人类遗传的细胞学基础.ppt
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1、关于人类遗传的细胞学基础现在学习的是第1页,共61页第第3 3章章 人类遗传的细胞学基础人类遗传的细胞学基础一、细胞概述一、细胞概述 1 1、细胞膜;、细胞膜; 2 2、细胞核;、细胞核; 3 3、细胞质。、细胞质。二、细胞的分裂和增殖二、细胞的分裂和增殖(一)细胞周期与细胞有丝分裂(一)细胞周期与细胞有丝分裂 1 1、有丝分期间期、有丝分期间期 DNADNA合成前期、合成前期、DNADNA合成期、合成期、DNADNA合成后期合成后期 2 2、有丝分裂期、有丝分裂期 前期、中期、后期、末期前期、中期、后期、末期(二)减数分裂(二)减数分裂 1 1、减数第一次分裂:、减数第一次分裂: 前期前期(
2、细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期);(细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期); 中期中期; 后期后期; 末期末期 2 2、减数第二次分裂:、减数第二次分裂: 三、人类的染色体三、人类的染色体(一)人类染色质的化学组成(一)人类染色质的化学组成(二)人类染色体的结构和数目(二)人类染色体的结构和数目 1 1、 染色体形态和结构相关的术语染色体形态和结构相关的术语 染色单体、主缢痕、副缢痕、随体、端粒染色单体、主缢痕、副缢痕、随体、端粒 2 2、 核型与带型核型与带型(三)人类染色体的畸变(三)人类染色体的畸变 1 1、染色体数目的畸变、染色体数目的畸变 多倍体、单倍体、单体、三体、非整倍
3、体多倍体、单倍体、单体、三体、非整倍体 2 2、染色体结构畸变、染色体结构畸变 缺失、重复、倒位、易位、双着丝粒染色体、缺失、重复、倒位、易位、双着丝粒染色体、 等臂染色体、复杂易位等臂染色体、复杂易位现在学习的是第2页,共61页第第3 3章章 人类遗传的细胞学基础人类遗传的细胞学基础第一节第一节 细胞概述细胞概述 细胞是生命活动的基本组位,细胞构成各细胞是生命活动的基本组位,细胞构成各种组织,组织又构成器官,器官再形成系统,种组织,组织又构成器官,器官再形成系统,人体所有的生命活动都是在细胞中完成的。人体所有的生命活动都是在细胞中完成的。现在学习的是第3页,共61页一、细胞膜或质膜一、细胞膜
4、或质膜 -细胞表面的一层单位膜。细胞表面的一层单位膜。 质膜、核膜、内膜系统质膜、核膜、内膜系统现在学习的是第4页,共61页二、细胞核二、细胞核 核内核内染色体染色体(间期为染色质、有丝分裂期为染(间期为染色质、有丝分裂期为染色体),色体), 由由DNA和蛋白质构成。人体染色体和蛋白质构成。人体染色体46条,人类基因组中条,人类基因组中99%的遗传物质在染色体上。的遗传物质在染色体上。 核被膜核被膜-核表面由双层膜构成核表面由双层膜构成染色体示意图现在学习的是第5页,共61页三、细胞质三、细胞质 存在于质膜和核被膜之间的基质称为存在于质膜和核被膜之间的基质称为细胞质细胞质; 胞质中具有可辩认形
5、态和能够完成特定功能胞质中具有可辩认形态和能够完成特定功能的结构叫做的结构叫做细胞器细胞器; 除细胞器外,细胞质的其它部分称为除细胞器外,细胞质的其它部分称为细胞质细胞质基质或胞质溶胶,基质或胞质溶胶,其体积约占细胞质的一半。其体积约占细胞质的一半。 细胞质基质并不是均一的溶胶结构,共中还细胞质基质并不是均一的溶胶结构,共中还含有由微管、微丝和中间纤维组成的细胞骨含有由微管、微丝和中间纤维组成的细胞骨架结构。其主要作用是为细胞内各类生化反架结构。其主要作用是为细胞内各类生化反应和物质代谢提供场所和相对稳定的离子环应和物质代谢提供场所和相对稳定的离子环境。境。现在学习的是第6页,共61页现在学习
