细胞结构尤其是细胞核细胞核的研究，有了长足的进展。的研究，有了长足的进展。1842年，德国科学家年，德国科学家C.vonNgeli首首次注意到次注意到细胞核内的着色物质细胞核内的着色物质。1882年，年，W.Flemming提出提出染色质染色质(Chromatin).第二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月染色质：染色质：细胞分裂细胞分裂间期间期，能被碱性染料染色的纤细网，能被碱性染料染色的纤细网状物，状物，是细胞分裂是细胞分裂间期间期遗传物质的存在形式。遗传物质的存在形式。鸡红细胞核内染色质电镜图鸡红细胞核内染色质电镜图细胞内的染色质显微镜图细胞内的染色质显微镜图1888年，细胞生物学家年，细胞生物学家W.Waldeyer才把才把光学显微镜下观察到的、真核细胞光学显微镜下观察到的、真核细胞分裂时分裂时细胞核中呈棒状可染色的结构，命名为细胞核中呈棒状可染色的结构，命名为染染色体色体（chromosome）。）。第三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月染色体染色体(chromosome)是真核生物是真核生物细胞分裂中期细胞分裂中期具有一具有一定定数目数目和和形态特征形态特征的的高度浓缩的染色质高度浓缩的染色质。染色体染色体染色质和染色体染色质和染色体染色质染色质和和染色体染色体是真核生物是真核生物遗传物遗传物质质存在的存在的两种不同形式两种不同形式，反映了它，反映了它们处于细胞分裂周期的不同功能阶们处于细胞分裂周期的不同功能阶段，两者不存在成分上的差异。段，两者不存在成分上的差异。第四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月常染色质常染色质euchromatin间期染色浅，间期染色浅，分裂期染色深，分裂期染色深，具有转录活性；具有转录活性；异染色质异染色质heterochromatin间间期染色深，期染色深，分裂期染色浅，分裂期染色浅，一般一般无转录活性。无转录活性。组成性异染色质组成性异染色质 兼性异染色质兼性异染色质 染染色色质质第五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月结构差异结构差异:两者结构上连续，化学性质上没有差异，只是核酸螺两者结构上连续，化学性质上没有差异，只是核酸螺旋化程度旋化程度(密度密度)不同。不同。异染色质区在间期的复制晚于常染色质，异染色质区在间期的复制晚于常染色质，间期仍然高度螺旋化状态，紧密卷缩间期仍然高度螺旋化状态，紧密卷缩所以染色很深；所以染色很深；而常染色而常染色质区处于松散状态，染色质密度较低，因此染色较浅。质区处于松散状态，染色质密度较低，因此染色较浅。这种这种同一染色体染色深浅不同的现象称为同一染色体染色深浅不同的现象称为异固缩异固缩(heteropycnosis)功能差异功能差异:遗传信息的表达遗传信息的表达(转录转录)主要在间期进行，并需要染主要在间期进行，并需要染色质局部解螺旋态。色质局部解螺旋态。常染色质常染色质间期活跃表达，带有重要的遗传信息。间期活跃表达，带有重要的遗传信息。异染色质异染色质在遗传功能上是惰性的，一般不编码蛋白质，主要在遗传功能上是惰性的，一般不编码蛋白质，主要起维持染色体结构完整性的作用。起维持染色体结构完整性的作用。常染色质和异染色质的区别：常染色质和异染色质的区别：第六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月组成性异染色质与兼性异染色质组成性异染色质与兼性异染色质兼性兼性(facultative).可存在于染色体的任何部位；可存在于染色体的任何部位；在一些组织中不表现异固缩现象在一些组织中不表现异固缩现象(象常染色质一样正常表象常染色质一样正常表达达)，而在其它组织中表现异固缩现象，而在其它组织中表现异固缩现象(完全不表达完全不表达)；携带携带组织特异性表达的遗传信息。组织特异性表达的遗传信息。例如，例如，哺乳动物的哺乳动物的X染色体。其中一条染色体。其中一条X染色体表现为异染色染色体表现为异染色质，完全不表达其功能，而另一条质，完全不表达其功能，而另一条X染色体则表现为功能活染色体则表现为功能活跃的常染色质。跃的常染色质。组成性组成性(constitutive).构成染色体的特殊区域，如：着丝点部位等；构成染色体的特殊区域，如：着丝点部位等；在所有组织、细胞中均表现异固缩现象；在所有组织、细胞中均表现异固缩现象；只与染色体结构有关，一般无功能表达；只与染色体结构有关，一般无功能表达；第七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月二、二、染色体的形态结构染色体的形态结构v染色体的染色体的形态结构形态结构与与数目数目在细胞分裂过程中在细胞分裂过程中有一系列规律性变化。