遗传的细胞基础.
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
含高度重复DNA
姐妹 着丝点（动
原粒）
主要成分蛋白质
外层
长臂 （q）
次缢痕
中层
异染色质区
内层
染色体端粒
二、染色质包装
（一）染色质的四级结构
❖一级结构-----核小体
❖二级结构---------螺旋管 ❖三级结构---------超螺旋管 ❖四级结构-----染色单体
1。核小体（nucleosome）——一级结构
周
期
前期
细胞周期
中期
中的细胞
有丝裂期 后期 （M期） 末期
一、有丝分裂﹝体细胞的增殖方式﹞
间期
前期
中期
末期
后期
二、减数分裂
定义：生殖细胞在形成过程中特殊的分 裂方式，细胞连续分裂两次，DNA只 复制一次，结果产生染色体数目减半 的生殖细胞（配子：精子或卵子）。
第一次减数分裂 减 数 分 裂
第二次减数分裂
核
H3 H2B
H4
小 体
10nm
H2A
H2A
H1
H4 H2B
H3
连接DNA（5060bp）
H1
H3
H2A
H4
H2B H2B
H4
H2A
H3
球状组蛋白核心 DNA双螺旋(140-160bp、1.75圈）
组蛋白:
核心部 八聚体
核 小
DNA分子：
体
组蛋白H1
连接部 DNA分子：
50—60bp
10nm
2。螺旋管——二级结构
正常女性间期细胞核中紧贴核膜内缘有 一个染色较深，大小为1um的椭圆形小体
X染色体 = X染色质 + 1 1961年Mary Lyon提出X染色体失活假说： 1.雌性哺乳动物体细胞有一条X染色体有活
性，另一条X失活
2.失活在人妊娠第16天
3.X染色体的失活是随机的
X染色体的剂量补偿：雌性细胞中有一条X染 色体发生异固缩，失去转录活性，保证雌雄 两性细胞中有一条X染色体保持转录活性， 使两性X连锁基因产物的量保持在相同水平
着丝点丝
10倍 6倍
40倍
5倍
（二）袢环结构模型学说
螺线管折 叠成袢环
沿染色体纵轴伸 出放射环
非组蛋白 支架上
18个袢环形 成微带
106个微带构成染色单体
袢环模型（loop model）
袢环（ 30nm
11 10 9
12
8
螺旋管）总长
微
13
பைடு நூலகம்
14
7
6 520nm 30000~
15
带
16
5 100 000万个bp
中期I
后期I
末期I
同源染色体：
❖大小形态相同、结构相似，一条 来自父亲一条来自母亲，上面载 有等位基因的一对染色体。
（二） 减数分裂 II
前期II 中期II 后期II 末期II 1.姐妹染色单体分离（二分体单分体） 2.非姐妹染色单体随机组合。
减数分裂的生物学意义
1 .维持了遗传物质的稳定（体细胞2n=46，生 殖细胞 配子：精子和卵子 n=23，受精后受 精卵为2n=46）
6个核小体缠绕一圈形成的中空性管，外 30nm; 内10nm,组蛋白H1位于螺旋管内侧
内10nm 组蛋白
外30nm
3 .超螺旋管--三级结构： 是由螺旋管进一 步盘曲而形成直径0.4微米。
螺旋管长度压缩40倍。
染色单体
4 .染色单体--四级结构：进 一步折叠又被压缩了5-6倍。
着丝点
DNA分子长度压缩总计： 10×6 × 40 × 5= 1/8000~1/10 000）
（二）Y染色质 正常男性间期细胞
荧光染料染色
荧光显微镜观察 Y染色质
细胞核内荧光小体 （0.3um）
Y染色体 = Y染色质
第三节 细胞分裂
细胞周期：细胞从一次有丝分裂结束开始， 下一次有丝分裂结束为止所经历的全过程。
DNA合成前期（G1期）
间期 DNA合成期（S期）
细 胞
DNA合成后期（G2期）
前期 中期 后期 末期
前期 中期 后期 末期
细线期 偶线期 粗线期 双线期 终变期
（一）减数分裂I 1.同源染色体 1.二价体四分体 1.联会复合体消失 配对 联会 2.非姐妹染色单体 2.同源染色体某 2.二价体形成 之间出现交换。 些部分分离-交叉
间期
细线期 偶线期 粗线期 双线期 终变期
1.同源染色体分离（四分体二分体） 2.非同源染色体随机组合
4
17
3
18
2
1
染色体支架 （非组蛋白）
一条染色单体约有106个微带。
染色单体 着丝点
着丝点丝
二、性染色质（sex chromatin）： 间期细胞核中染色体的异染色质部分显
示出来的一种特殊结构 （一）X染色质 1949年Barr等人 雌猫神经元细胞核
浓缩小体
女性口腔上皮细胞 毛囊鞘细胞
X染色质或Barr小体 硫堇染色 光镜观察
染 色 体（chromosome）
❖定义：细胞分裂期细胞核中被碱 性染料染成兰色的棒状小体；化 学本质是DNA和蛋白质。
❖染色质与染色体：同一种物质在 细胞不同时期的两种表现形式。
中期染色体的形态结构
染色质与染色体是同一物质在不同时期的表现形式
短臂 （p）
染色单体
随体 纺锤体微管 常染色质区
主缢痕（初级缢痕） 着丝粒centromere
细胞质基质
第二节 染色质与染色体
❖一、染色质和染色体 ❖染色质（chromatin）定义：