6、的是第7页,共61页1 1、内质网、内质网-由膜围成一个连续的管道系统。有由膜围成一个连续的管道系统。有粗面内质网和滑面内质网之分。表面内质网附有粗面内质网和滑面内质网之分。表面内质网附有核糖体,参与蛋白质合成和加工;滑面内质网表核糖体,参与蛋白质合成和加工;滑面内质网表面无核糖体,参与脂类合成。面无核糖体,参与脂类合成。2 2、高尔基体、高尔基体-由成摞的扁囊和小泡组成。由成摞的扁囊和小泡组成。3、核糖体、核糖体-由由rRNA和和蛋白组成。蛋白组成。4、线粒体、线粒体-由双层膜由双层膜围成。围成。现在学习的是第8页,共61页5 5、中心粒、中心粒-位于细胞中心部位,故名。由相互位于细胞中心部
7、位,故名。由相互垂直的两组三联微管组成。中心粒加中心粒周垂直的两组三联微管组成。中心粒加中心粒周围物质称为中心体围物质称为中心体6 6、溶酶体、溶酶体-人类细胞中行细胞内消化作用的人类细胞中行细胞内消化作用的细胞器。细胞器。 含有多种酸性水解酶。含有多种酸性水解酶。7 7、细胞骨架、细胞骨架-由微管、微丝和中间纤维丝构成。由微管、微丝和中间纤维丝构成。现在学习的是第9页,共61页第二节第二节 细胞的分裂和增殖细胞的分裂和增殖 细胞分裂:有丝分裂细胞分裂:有丝分裂 和减数分裂和减数分裂现在学习的是第10页,共61页一、细胞周期与细胞有丝分裂一、细胞周期与细胞有丝分裂 1 1个受精卵个受精卵有丝分
8、裂有丝分裂多细胞的人体,同多细胞的人体,同时保证每个个体的遗传物质的相同。时保证每个个体的遗传物质的相同。 细胞周期:从一次有丝分裂结束到下一有丝细胞周期:从一次有丝分裂结束到下一有丝分裂结束的时期。分裂结束的时期。 主要包括有丝分裂间期和主要包括有丝分裂间期和有丝分裂期两个阶段,其中在间期主要进行遗传有丝分裂期两个阶段,其中在间期主要进行遗传物质物质DNA的复制,使细胞的的复制,使细胞的DNA含量增加数倍,含量增加数倍,有丝分裂期则保证使细胞均匀地一分为二。有丝分裂期则保证使细胞均匀地一分为二。现在学习的是第11页,共61页1 1、有丝分裂间期、有丝分裂间期1 1)G G1 1期(期(DNA
9、DNA合成前期)。合成前期)。 从上次细胞分裂从上次细胞分裂完成到完成到DNADNA合成开始前的阶段。合成开始前的阶段。 G G1 1早期早期由于细胞大量合成由于细胞大量合成RNARNA和进行核糖体和进行核糖体组装,导致结构蛋白和酶的形成,这些酶控组装,导致结构蛋白和酶的形成,这些酶控制着用于形成新细胞成分的代谢活动。制着用于形成新细胞成分的代谢活动。 进入进入G G1 1后期后期,则主要合成,则主要合成DNADNA复制所需的前体复制所需的前体物质和酶类。此期细胞体积增大、核仁增大。物质和酶类。此期细胞体积增大、核仁增大。 G1G1期是期是DNADNA合成前的准备时期,也是细胞合成前的准备时期
10、,也是细胞生长的主要阶段。生长的主要阶段。DNADNA含量为含量为2C2C。现在学习的是第12页,共61页2 2)S S期(期(DNADNA合成期)。合成期)。从从DNADNA合成开始到合成开始到DNADNA合合成结束的全过程。成结束的全过程。 S S期期DNADNA进行复制的阶段,使体细胞的进行复制的阶段,使体细胞的DNADNA含含量由量由2c2c增加到增加到4 4C C。 主要特点主要特点是进行是进行DNADNA复制及复制及合成组蛋白及与合成组蛋白及与DNADNA复制相关的酶。复制相关的酶。现在学习的是第13页,共61页3 3)G G2 2期(期(DNADNA合成后期)合成后期)。 从从D