有一系列规律性变化。v识别染色体的形态特识别染色体的形态特征的最佳时期是细胞征的最佳时期是细胞有丝分裂中期和早后有丝分裂中期和早后期。期。这时染色体收缩这时染色体收缩程度最大，形态最稳程度最大，形态最稳定，并且分散排列、定，并且分散排列、易于计数。易于计数。v染色体的染色体的形态结构形态结构与与数目数目在细胞分裂过在细胞分裂过程中有一系列规律性程中有一系列规律性变化。变化。第八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月真核生物细胞分裂周期中，真核生物细胞分裂周期中，在光学显微镜下可以清楚地在光学显微镜下可以清楚地看到看到染色体染色体。着丝粒（主缢痕）着丝粒（主缢痕）次缢痕次缢痕染色体臂染色体臂随体随体端粒端粒第九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1 1 主缢痕主缢痕着丝粒着丝粒被染料染色较浅，在光学显微被染料染色较浅，在光学显微镜下表现为染色体上一缢缩部位镜下表现为染色体上一缢缩部位(无色无色间隔点间隔点)，所以又称，所以又称为主缢痕为主缢痕(primaryconstriction)。着丝粒着丝粒：一种盘状结构，一种盘状结构，2条染色单条染色单体连接的部位。体连接的部位。着丝点：着丝点：主缢痕主缢痕处的一种内部结构，处的一种内部结构，纺锤丝纺锤丝接触的部位。接触的部位。第十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2染色体臂染色体臂长臂长臂(q)短臂短臂(p)是是染色体的主体染色体的主体各各染染色色体体着着丝丝粒粒的的位位置置相相对对稳稳定定，因因而而根根据据着着丝丝粒粒的的位置将染色体分为：位置将染色体分为：中间中间着丝粒染色体着丝粒染色体 近中近中着丝粒染色体着丝粒染色体近端近端着丝粒染色体着丝粒染色体 端端着丝粒染色体着丝粒染色体粒状粒状染色体染色体第十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 染色体的形态类型染色体的形态类型染色体类型染色体类型符号符号臂比臂比着丝粒指着丝粒指数数后期形态后期形态中间着丝粒染色体中间着丝粒染色体M1.001.670.5000.375V近中着丝粒染色体近中着丝粒染色体SM1.683.000.3740.250L近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体ST3.017.000.2490.125I顶端着丝粒染色体顶端着丝粒染色体T7.010.1240.000I注：注：臂比：长臂长度臂比：长臂长度/短臂长度；短臂长度；短臂长度短臂长度/染色体总长度染色体总长度第十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月某些染色体的一个或两个臂上往往还具有某些染色体的一个或两个臂上往往还具有另一个染色较淡的缢缩部位，称为另一个染色较淡的缢缩部位，称为次缢痕次缢痕(secondaryconstriction)，通常在染色体短臂上。通常在染色体短臂上。次缢痕的末端的圆形或略长形的突出体，称次缢痕的末端的圆形或略长形的突出体，称为为随体（随体（satellite）。）。次缢痕在细胞分裂时，紧密地与核仁相联系。与次缢痕在细胞分裂时，紧密地与核仁相联系。与核仁的形成有关，因此也称为核仁的形成有关，因此也称为核仁组织中心核仁组织中心(nucleolusorganizer)。次缢痕、随体的次缢痕、随体的位置、大小位置、大小也相对恒定，可也相对恒定，可以作为染色体识别的标志。以作为染色体识别的标志。不是所有染色体都有次缢痕不是所有染色体都有次缢痕玉米玉米,6；小麦，；小麦，1B,6B；人类，；人类，13，14，15，21，223 3 次缢痕与随体次缢痕与随体第十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月4 4 端粒端粒端体端体/端粒端粒(telomere)：端粒是染色体臂末端的特化部分。端粒端粒是染色体臂末端的特化部分。端粒在染色体中没有明显的外部形态特征，但往往表现对碱性染料在染色体中没有明显的外部形态特征，但往往表现对碱性染料着色较深。着色较深。端粒端粒对染色体对染色体DNA分子末端起封闭、保护作用。分子末端起封闭、保护作用。防止防止DNA酶酶切；酶酶切；防止发生防止发生DNA分子间融合；分子间融合；保持保持DNA复制过程中的完整性。复制过程中的完整性。第十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月v不同生物物种的染色体数目是不同生物物种的染色体数目是生生物物种的特征物物种的特征，相对恒定；体细胞中，相对恒定；体细胞中染色体成对存在染色体成对存在(2n)，而性细胞中染色，而性细胞中染色体数目是体细胞中的一半体数目是体细胞中的一半(n)。