遗传的细胞学基础ppt课件.ppt
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1、n所有的生物体都是由细胞组成的。所有的生物体都是由细胞组成的。n细胞细胞是生物体形态结构和是生物体形态结构和生命活动的基本生命活动的基本单位单位,也是生长发育和遗传的基本单位。,也是生长发育和遗传的基本单位。n根据构成生物体的基本单位,可以将生物分为根据构成生物体的基本单位,可以将生物分为非细胞生物非细胞生物:包括:包括病毒、噬菌体病毒、噬菌体( (细菌病毒细菌病毒) ),具有前细胞形态的构成单位;具有前细胞形态的构成单位;细胞生物细胞生物:以细胞为基本单位的生物;根据细:以细胞为基本单位的生物;根据细胞核和遗传物质的存在方式不同又可以分为:胞核和遗传物质的存在方式不同又可以分为:真核生物真核
2、生物( (eukaryote)eukaryote):( (真核细胞真核细胞) )原生动物、单原生动物、单细胞藻类、真菌、高等植物、动物、人类细胞藻类、真菌、高等植物、动物、人类原核生物原核生物( (prokaryote)prokaryote):( (原核细胞原核细胞) )细菌、蓝藻细菌、蓝藻( (蓝细菌蓝细菌) )v真核细胞真核细胞: 由细胞膜、细胞质、细胞核及由细胞膜、细胞质、细胞核及(植物植物)细胞壁构成细胞壁构成.v细胞核由四个部分组成:细胞核由四个部分组成:1. 核膜核膜;2. 核液核液;3. 核仁核仁;4. 染色质和染色体染色质和染色体。n染色质染色质是在是在间期细胞核间期细胞核内有
3、由内有由DNADNA、组蛋白、组蛋白、非组蛋白非组蛋白和和少量少量RNARNA组成的,易被组成的,易被碱性染料碱性染料着着色的一种无定形物质。色的一种无定形物质。n细胞分裂期细胞分裂期,染色质卷缩而呈现为一定数目和,染色质卷缩而呈现为一定数目和形态的形态的染色体染色体。n染色质和染色体是染色质和染色体是同一物质在细胞分裂过程中同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态所表现的不同形态。n通常根据间期染色反应,可以将染色质分为通常根据间期染色反应,可以将染色质分为n异染色质异染色质( (heterochromatin)heterochromatin):在细胞间期染在细胞间期染色质线中色质线中染色很
4、深染色很深的区段。的区段。n常染色质常染色质( (euchromatineuchromatin) ):染色质线中染色质线中染色较染色较浅且着色均匀浅且着色均匀的区段。的区段。结构差异结构差异: :n在细胞分裂间期,常染色质呈在细胞分裂间期,常染色质呈高度分散状态高度分散状态,所以所以染色较浅且着色均匀。染色较浅且着色均匀。n异染色质在间期的复制晚于常染色质异染色质在间期的复制晚于常染色质,间期仍,间期仍然高度螺旋化状态,紧密卷缩然高度螺旋化状态,紧密卷缩( (异固缩异固缩, , heteropycnosisheteropycnosis) ),所以所以染色很深染色很深。 n常染色质常染色质带有重
5、要的遗传信息,带有重要的遗传信息,在间期活跃表在间期活跃表达达。转录主要在间期进行,并需要染色质。转录主要在间期进行,并需要染色质( (局局部部) )处于解螺旋状态。处于解螺旋状态。n异染色质异染色质在遗传功能上是在遗传功能上是惰性的惰性的,一般不编码一般不编码蛋白质蛋白质,主要起维持染色体结构完整性的作用。,主要起维持染色体结构完整性的作用。功能差异功能差异: :n组成性组成性(constitutive)n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;n构成染色体的特殊区域,如着丝粒等;构成染色体的特殊区域,如着丝粒等;n一般无功能表达;一般无功能表达;nDNADN
6、A序列具有高度重复性序列具有高度重复性。n兼性兼性(facultative)n在一定发育阶段,由常染色质转变而来在一定发育阶段,由常染色质转变而来n存在于染色体的任何部位;存在于染色体的任何部位;n如如X X染色体失活染色体失活组成性组成性异染色质异染色质与兼性异染色质与兼性异染色质n染色体是所有生物细胞都具有的结构。染色体是所有生物细胞都具有的结构。n各物种染色体都具有特定的数目与形态特征。各物种染色体都具有特定的数目与形态特征。n而且同一物种内的各染色体间往往也能够通过其而且同一物种内的各染色体间往往也能够通过其形态特征加以区分识别。形态特征加以区分识别。n染色体的形态结构与数目在细胞分裂
7、过程中有一染色体的形态结构与数目在细胞分裂过程中有一系列规律性变化。系列规律性变化。n识别染色体的形态特征的最佳时期是识别染色体的形态特征的最佳时期是细胞有丝分细胞有丝分裂中期和早后期裂中期和早后期。这时。这时染色体收缩程度最大,形染色体收缩程度最大,形态最稳定,并且分散排列、易于计数态最稳定,并且分散排列、易于计数。n不同物种间染色体的大小差异很大,长度的变幅不同物种间染色体的大小差异很大,长度的变幅为为(0.20-50 (0.20-50 m)m),宽度的变幅为宽度的变幅为(0.20-2.00 (0.20-2.00 m)m)。n同一物种不同染色体宽度大致相同,其染色体大同一物种不同染色体宽度