11、NADNA合成到有丝合成到有丝分裂期开始之前的阶段,是细胞进入有丝分裂分裂期开始之前的阶段,是细胞进入有丝分裂前的准备时期。前的准备时期。 主要特点主要特点是有丝分裂促进因子的活化和微是有丝分裂促进因子的活化和微管蛋白等有丝分裂器组分的合成,为进入有丝管蛋白等有丝分裂器组分的合成,为进入有丝分裂做准备。分裂做准备。现在学习的是第14页,共61页2 2、有丝分裂期、有丝分裂期 是是DNADNA、染色质等已经复制完成的细胞,、染色质等已经复制完成的细胞,将染色质加工、包装成将染色质加工、包装成染色体染色体,并把它们均等,并把它们均等地分成两份并形成两个子细胞的过程。地分成两份并形成两个子细胞的过程
12、。 其显著其显著特征特征是分裂过程中形成有丝分裂器,是分裂过程中形成有丝分裂器,以确保复制后的染色体一分为二,分别准确地形以确保复制后的染色体一分为二,分别准确地形成两个遗传上完全相同的子细胞。成两个遗传上完全相同的子细胞。 根据该过程出现的细胞形态学特征,可将根据该过程出现的细胞形态学特征,可将有丝分裂期划分为有丝分裂期划分为前期、中期、后期和末期前期、中期、后期和末期四四个连续的时段。个连续的时段。现在学习的是第15页,共61页1 1)前期。主要表现为染色体凝聚,)前期。主要表现为染色体凝聚,分裂极分裂极出现和出现和核膜核膜、核仁核仁的解体、的解体、消失。消失。2 2)中期。主要为纺缍体的
13、形成、)中期。主要为纺缍体的形成、染色体在纺缍丝牵引在细胞的赤染色体在纺缍丝牵引在细胞的赤道面上,形成赤道板。道面上,形成赤道板。3 3)后期。染色体的着丝粒一分为)后期。染色体的着丝粒一分为二,二,姊妹染色单体分离姊妹染色单体分离,标志着,标志着后期的开始。后期的开始。4 4)末期。细胞核重新形成,细胞质)末期。细胞核重新形成,细胞质发生分裂并形成两个子细胞的阶段。发生分裂并形成两个子细胞的阶段。现在学习的是第16页,共61页染色体染色体纺锤丝纺锤丝纺锤体纺锤体着丝点着丝点姊妹染色单体姊妹染色单体赤道板赤道板(与纺锤体中轴相垂(与纺锤体中轴相垂直的平面)直的平面)子染色体子染色体现在学习的是
14、第17页,共61页二、减数分裂二、减数分裂 减数分裂:减数分裂:在精子或卵子发生过程中,精母细胞在精子或卵子发生过程中,精母细胞(或卵母细胞)在发生过程中,只进行(或卵母细胞)在发生过程中,只进行一次一次DNADNA复制而发生二次连续的细胞分裂复制而发生二次连续的细胞分裂,形成四个精子,形成四个精子(或一个卵子和三个极体)的过程,结果是在成(或一个卵子和三个极体)的过程,结果是在成熟的配子中染色体数目减少一半。熟的配子中染色体数目减少一半。 在有性生殖上的意义在有性生殖上的意义(遗传的稳定性与变异性)(遗传的稳定性与变异性) 一方面通过受精过程使子代的染色体数目一方面通过受精过程使子代的染色体
15、数目恢复到与亲代相同,保持子代与亲代的遗传稳定恢复到与亲代相同,保持子代与亲代的遗传稳定性;性; 另一方面是在减数分裂中,由于同源染另一方面是在减数分裂中,由于同源染色体的联会和交换,产生染色体重组,以及非同色体的联会和交换,产生染色体重组,以及非同源染色体的自由组合,大增加了变异的范围和频源染色体的自由组合,大增加了变异的范围和频率,在进化上具有重要作用。率,在进化上具有重要作用。现在学习的是第18页,共61页减数分裂间期减数分裂间期1 1、减数、减数第一次分裂第一次分裂的基本过程的基本过程 (前期(前期I I、中期、中期I I、后期、后期I I、末期、末期I I)现在学习的是第19页,共6