体细胞中形态结构相同、遗传体细胞中形态结构相同、遗传功能相似的一对染色体功能相似的一对染色体称为称为同源同源染色体染色体(homologouschromosome)。两条同源染色体两条同源染色体分别来自生物双亲。分别来自生物双亲。形态结构上有所不同的染色体形态结构上有所不同的染色体间互称为间互称为非同源染色体非同源染色体(non-homologouschromosome)。三、三、染色体的染色体的数目及大小数目及大小第十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月u黑麦体细胞中具有黑麦体细胞中具有14条染色体条染色体(2n=14)，即，即7对同源染色体；配子中则有对同源染色体；配子中则有7条染色体条染色体(n=7)，这这7条染色体间就互称为非同源染色体。条染色体间就互称为非同源染色体。u马蛔虫，马蛔虫，2n=2；瓶儿小草属，；瓶儿小草属，2n=8001200第十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月第十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月u染色体数目一般与物种进染色体数目一般与物种进化程度没有关系化程度没有关系；但对鉴别；但对鉴别亲缘关系有重要意义。亲缘关系有重要意义。如小麦属：如小麦属：2n=14，28，42。其近缘属也是其近缘属也是7的倍数关系。的倍数关系。第十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月不同物种间不同物种间染色体的大小差异很大，长度的变幅为染色体的大小差异很大，长度的变幅为(0.2-50 m)，宽度的变幅为，宽度的变幅为(0.2-2.0 m)。同一物种同一物种不同染色体宽度大致相同，其染色体大小主要对不同染色体宽度大致相同，其染色体大小主要对长度而言。长度而言。第十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月l多线染色体多线染色体l灯刷染色体灯刷染色体lB B染色体染色体四、特殊四、特殊染色体染色体第二十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月多线染色体多线染色体单线性与多线性：单线性与多线性：染色体在通常情况下具有单线性，但是双翅目昆虫染色体在通常情况下具有单线性，但是双翅目昆虫(摇摇蚊、果蝇蚊、果蝇)的幼虫唾液腺、肠、马氏管等的细胞中存在的幼虫唾液腺、肠、马氏管等的细胞中存在巨大巨大染色体染色体(gaintchromosome)，也叫也叫多线染色体多线染色体，由具有多达，由具有多达2048条染色质线条染色质线(多线性多线性)组成。组成。多线染色体产生于多线染色体产生于内源有丝分裂内源有丝分裂：染色单体在间期正常进行复制，但染色单体在间期正常进行复制，但未发生着丝粒分裂和染未发生着丝粒分裂和染色单体分离色单体分离，导致一条染色体的染色单体数目成培增长。，导致一条染色体的染色单体数目成培增长。例：在果蝇中唾腺染色体经例：在果蝇中唾腺染色体经10-11次内源有丝分裂可形成次内源有丝分裂可形成1024、2048条染色质线的多线染色体。条染色质线的多线染色体。第二十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月细胞分裂间期细胞分裂间期多线染色体的形态多线染色体的形态由于成百上千的染色质线并排，就使染色体由于不同区段由于成百上千的染色质线并排，就使染色体由于不同区段的螺旋化程度差异而在间期呈现清晰的的螺旋化程度差异而在间期呈现清晰的带纹带纹。染色体的螺旋化程度体现了染色质遗传活性，因而横纹的深染色体的螺旋化程度体现了染色质遗传活性，因而横纹的深浅和变化也可以作为研究基因活性差异的依据。浅和变化也可以作为研究基因活性差异的依据。第二十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月灯刷染色体灯刷染色体灯刷染色体灯刷染色体是在一些动物的初级卵细胞双线期、果蝇属的精细胞的是在一些动物的初级卵细胞双线期、果蝇属的精细胞的Y Y染色体、植物花粉细胞的终变期，观察到的另一种染色体、植物花粉细胞的终变期，观察到的另一种巨大染色体巨大染色体。它是一对同源染色体，这对同源染色体之间由一个或多个它是一对同源染色体，这对同源染色体之间由一个或多个交叉交叉的联系的联系起来。螺旋化的染色质构成灯刷染色体的柱状主体。毛状突起是由于部起来。螺旋化的染色质构成灯刷染色体的柱状主体。毛状突起是由于部分染色质没有螺旋化，或者螺旋化的程度较低。分染色质没有螺旋化，或者螺旋化的程度较低。配对的灯刷染色体;单条染色体区域;染色体小区.