8、大致相同,其染色体大小主要对长度而言。小主要对长度而言。v在进行染色体形态识别研究时,需要首先将同一物种不同染在进行染色体形态识别研究时,需要首先将同一物种不同染色体进行色体进行区分、编号区分、编号;v染色体各形态特征中的染色体染色体各形态特征中的染色体长度是编号的第一依据长度是编号的第一依据。通常。通常由长到短由长到短对染色体进行编号。对染色体进行编号。n着丝粒是细胞分裂时纺锤丝附着着丝粒是细胞分裂时纺锤丝附着( (attachment)attachment)的区域,又称为的区域,又称为着丝点着丝点。n着丝粒不会被染料染色着丝粒不会被染料染色,所以在光学显微镜下,所以在光学显微镜下表现为染色
9、体上一缢缩部位表现为染色体上一缢缩部位( (无色间隔点无色间隔点) ),也,也称为称为主缢痕主缢痕( (primary constriction)primary constriction)。n着丝粒所连接的两部分称为着丝粒所连接的两部分称为染色体臂染色体臂。中间着丝粒染色体中间着丝粒染色体 (“V V型型”)( (metacentricmetacentric chromosome, chromosome, M.mM.m) 1) 11.71.7近中着丝粒染色体近中着丝粒染色体 (“L L型型”)( (submsubm etacentricetacentric chromosome, chromo
10、some, S.mS.m) 1.7) 1.73.03.0端部着丝粒染色体端部着丝粒染色体(“棒状棒状”)( (telocentrictelocentric chromosome , t ) 7.0 chromosome , t ) 7.0 近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体 (“棒状棒状”)( (subtelocentricsubtelocentric chromosome , chromosome , stst ) 3.0 ) 3.07.07.0 随体染色体随体染色体 (“颗粒状颗粒状”)( (satellite chromosome , Sat)satellite chromosome ,
11、Sat)染色单体染色单体长臂长臂短臂短臂n有丝分裂中期所观察到的有丝分裂中期所观察到的 染色体是经过间期复制染色体是经过间期复制 过,均包含有两条成分、过,均包含有两条成分、 结构和形态一致的染色结构和形态一致的染色 单体。单体。n一条染色体的两个染色单一条染色体的两个染色单 体互称为体互称为姊妹染色单体姊妹染色单体 ( (sister sister chromatidchromatid) )。n某些染色体的一个或两个臂上往往还具有另一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,称为个染色较淡的缢缩部位,称为次缢痕次缢痕,通常在,通常在染色体短臂上。染色体短臂上。n次缢痕末端
12、带有的圆形或略呈长形的突出体称次缢痕末端带有的圆形或略呈长形的突出体称为为随体随体。n次缢痕及随体的位置、大小也相对恒定,也是次缢痕及随体的位置、大小也相对恒定,也是染色体识别的重要标志染色体识别的重要标志。n次缢痕在细胞分裂时与核仁相联系。可能与核次缢痕在细胞分裂时与核仁相联系。可能与核仁的形成有关。仁的形成有关。 因此因此也称为核仁组织中心也称为核仁组织中心( (nucleolus organizer).nucleolus organizer).n生物物种的染色体数目是物种的特征,相对恒生物物种的染色体数目是物种的特征,相对恒定定;n体细胞中染色体成对存在体细胞中染色体成对存在(2(2n)
13、n),而配子中染色而配子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)n)。n体细胞中形态结构相同、遗传功能相似的一对体细胞中形态结构相同、遗传功能相似的一对染色体称为染色体称为同源染色体同源染色体( (homologous homologous chromosome)chromosome)。两条同源染色体分别来自生物两条同源染色体分别来自生物双亲。双亲。n形态结构上有所不同的染色体间互称为形态结构上有所不同的染色体间互称为非同源非同源染色体染色体( (non-homologous chromosome)non-homologous chromosome)。n组型分析组型分析(