16、1页(1 1)前期)前期细线期:细线期: 染色体完成复制,开始凝集。染色体完成复制,开始凝集。偶线期:偶线期: 同源染色体同源染色体 侧面紧密相贴,发生配对,即为侧面紧密相贴,发生配对,即为联联会会。 联会的染色体是专一性的,即只有同源染色体相互联会的染色体是专一性的,即只有同源染色体相互识别并配对,形成识别并配对,形成联会复合体联会复合体。配对的两条同源染色体分别。配对的两条同源染色体分别由由4 4条染色单体组成,称为条染色单体组成,称为四分体四分体。粗线期(重组期):粗线期(重组期): 同源染色体配对后,染色体明显变短同源染色体配对后,染色体明显变短变粗,结合紧密,同源染色体之间发生变粗,
17、结合紧密,同源染色体之间发生DNADNA交换,导致染色交换,导致染色体重组。体重组。双线期双线期: 联会复合体逐渐消失,同源染色体逐渐分开,联会复合体逐渐消失,同源染色体逐渐分开,但仍有几点相连。但仍有几点相连。 人类胚胎卵巢中的卵母细胞人类胚胎卵巢中的卵母细胞5 5个月即达到个月即达到这一阶段,直到性成熟排卵之前,每月一次卵成熟,是从该这一阶段,直到性成熟排卵之前,每月一次卵成熟,是从该期进入到减数分裂的其余阶段。期进入到减数分裂的其余阶段。终变期终变期: 染色体变成紧密凝集状态,核仁消失,染色体凝集染色体变成紧密凝集状态,核仁消失,染色体凝集成短棒状,开始形成纺缍体。成短棒状,开始形成纺缍
18、体。现在学习的是第20页,共61页前期前期细线期,偶线期,粗线期(重组期),细线期,偶线期,粗线期(重组期),终变期,终变期,现在学习的是第21页,共61页(2 2)中期)中期 核膜破裂,分散于核中的核膜破裂,分散于核中的四分体四分体在纺缍在纺缍丝作用下向纺缍丝中部移动,最后丝作用下向纺缍丝中部移动,最后排列到赤道排列到赤道板板上上。现在学习的是第22页,共61页(3 3)后期)后期 同源染色体分离并向两极移动,同源染色体分离并向两极移动,每一极每一极获得获得单倍单倍数量的染色体,每条染色体含有数量的染色体,每条染色体含有2 2条染色单体条染色单体。同时非同源染色体在分向两极同时非同源染色体在
19、分向两极时相互独立,父方和母方来源的非同源染色时相互独立,父方和母方来源的非同源染色体实现了自由组合。体实现了自由组合。现在学习的是第23页,共61页(4 4)末期)末期 新的核膜重新形成,纺缍体消失,形成两新的核膜重新形成,纺缍体消失,形成两个子细胞核,每个核中的染色体数目比体细胞个子细胞核,每个核中的染色体数目比体细胞减少了一半,但遗传物质的总量与体细胞相同,减少了一半,但遗传物质的总量与体细胞相同,因为此时的每条染色体由两条染色单体组成,因为此时的每条染色体由两条染色单体组成,并由同一着丝粒相连。并由同一着丝粒相连。现在学习的是第24页,共61页2 2、减数、减数第二次分裂第二次分裂 减
20、数第一次分裂后,并不进行减数第一次分裂后,并不进行DNADNA的复制,的复制,而是直接进入又一次分裂。而是直接进入又一次分裂。 第二次分裂的基本过程与有丝分裂相同,包第二次分裂的基本过程与有丝分裂相同,包括纺缍体的重新形成,每个细胞核中的括纺缍体的重新形成,每个细胞核中的姊妹染色姊妹染色体排列到赤道板体排列到赤道板上,姊妹染色体在纺缍丝作用上,姊妹染色体在纺缍丝作用下分开并下分开并移向两极移向两极,最后由一个性母细胞形,最后由一个性母细胞形成成4 4个子代细胞核。个子代细胞核。现在学习的是第25页,共61页 细胞的分裂和增殖细胞的分裂和增殖 细胞分裂:有丝分裂细胞分裂:有丝分裂 和减数分裂和减
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