第二十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月第二十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月B染色体染色体许多生物除了具有一定数目许多生物除了具有一定数目的形态、结构稳定的的形态、结构稳定的常染色常染色体外（体外（A染色体），染色体），还有一些还有一些额外染色体。这些额外染色体。这些额外染色额外染色体又称为体又称为B染色体、副染色体、染色体、副染色体、超数染色体或附加染色体。超数染色体或附加染色体。额外染色体的数目在生物世额外染色体的数目在生物世代间及个体间都存在很大差代间及个体间都存在很大差异，并且很不稳定，在生物异，并且很不稳定，在生物世代间传递规律也与常染色世代间传递规律也与常染色体不同。体不同。第二十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月每一生物的染色体数目、大小及其形态特征都是特异的，这种特每一生物的染色体数目、大小及其形态特征都是特异的，这种特定的染色体组成称为定的染色体组成称为染色体组型染色体组型或或核型核型（karyotype）。）。按照染色体的数目、大按照染色体的数目、大小和着丝粒位置、臂比、小和着丝粒位置、臂比、次缢痕、随体等形态特征，次缢痕、随体等形态特征，对生物核内的染色体进行对生物核内的染色体进行配对、分组、归类、编号、配对、分组、归类、编号、进行分析的过程称为进行分析的过程称为染色染色体组型分析或核型分析体组型分析或核型分析（karyotypeanalysis）。）。五、染色体组型分析五、染色体组型分析第二十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月染色体带形分析：染色体带形分析：通过一系列特通过一系列特殊的处理，使得螺旋化程度和殊的处理，使得螺旋化程度和收缩方式不同的染色体区段发收缩方式不同的染色体区段发生不同的反应，再生不同的反应，再经过染色，经过染色，使其呈现不同程度的染色区段使其呈现不同程度的染色区段(往往是异染色质区段被染色往往是异染色质区段被染色)。而。而这些处理和染色方法就称为这些处理和染色方法就称为染色染色体分带、显带体分带、显带(chromosomebanding)或或染色体分染染色体分染(differtialstainingofchromosome)。第二十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月v生物的繁殖以细胞分裂为基础；对多细胞生物而言，其生物的繁殖以细胞分裂为基础；对多细胞生物而言，其生长发育也通过生长发育也通过细胞分裂细胞分裂实现。实现。v繁殖繁殖是生物或细胞形成新个体或新细胞的过程；是生物或细胞形成新个体或新细胞的过程；细胞分裂的方式可以分为：细胞分裂的方式可以分为：无丝分裂无丝分裂(amitosis)1 2有丝分裂有丝分裂(mitosis)减数分裂减数分裂(meiosis）3第二十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月一、一、细胞周期（细胞周期（cellcycle）细胞周期概念：细胞周期概念：细胞从前一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的细胞从前一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的时期为时期为细胞周期细胞周期(cellcycle),是细胞物质积累与细胞是细胞物质积累与细胞分裂循环的过程。分裂循环的过程。分为：分为：间期和分裂期间期和分裂期细胞分裂间期细胞分裂间期interphase：从前一次分裂结束到下：从前一次分裂结束到下一次分裂开始的过程。一次分裂开始的过程。第二十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月分生组织中细胞分裂的间期和分生组织中细胞分裂的间期和分裂期是周期性交替进行的。分裂期是周期性交替进行的。细胞沿着细胞沿着细胞沿着细胞沿着G1SG2MG1SG2M周期周期周期周期性运转。性运转。性运转。性运转。间期间期分裂期分裂期细胞周期细胞周期G G1 1期期G G2 2期期S S期期核分裂核分裂胞质分裂胞质分裂第三十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月G1期：期：与与DNA合成启动相关，开始合成合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳、碳水化合物、脂等，同时染色质去凝集。水化合物、脂等，同时染色质去凝集。S期：期：DNA复制与组蛋白合成同步，组成复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构。核小体串珠结构。G2期期：DNA复制完成，同时，在复制完成，同时，在G2期期合成一定数量的蛋白质和合成一定数量的蛋白质和RNA分子。