第二章 遗传的染色体基础(3)

染色体的大小: 染色体的大小: a.各物种差异很大 染色体大小主要指长度， 各物种差异很大， a.各物种差异很大，染色体大小主要指长度， 同一物种染色体宽度大致相同。 同一物种染色体宽度大致相同。 长约0.2 0.2- µｍ、 长约0.2-50 µｍ、 宽约0.2 0.2µｍ。 宽约0.2-2.0 µｍ。 b.高等植物中单子叶植物的染色体一般比双子 b.高等植物中单子叶植物的染色体一般比双子 叶植物要大些。 叶植物要大些。
染色质
• 染色质和染色体实际上是同一物质在细胞分裂 过程中所表现的不同形态。 过程中所表现的不同形态。 • 染色质：染色体在细胞分裂间期所表现的形成， 染色质：染色体在细胞分裂间期所表现的形成， 呈纤细的丝状结构，是DNA和蛋白质复合体。 呈纤细的丝状结构， 和蛋白质复合体。 和蛋白质复合体
染色体是核中最重要而稳定的成分， 染色体是核中最重要而稳定的成分，它具有特定的形态 结构和一定的数目，具有自我复制的能力； 结构和一定的数目，具有自我复制的能力；并且积极参与细 自我复制的能力 胞的代谢活动， 胞的代谢活动，在细胞分裂过程中能出现连续而有规律性的 变化。当细胞分裂结束进入间期时，染色体又逐渐松散而回 变化。当细胞分裂结束进入间期时， 复为染色质， 复为染色质， 染色质和染色体是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
d. 顶端着丝粒染色体：着丝粒处断裂形成，棒状。 顶端着丝粒染色体：着丝粒处断裂形成，棒状。
主缢痕：着丝粒所在区域的染色体缢缩部分，染色较淡 主缢痕：着丝粒所在区域的染色体缢缩部分，染色较淡. 次缢痕：在某些染色体的一个或两个臂上还常另外有缢缩部位， 次缢痕：在某些染色体的一个或两个臂上还常另外有缢缩部位， 染色较淡。 染色较淡。 随体： 随体：某些染色体次缢痕的末端所具有的圆形或略呈长形的突 出体. 出体
3、后期 、
每个染色体的着丝点分裂为二， 每个染色体的着丝点分裂为二，各条染色体单 着丝点分裂为二 体各成为一个染色体，由纺锤丝拉向二极。 体各成为一个染色体，由纺锤丝拉向二极。
4、末期 、
在两极围绕着染色体出现新的核膜，染色体变得松乱细长， 在两极围绕着染色体出现新的核膜，染色体变得松乱细长， 出现新的核膜 核仁重新出现。一个细胞内形成两个子核，接着细胞质分裂， 核仁重新出现。一个细胞内形成两个子核，接着细胞质分裂， 在纺锤体的赤道板区域形成细胞板，分裂为两个子细胞。又恢 在纺锤体的赤道板区域形成细胞板，分裂为两个子细胞。 复为分裂前的间期状态。如图： 复为分裂前的间期状态。如图：
细胞分裂的方式： 细胞分裂的方式： 1、无丝分裂(mitosis)： 、无丝分裂 ： 也叫直接分裂，细胞核拉长，缢裂成两部分， 也叫直接分裂，细胞核拉长，缢裂成两部分，接着细胞 质也分裂，从而成为两个细胞。 质也分裂，从而成为两个细胞。因为在整个分裂过程中看不 到纺锤丝，故称为无丝分裂，是低等生物如细菌等的主要分 到纺锤丝，故称为无丝分裂， 裂方式。 裂方式。 2、有丝分裂(amitosis) 、有丝分裂 也叫间接分裂，在细胞分裂过程中，由于有纺缍丝的出现 也叫间接分裂，在细胞分裂过程中，由于有纺缍丝的出现 故称为有丝分裂。高等生物的细胞分裂主要是以有丝分裂方式 故称为有丝分裂。高等生物的细胞分裂主要是以有丝分裂方式 进行。 进行。
G1、S、G2、M等各个时期之间都存在着控制 、 、 、 等各个时期之间都存在着控制 由这些控制点决定细胞是否进入该时期。 点，由这些控制点决定细胞是否进入该时期。
一、有丝分裂
有丝分裂包含两个紧密相连的过程： 有丝分裂包含两个紧密相连的过程：先是细胞 核分裂，即核分裂为两个；后是细胞质分裂， 核分裂，即核分裂为两个；后是细胞质分裂，即细 胞分裂为二，各含有一个核。 胞分裂为二，各含有一个核。 细胞分裂是一个连续的过程，但为了便于描述 细胞分裂是一个连续的过程， 起见，一般把核分裂的变化特征分为四个时期， 核分裂的变化特征分为四个时期 起见，一般把核分裂的变化特征分为四个时期，前 期、中期、后期和未期。 中期、后期和未期。