14、(genome analysis)genome analysis),又称又称核型分析核型分析( (analysis of analysis of karyotypekaryotype):):n在细胞学制片在细胞学制片,(,(光学光学) )显微观察基础上,统计显微观察基础上,统计细胞内染色体数目细胞内染色体数目, ,并并根据染色体的长度、着根据染色体的长度、着丝粒的位置、次缢痕和随体丝粒的位置、次缢痕和随体等特征识别区分物等特征识别区分物种全部染色体的研究。种全部染色体的研究。n通过一系列特殊的处理,使得螺旋化程度和收缩方式通过一系列特殊的处理,使得螺旋化程度和收缩方式不同的染色体区段发生不同的
15、反应,再经过染色,使不同的染色体区段发生不同的反应,再经过染色,使其其呈现不同程度的染色区段呈现不同程度的染色区段( (往往是异染色质区段被往往是异染色质区段被染色染色) )。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体分带、显染色体分带、显带带( (chromosome banding)chromosome banding)或或染色体分染染色体分染( (differtialdiffertial staining of chromosome)staining of chromosome)。n不同的处理方法往往可以得到不同的染色体带形不同的处理方法往往可以得到不同的染色体带形。由。由
16、于染色体的部分螺旋化程度是特定的,因此一种好的于染色体的部分螺旋化程度是特定的,因此一种好的分带程序能够使染色体呈现丰富而稳定的带形。分带程序能够使染色体呈现丰富而稳定的带形。n带型分析带型分析:利用细胞内各染色体带型进一步区分、识:利用细胞内各染色体带型进一步区分、识别染色体的工作。别染色体的工作。n单线性与多线性单线性与多线性:n染色体在通常情况下具有单线性,但是双翅目染色体在通常情况下具有单线性,但是双翅目昆虫昆虫( (摇蚊、果蝇摇蚊、果蝇) )的幼虫唾液腺、肠、马氏管的幼虫唾液腺、肠、马氏管等的细胞中存在等的细胞中存在巨大染色体巨大染色体( (gaintgaint chromosome
17、)chromosome),往往具有往往具有多达多达20482048条染色质线条染色质线( (多线性多线性) )。n多线染色体产生于多线染色体产生于有丝分裂有丝分裂:n染色单体在间期正常进行复制,但未发生着丝粒染色单体在间期正常进行复制,但未发生着丝粒分裂和染色单体分离,导致一条染色体的染色单分裂和染色单体分离,导致一条染色体的染色单体数目成倍增长。体数目成倍增长。n例:在果蝇中唾腺染色体经内源有丝分裂可形成例:在果蝇中唾腺染色体经内源有丝分裂可形成10241024、20482048条染色质线的多线染色体。条染色质线的多线染色体。果蝇的唾腺染色体果蝇的唾腺染色体n灯刷染色体灯刷染色体:较普遍存在
18、于鱼类、两栖类和爬:较普遍存在于鱼类、两栖类和爬行类动物的卵母细胞中的一类形似灯刷的特殊行类动物的卵母细胞中的一类形似灯刷的特殊巨大染色体。巨大染色体。n由轴和侧丝组成由轴和侧丝组成, , 形似灯刷,是一类处于伸展形似灯刷,是一类处于伸展状态具有正在转录的环状突起的巨大染色体。状态具有正在转录的环状突起的巨大染色体。 n卵母细胞进行第一次减数分裂时卵母细胞进行第一次减数分裂时, , 停留在双线停留在双线期的染色体。期的染色体。n常是常是同源染色体配对形成的含有同源染色体配对形成的含有4 4条染色单体条染色单体的二价体的二价体。n染色体轴由染色体轴由染色粒染色粒( (chromomerechro
19、momere, , 是指染色质凝集而是指染色质凝集而成的颗粒成的颗粒) )轴丝轴丝构成构成, , 从染色粒向两侧伸出两个相类从染色粒向两侧伸出两个相类似的似的侧环侧环, ,伸出的环是成对对称的伸出的环是成对对称的, , n是一对同源染色体之间由一个或多个交叉联系起来;是一对同源染色体之间由一个或多个交叉联系起来;n染色粒轴丝染色粒轴丝是染色单体紧密折叠区域,由螺旋化的是染色单体紧密折叠区域,由螺旋化的染色质构成,为染色质构成,为不进行转录的片段不进行转录的片段。n侧环侧环是由于部分染色质没有螺旋化,或者螺旋化的是由于部分染色质没有螺旋化,或者螺旋化的程度较低,程度较低,是是DNADNA活跃转录
20、区域。活跃转录区域。 侧环具有粗细变化之过程。电镜下观察从侧环垂直侧环具有粗细变化之过程。电镜下观察从侧环垂直伸出之细丝为伸出之细丝为DNADNA轴转录产物轴转录产物,随转录之进展,随转录之进展,RNARNA链不链不断延长,外形呈断延长,外形呈“圣诞树圣诞树”样结构。样结构。nA A染色体染色体指真核细胞染色体组的任何正常染色体,指真核细胞染色体组的任何正常染色体,包括常染色体和性染色体,包括常染色体和性染色体,nA A染色体染色体在遗传上是重要的,对个体的正常生活在遗传上是重要的,对个体的正常生活和繁殖是必需的。其数目的增减和结构的变化对和繁殖是必需的。其数目的增减和结构的变化对机体会造成严
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