分子。M期：期：染色体、纺锤体出现，染色体、纺锤体出现，染色体平均染色体平均分配到两个子细胞中。分配到两个子细胞中。细胞周期中不同时相中主要事件细胞周期中不同时相中主要事件 ：第三十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月细胞类型细胞类型细胞类型细胞类型细胞周期时间细胞周期时间细胞周期时间细胞周期时间 早期蛙胚胎细胞早期蛙胚胎细胞早期蛙胚胎细胞早期蛙胚胎细胞3030分钟分钟分钟分钟 酵母菌细胞酵母菌细胞酵母菌细胞酵母菌细胞1.531.53小时小时小时小时 小肠上皮细胞小肠上皮细胞小肠上皮细胞小肠上皮细胞1212小时小时小时小时 细胞培养成纤维细胞细胞培养成纤维细胞细胞培养成纤维细胞细胞培养成纤维细胞2020小时小时小时小时 人肝细胞人肝细胞人肝细胞人肝细胞年年年年G1SG2M合计合计蚕豆根尖细胞蚕豆根尖细胞57.55220.5紫鸭趾草根尖细胞紫鸭趾草根尖细胞110.52.5317.0紫露草根尖细胞紫露草根尖细胞410.82.72.5201）不同细胞的细胞周期时间差异很大；）不同细胞的细胞周期时间差异很大；2）S+G2+M的时间变化较小，的时间变化较小，细胞周期时间长短主要差别在细胞周期时间长短主要差别在G1期；期；3）有些分裂增殖的细胞缺乏）有些分裂增殖的细胞缺乏G1、G2期。期。细胞周期时间细胞周期时间 第三十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月细胞的类型细胞的类型 根据增殖状况分为下列三类：根据增殖状况分为下列三类：周期中细胞（周期中细胞（cyclingcell）：）：是指在细胞周期是指在细胞周期中连续运转中连续运转的细胞，又称为连续分裂细胞，的细胞，又称为连续分裂细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。静止期细胞（静止期细胞（quiescentcell）：）：指的是暂时离开指的是暂时离开细胞周期，停止细胞分裂，去执行一定的生物学细胞周期，停止细胞分裂，去执行一定的生物学功能，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期的功能，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期的细胞，又称为细胞，又称为G0期细胞期细胞，如淋巴细胞、肝、肾，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。细胞等。分化细胞：分化细胞：指不可逆地脱离细胞周期，丧指不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力，保持生理机能活动的细胞，失分裂能力，保持生理机能活动的细胞，如神经、肌肉、如神经、肌肉、多形核细胞等。多形核细胞等。第三十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月二二、无丝分裂无丝分裂(amitosis)l无丝分裂的分裂过程较简单无丝分裂的分裂过程较简单快速，整个分裂过程中快速，整个分裂过程中不出不出现纺锤丝现纺锤丝，因而称为因而称为无丝分裂无丝分裂；也称为也称为直接分裂直接分裂（directdivision）。植物的无丝分裂植物的无丝分裂相比于有丝分裂，无丝分裂速度较快而且耗能较少；相比于有丝分裂，无丝分裂速度较快而且耗能较少；无丝分裂不能保证遗传物质的均等分配；无丝分裂不能保证遗传物质的均等分配；是原核生物的主要分裂方式；是原核生物的主要分裂方式；真核生物中也存在无丝分裂。真核生物中也存在无丝分裂。第三十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月三三、有丝分裂有丝分裂(mitosis)有丝分裂有丝分裂又称为间接分裂，又称为间接分裂，指细胞通过形成纺锤丝和染色体将指细胞通过形成纺锤丝和染色体将遗传物质平均分配到子细胞中的细胞分裂形式。遗传物质平均分配到子细胞中的细胞分裂形式。它是真核细胞分裂最它是真核细胞分裂最普遍的形式。普遍的形式。在有丝分裂过程中，细胞的形态，尤其是细胞核的形态发生明在有丝分裂过程中，细胞的形态，尤其是细胞核的形态发生明显的变化，显的变化，出现了染色体和纺锤丝。出现了染色体和纺锤丝。有丝分裂包括两个紧密相连的过程：有丝分裂包括两个紧密相连的过程：核分裂核分裂和和胞质分裂胞质分裂。通常。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核分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。裂。