染色体的形态特征: 2.2.1 染色体的形态特征:
形态组成:着丝粒、染色体臂、次缢痕和随体。 形态组成:着丝粒、染色体臂、次缢痕和随体。 着丝粒对于细胞分裂时染色体向两极牵引具有决定性作 用；缺失了着丝粒的断片将不能正常地随着细胞分裂而 分向两极，因而常会丢失。反之，具有着丝粒的断片将 分向两极，因而常会丢失。反之， 不会丢失。 不会丢失。 次缢痕和随体是识别特定染色体的重要标志； 次缢痕和随体是识别特定染色体的重要标志；某些次缢 核仁的特殊功能 痕具有组成核仁的特殊功能。 痕具有组成核仁的特殊功能。
2.3 细胞分裂
生物保持生长所必须的三个前提： 生物保持生长所必须的三个前提： 细胞体积的增加； 首先 细胞体积的增加； 遗传物质的复制； 其次 遗传物质的复制； 最后 要有一种机制保证遗传物质能从母细胞 给子细胞，即细胞分裂。 精确地传递 给子细胞，即细胞分裂。 所以说细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础。 所以说细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础。 细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础
根据着丝粒在染色体上的位置和两条染色体 臂的长度将染色体分为四种类型： 臂的长度将染色体分为四种类型：
中间着丝粒染色体： a. 中间着丝粒染色体：两臂大致等长
b. 近中着丝粒染色体：两臂不等长，L型。 近中着丝粒染色体：两臂不等长， 型
c. 近端着丝粒染色体：一个长臂和一个极短的臂 。 近端着丝粒染色体：
细胞周期： 细胞周期：从细胞上一次分裂完成到下 一次分裂结束的一段历程称 为细胞周期。 为细胞周期。 一个细胞周期包含一个分裂间期和一个 分裂期。 分裂期。
基因如何控制细胞周期? 基因如何控制细胞周期
有二类基因控制细胞周期: 有二类基因控制细胞周期 第一类基因， 第一类基因，主要控制细胞周期过程中所需的关键蛋白质 或者酶的合成。 或者酶的合成。 第二类基因，直接控制细胞进入细胞周期各个时期。 第二类基因，直接控制细胞进入细胞周期各个时期。
各物种的染色体数目差异很大， 各物种的染色体数目差异很大，染色 数目差异很大 体数目的多少与该物种的进化程度一般 并无关系 。但是染色体的数目和形态特 征对于鉴定系统发育过程中物种间的亲 征对于鉴定系统发育过程中物种间的亲 鉴定系统发育过程中物种间的 缘关系，特别是对植物近缘类型的分类 近缘类型的分类， 缘关系，特别是对植物近缘类型的分类， 常具有重要的意义。 常具有重要的意义。
第二章 遗传的染色体基础
2.2 染色体的形态特征和数目
染色体：是细胞分裂时出现的，易被碱性染料染色， 染色体：是细胞分裂时出现的，易被碱性染料染色，并具 碱性染料染色 有一定形态、结构特征的物体。由核酸和蛋白质组成， 有一定形态、结构特征的物体。由核酸和蛋白质组成，染 色体是生物遗传物质的主要载体。 色体是生物遗传物质的主要载体。
单子叶植物：玉米、小麦、大麦和黑麦> 水稻。 单子叶植物：玉米、小麦、大麦和黑麦> 水稻。 双子叶植物中牡丹属 鬼臼属也具有较大的染色体 牡丹属和 也具有较大的染色体。 双子叶植物中牡丹属和鬼臼属也具有较大的染色体。
几个概念： 几个概念： 同源染色体：形态和结构相同的一对染色体； 同源染色体：形态和结构相同的一对染色体； 异源染色体： 异源染色体：这一对染色体与另一对形态结构 不同的染色体，互称为异源染色体。 不同的染色体，互称为异源染色体。
5.中期 中期
6.后期 后期
7-9.末期 末期
实际上，细胞分裂是一个连续的过程：间期复制， 实际上，细胞分裂是一个连续的过程：间期复制，前 期螺旋，中期排列，后期分裂，末期子细胞形成。 期螺旋，中期排列，后期分裂，末期子细胞形成。2n 2n
有丝分裂过程中的一些特殊情况： 有丝分裂过程中的一些特殊情况：