第三十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 在细胞核分裂过程中，根据染色体形态的在细胞核分裂过程中，根据染色体形态的变化，一般将核分裂的连续过程人为地划分成变化，一般将核分裂的连续过程人为地划分成以下四个时期：以下四个时期：前期（前期（prophase）中期（中期（metaphase）后期（后期（anaphase）末期（末期（telophase）第三十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1 有丝分裂过程 间期(interphase)特征：特征：染色质解螺旋、松散分布在细胞质染色质解螺旋、松散分布在细胞质中，核仁染色深。中，核仁染色深。在光学显微镜下细胞状态不发生在光学显微镜下细胞状态不发生明显变化明显变化(早期有人称之为静止期早期有人称之为静止期)。事实上细胞处于生理、生化反应高度活事实上细胞处于生理、生化反应高度活跃的阶段，其呼吸和合成代谢都非跃的阶段，其呼吸和合成代谢都非常旺盛。常旺盛。第三十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月为细胞分裂奠定物质和能量为细胞分裂奠定物质和能量基础：基础：DNADNA的复制的复制 组蛋白的合成组蛋白的合成 能量准备能量准备 其它物质的合成其它物质的合成DNADNA合成是间期最重要的准备。合成是间期最重要的准备。1 有丝分裂过程间期(interphase)G1G1期：期：细胞体积迅速增大；细胞体积迅速增大；物质合成迅速，为染色体物质合成迅速，为染色体的复制做准备。的复制做准备。G2G2期：期：细胞体积增大；蛋细胞体积增大；蛋白质和白质和RNARNA合成活跃，细胞合成活跃，细胞分裂所需的高能化合物主分裂所需的高能化合物主要在此期合成。要在此期合成。第三十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1 有丝分裂过程前期(prophase)当当染色体呈可见的细线时标志染色体呈可见的细线时标志着细胞分裂开始，进入细胞着细胞分裂开始，进入细胞分裂前期。前期可以观察到细胞内发生下列变化：分裂前期。前期可以观察到细胞内发生下列变化：每个染色体两条染色质线每个染色体两条染色质线(染色单体染色单体)开始螺旋化、卷曲；开始螺旋化、卷曲；着丝粒尚未复制分裂，因而螺旋、卷曲逐渐可见的两条染色着丝粒尚未复制分裂，因而螺旋、卷曲逐渐可见的两条染色单体同一个着丝粒联结。单体同一个着丝粒联结。特点：特点：核仁、核膜逐渐核仁、核膜逐渐解体，前期结束时核仁消解体，前期结束时核仁消失。失。第三十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月核仁、核膜核仁、核膜消失消失标志标志着细胞分裂中期开始。着细胞分裂中期开始。染色单体进一步螺旋、收缩直至呈最短、染色单体进一步螺旋、收缩直至呈最短、最粗的状态最粗的状态;纺锤丝形成一个三维的结构，称为纺锤丝形成一个三维的结构，称为纺锤体纺锤体(spindle)；是细胞分裂过程中出现的一种与染色；是细胞分裂过程中出现的一种与染色体分离相关的体分离相关的临时性细胞器临时性细胞器。纺锤丝与染色体的着丝点附着，并牵引染色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，常将这个平面称为平面上，常将这个平面称为赤道板赤道板(或赤道面或赤道面)染色体臂自由分布在赤道面的两侧。染色体臂自由分布在赤道面的两侧。染色体形态稳定，染色体形态稳定，染色体排列于赤道板，染色体排列于赤道板，是研是研究染色体形态和数目的最佳时期究染色体形态和数目的最佳时期。1 有丝分裂过程中期(metaphase)第四十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1 有丝分裂过程后期(anaphase)v后期就是从着丝粒分裂到染色单后期就是从着丝粒分裂到染色单体到达两极的过程。体到达两极的过程。v特征：特征：由于纺锤丝的牵引作用，着丝粒发由于纺锤丝的牵引作用，着丝粒发生分裂；生分裂；每条染色体的两条染色单体，分别由每条染色体的两条染色单体，分别由纺锤丝拉向两极；纺锤丝拉向两极；两极都具有相同的染色两极都具有相同的染色(单单)体数。体数。第四十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1 有丝分裂过程末期(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，呈松散状染色体解螺旋化，呈松散状态；态；纺缍体消失纺缍体消失第四十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2胞质分裂胞质分裂植物胞质分裂植物胞质分裂植物胞质分裂植物胞质分裂胞质分裂胞质分裂是在二个新形成的子核是在二个新形成的子核之间之间形成新的细胞壁形成新的细胞壁，把一个母细，把一个母细胞（胞（mothercell）分隔成二个子细）分隔成二个子细胞（胞（daughtercell）的过程。）的过程。在后期，染色体接近两极时，在在后期，染色体接近两极时，在分裂面的两侧，由密集的微管以平分裂面的两侧，由密集的微管以平行方式排列形成了一个的圆柱状区行方式排列形成了一个的圆柱状区域，称为域，称为成膜体（成膜体（phragmoplast）。）。第四十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 动物细胞的胞质分裂动物细胞的胞质分裂l l有丝分裂后期赤道板形成有丝分裂后期赤道板形成有丝分裂后期赤道板形成有丝分裂后期赤道板形成分裂沟；分裂沟；分裂沟；分裂沟；l l微丝构成收缩环。微丝构成收缩环。微丝构成收缩环。微丝构成收缩环。第四十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月3 3 动植物细胞有丝分裂的比较动植物细胞有丝分裂的比较项目项目名称名称不同点不同点相同点相同点前期纺锤体前期纺锤体的形成的形成末期子细胞末期子细胞的分开的分开1.间期、中期、间期、中期、后期的变化情况后期的变化情况相同。相同。2.染色体都要经染色体都要经过自我复制，然过自我复制，然后平均地分配到后平均地分配到两个子细胞的核两个子细胞的核中，使每个子细中，使每个子细胞具有一套数目胞具有一套数目和形状完全相同和形状完全相同的染色体。的染色体。植物植物细胞细胞细胞两级发出细胞两级发出纺锤纺锤丝丝，由纺锤丝形成，由纺锤丝形成纺锤体。纺锤体。在赤道板部分出现在赤道板部分出现细胞板，并由中央细胞板，并由中央向四周扩展形成细向四周扩展形成细胞壁。胞壁。动物动物细胞细胞由已经复制的，移由已经复制的，移向两级的两组向两级的两组中心中心粒粒发出星射线，由发出星射线，由星射线形成纺锤体。星射线形成纺锤体。分隔成两个细胞不分隔成两个细胞不形成细胞板，而是形成细胞板，而是细胞中部的细胞膜细胞中部的细胞膜内陷，缢裂成两个内陷，缢裂成两个细胞。细胞。第四十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月（1）染色体形态的变化）染色体形态的变化高度螺旋、缩短变粗高度螺旋、缩短变粗染色质染色质染色体染色体解开螺旋，成为细长的丝解开螺旋，成为细长的丝（间、末期）（间、末期）（前、中、后期）（前、中、后期）（2）染色体行为变化）染色体行为变化复制复制散乱分布于纺缍体中央散乱分布于纺缍体中央着丝点排列在赤道板上着丝点排列在赤道板上着着丝点分裂丝点分裂染色体移向两级染色体移向两级4 4 有丝分裂中染色体形态，数目的变化有丝分裂中染色体形态，数目的变化第四十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月（3）染色体、染色单体，姐妹染色单体的关系）染色体、染色单体，姐妹染色单体的关系1 21 2染色体染色体姐妹染姐妹染色单体色单体染色单体染色单体染色单体染色单体连接在同一着丝点上的染色连接在同一着丝点上的染色单体互称单体互称姐妹染色单体。姐妹染色单体。（4 4）染色体数与）染色体数与DNADNA数的关系数的关系 染色体染色体：DNA1：1染色体染色体：DNA1：2有丝分裂：有丝分裂：G1、后期、末期、后期、末期有丝分裂：有丝分裂：G2、前期、中期、前期、中期第四十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月（5）一条染色体复制前后，着丝点分裂后的变化）一条染色体复制前后，着丝点分裂后的变化染色体染色体DNA染色单体染色单体图解图解复制前复制前复制后复制后着丝点分着丝点分裂后裂后110122220第四十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月5 5 有丝分裂的遗传学意义有丝分裂的遗传学意义子细胞与母细胞遗传组成和染色体数目的一致性子细胞与母细胞遗传组成和染色体数目的一致性核内染色体准确核内染色体准确复制、分裂复制、分裂，为两个子细胞的遗传组成与母细胞完全，为两个子细胞的遗传组成与母细胞完全一样打下基础；一样打下基础；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，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相同的染色体数目和组成。子细胞与母细胞具有相同的染色体数目和组成。通过有丝分裂维持了生物个体的正常生长和发育通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组织及细胞间遗传组成的一致性成的一致性)；并且保证了物种的连续性和稳定性。；并且保证了物种的连续性和稳定性。