1、细胞核进行多次重复的分裂，而细胞质却不分裂，因而 、细胞核进行多次重复的分裂， 细胞质却不分裂， 重复的分裂 形成具有很多游离核的多核细胞。 形成具有很多游离核的多核细胞。 多核细胞 2、核内染色体分裂，即染色体中的染色线连续复制，但其 、核内染色体分裂，即染色体中的染色线连续复制， 染色线连续复制 细胞核本身不分裂， 细胞核本身不分裂，结果加倍了的这些染色体都留在一个核 里，这就称为核内有丝分裂 这就称为核内有丝分裂(endomitosis)。 称为核内有丝分裂 。
无丝分裂 细胞分裂的方式 有丝分裂 减数分裂 核分裂(分为前、中、后、末期） 核分裂 分为前、 末期） 分为前 有丝分裂 高等植物 细胞周期 间期 细胞质分裂 G1(DNA合成前期 合成前期) 合成前期 S(DNA合成期 合成期) 合成期 G2(DNA合成后期 合成后期) 合成后期 等数分裂（有丝分裂） 等数分裂（有丝分裂）
2.2.2 染色体的数目和大小
各种生物的染色体数目都是恒定的 而且它们在体源自文库胞 各种生物的染色体数目都是恒定的，而且它们在体细胞 染色体数目都是恒定 中是成对的， 性细胞中总是成单的 中总是成单 中是成对的，在性细胞中总是成单的，通常表示为体细胞 （2n)、性细胞（n）。 、性细胞（ ）。
例如，水稻 例如，水稻2n = 24，n = 12；普通小麦 ， ；普通小麦2n = 42，n =21； ， ； 人类2n = 46，n = 23； 洋葱 人类 ， ； 洋葱2n=16,24,32； ； 豌豆2n=14， n =7 ； ， 豌豆 蚕豆2n=12，n=6。 ， 蚕豆 。
A染色体：正常数目的染色体。 染色体：正常数目的染色体。 B染色体：额外染色体的统称，也称超 染色体：额外染色体的统称， 数染色体或副染色体。 数染色体或副染色体。
2.2.4 染色体组型和组型分析
核型分析(analysis of karyotype): 核型分析 把生物细胞核内全部染色体的形态特征（染色体长度、 把生物细胞核内全部染色体的形态特征（染色体长度、 全部染色体的形态特征 着丝粒位置、长短臂比、随体有无等）所进行的分析， 着丝粒位置、长短臂比、随体有无等）所进行的分析，也称 为染色体组型分析(genome analysis) 。 为染色体组型分析 例如，人类的染色体有 对 ，其中22对为 例如，人类的染色体有23对(2n = 46)，其中 对为 常染色体， 一对为性染色体。 常染色体，另一对为性染色体。 人类的染色体组型分析， 人类的染色体组型分析，对于鉴定和确诊染色体疾 病具有重要的作用。 病具有重要的作用。
根据染色体长度、着丝粒位置、长短、臂比、 根据染色体长度、着丝粒位置、长短、臂比、随体 有无等特点进行编号。 有无等特点进行编号。 编号 根据人类各对染色体的形态特征及其染色的显带 表现，把它们统一地划分为 组 分别予以编号。 表现，把它们统一地划分为7组，分别予以编号。
人 类 染 色 体 R 带 带 型 分 析
1、前期 、 前期：细胞核内出现细长而卷曲的染色体， 前期：细胞核内出现细长而卷曲的染色体，以后 逐渐缩短变粗，每个染色体含有两个染色单体。 逐渐缩短变粗，每个染色体含有两个染色单体。 核仁和核膜逐渐模糊不明显， 核仁和核膜逐渐模糊不明显，出现纺缍丝 。
前期的四个时期模式图
2. 中期 核仁和核膜消失， 核仁和核膜消失，细胞内出现由来自两极的纺 锤丝所构成的纺锤体 各个染色体的着丝点均 纺锤体。 锤丝所构成的纺锤体。各个染色体的着丝点均 排列在纺锤体中间的赤道面上。 排列在纺锤体中间的赤道面上。染色体具有曲 型的形状，因此是鉴别和计数的好时期 是鉴别和计数的好时期。 型的形状，因此是鉴别和计数的好时期。
核仁组织中心 ： 染色体的次缢痕一般具有组成核仁的特殊功能， 染色体的次缢痕一般具有组成核仁的特殊功能，在细 次缢痕一般具有组成核仁的特殊功能 胞分裂时，它紧密联系着核仁， 胞分裂时，它紧密联系着核仁，因而称为核仁组织中心 。 例如，玉米第 对染色体的次缢痕就明显地联系着一个 例如，玉米第6对染色体的次缢痕就明显地联系着一个 核仁，也有些生物在一个核中有两个或几个核仁。 核仁，也有些生物在一个核中有两个或几个核仁。 臂比=长臂长度 短臂长度 臂比 长臂长度/短臂长度 长臂长度 着丝粒指数=短臂长度 染色体总长度 着丝粒指数 短臂长度/染色体总长度 短臂长度 染色体的形态特征： 染色体的形态特征：书 P13，表2-1 ，