第四十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月6有丝分裂的异常现象有丝分裂的异常现象内源有丝分裂内源有丝分裂内源有丝分裂的三种情况：内源有丝分裂的三种情况：多核细胞多核细胞(multinucleatecell,polykaryocyte)：染色体染色体复制复制和核分裂正常进行，不发生细胞质分裂和核分裂正常进行，不发生细胞质分裂，形成具有多个，形成具有多个游离细胞核的多核细胞游离细胞核的多核细胞。单子叶植物胚乳形成早期。单子叶植物胚乳形成早期。核内有丝分裂核内有丝分裂(endomitosis)：染色体正常复制、着丝粒正常染色体正常复制、着丝粒正常分裂，分裂，核、质不分裂核、质不分裂。每条染色体复制、分裂产生的。每条染色体复制、分裂产生的两条染色体包含在同一个细胞核内。核内染色体数目两条染色体包含在同一个细胞核内。核内染色体数目成倍增加成倍增加。花药绒毡层细胞。花药绒毡层细胞。多线染色体多线染色体(polytenechromosome)：染色体正常复制，染色体正常复制，整个细胞经常性处于间期状态，整个细胞经常性处于间期状态，不发生着丝粒分裂，不发生着丝粒分裂，不进行核、质分裂。不进行核、质分裂。复制一次，染色体的染色质线成倍增复制一次，染色体的染色质线成倍增加，并由一个着丝粒结合在一起的。加，并由一个着丝粒结合在一起的。第五十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月四、四、减数分裂减数分裂(meiosis)减数分裂减数分裂是性母细胞成熟时，配子形成过程中所发生的一种是性母细胞成熟时，配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝特殊的有丝分裂分裂，又称，又称成熟分裂成熟分裂(maturationdivision)。其结果是产生染色体数。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。目减半的性细胞，所以称为减数分裂。减数分裂的特殊性表现在：减数分裂的特殊性表现在：具有一定的具有一定的时间性和空间性：时间性和空间性：生物个体性成熟后，动物性腺和生物个体性成熟后，动物性腺和植物造孢组织细胞中进行。植物造孢组织细胞中进行。连续进行两次分裂：连续进行两次分裂：遗传物质经过一次复制，连续两次分裂，遗传物质经过一次复制，连续两次分裂，导致染色体数目的减半。导致染色体数目的减半。同源染色体在第一次分裂前期同源染色体在第一次分裂前期(前期前期I，PI)相互相互配对配对(paring)，也称为联会，也称为联会(synapsis)；并且在同源染色体间发生片段的交并且在同源染色体间发生片段的交换。换。第五十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 1 1 减数分裂的过程减数分裂的过程前间期前间期（preinterphase）减数第一分裂减数第一分裂(meiosisI)中间期中间期(interkinesis)减数第二分裂减数第二分裂(meiosis)前期I 中期I 后期I 末期I前期II 中期II 后期II 末期II第五十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1减数分裂的过程减数分裂的过程 间期间期(interphase)性母细胞进入减数分裂前的间性母细胞进入减数分裂前的间期称为前减数分裂间期，也称期称为前减数分裂间期，也称为前间期。为前间期。这一时期是为性细胞进入减这一时期是为性细胞进入减数分裂作准备。其准备的内容数分裂作准备。其准备的内容包括：包括：染色体复制；染色体复制；有丝分裂向减数分裂转化。有丝分裂向减数分裂转化。特征：特征：持续时间比有丝分裂持续时间比有丝分裂间期长，特别是合成期间期长，特别是合成期较长；较长；合成期间往往仅有约合成期间往往仅有约99.7%的的DNA完成合成，完成合成，而其余的而其余的0.3%在偶线期在偶线期合成。合成。第五十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1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，所经历的时间较长，细胞核比有丝分裂这一时期细胞内变化复杂，所经历的时间较长，细胞核比有丝分裂前期核要大些。前期核要大些。根据细胞核染色体变化特征，可进一步分为五个时期：根据细胞核染色体变化特征，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).终变期终变期(diakinesis，PI5).第五十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月细线期细线期(leptonene，PI1)染色质螺旋收缩，在光学显微镜下呈细长线状染色体。染色质螺旋收缩，在光学显微镜下呈细长线状染色体。由着丝点连接由着丝点连接每个染色体含有两染色单体每个染色体含有