间期细胞核内均匀着色的物质， 化学本质是DNA和蛋白质。
染色质的类型 常染色质（伸展染色质 、 功能性染色质）螺旋化程度 分 低呈松散状、染色浅、有转 类 录功能、单一顺序DNA。
异染色质（浓缩染色质、非功 能性染色质）螺旋化程度高呈 凝集状、染色深、功能上不很 活跃、重复顺序DNA、复制时 间晚。组成型、兼性异染色质
生殖细胞 一次
二次
子细胞数目 子细胞二个 子细胞四个
染色体数目
不变
减半
前期Ⅰ
中期Ⅰ 后期Ⅰ
无联会、互换 有联会、互换
第四节 精子和卵子的发生 一、精子的发生 1、部位：睾丸曲精细管上皮 2、过程： (1)增殖期：精原细胞(2n)，有丝分裂 (2)生长期：体积增大为初级精母细胞(2n) (3)成熟期：第一次：2个次级精母细胞（n） （减数分裂） 第二次：4个精细胞(n)
第二章 遗传的细胞基础
主 要内 容
❖一、染色质与染色体 ❖二、有丝分裂与减数分裂 ❖三、精子与卵子发生 ❖四、性别决定
第一节 真核细胞的结构
细胞膜
光
镜 下
细胞质
结
构
细胞核
细胞膜
溶酶体
高尔基复合体
膜相结构 线粒体
过氧化氢体
电
内质网
镜
核膜
下 结 构
核糖体 核仁
染色质
核基质
非膜相结构 微丝 中等纤维
微管 中心粒
2 .是遗传学三大定律的细胞学基础（分离律、 自由组合律、连锁互换律）
3 .是遗传和变异的细胞学基础（同源染色体上 的非姐妹染色单体的交换；非同源染色体以 及非同源染色体之间的非姐妹染色单体的自 由组合。）
减数分裂与有丝分裂的比较
有丝分裂 减数分裂
细胞类型 DNA复制 细胞分裂次数
体细胞 一次 一次
姐妹 着丝点（动
原粒）
主要成分蛋白质
外层
长臂 （q）
次缢痕
中层
异染色质区
内层
染色体端粒
二、染色质包装
（一）染色质的四级结构
❖一级结构-----核小体
❖二级结构---------螺旋管 ❖三级结构---------超螺旋管 ❖四级结构-----染色单体
1。核小体（nucleosome）——一级结构
周
期
前期
细胞周期
中期
中的细胞
有丝裂期 后期 （M期） 末期
一、有丝分裂﹝体细胞的增殖方式﹞
间期
前期
中期
末期
后期
二、减数分裂
定义：生殖细胞在形成过程中特殊的分 裂方式，细胞连续分裂两次，DNA只 复制一次，结果产生染色体数目减半 的生殖细胞（配子：精子或卵子）。
第一次减数分裂 减 数 分 裂
第二次减数分裂
核
H3 H2B
H4
小 体
10nm
H2A
H2A
H1
H4 H2B
H3
连接DNA（5060bp）
H1
H3
H2A
H4
H2B H2B
H4
H2A
H3
球状组蛋白核心 DNA双螺旋(140-160bp、1.75圈）
组蛋白:
核心部 八聚体
核 小
DNA分子：
体
组蛋白H1
连接部 DNA分子：
50—60bp
10nm
2。螺旋管——二级结构
正常女性间期细胞核中紧贴核膜内缘有 一个染色较深，大小为1um的椭圆形小体
X染色体 = X染色质 + 1 1961年Mary Lyon提出X染色体失活假说： 1.雌性哺乳动物体细胞有一条X染色体有活
性，另一条X失活
2.失活在人妊娠第16天
3.X染色体的失活是随机的
X染色体的剂量补偿：雌性细胞中有一条X染 色体发生异固缩，失去转录活性，保证雌雄 两性细胞中有一条X染色体保持转录活性， 使两性X连锁基因产物的量保持在相同水平
着丝点丝
10倍 6倍
40倍
5倍
（二）袢环结构模型学说
螺线管折 叠成袢环
沿染色体纵轴伸 出放射环
非组蛋白 支架上
18个袢环形 成微带
106个微带构成染色单体
袢环模型（loop model）
袢环（ 30nm
11 10 9
12
8
螺旋管）总长
微
13
பைடு நூலகம்
14
7
6 520nm 30000~
15
带
16
5 100 000万个bp
中期I
后期I
末期I
同源染色体：
❖大小形态相同、结构相似，一条 来自父亲一条来自母亲，上面载 有等位基因的一对染色体。
（二） 减数分裂 II
前期II 中期II 后期II 末期II 1.姐妹染色单体分离（二分体单分体） 2.非姐妹染色单体随机组合。
减数分裂的生物学意义
1 .维持了遗传物质的稳定（体细胞2n=46，生 殖细胞 配子：精子和卵子 n=23，受精后受 精卵为2n=46）
6个核小体缠绕一圈形成的中空性管，外 30nm; 内10nm,组蛋白H1位于螺旋管内侧
内10nm 组蛋白
外30nm
3 .超螺旋管--三级结构： 是由螺旋管进一 步盘曲而形成直径0.4微米。
螺旋管长度压缩40倍。
染色单体
4 .染色单体--四级结构：进 一步折叠又被压缩了5-6倍。
着丝点
DNA分子长度压缩总计： 10×6 × 40 × 5= 1/8000~1/10 000）
（二）Y染色质 正常男性间期细胞
荧光染料染色
荧光显微镜观察 Y染色质
细胞核内荧光小体 （0.3um）
Y染色体 = Y染色质
第三节 细胞分裂
细胞周期：细胞从一次有丝分裂结束开始， 下一次有丝分裂结束为止所经历的全过程。
DNA合成前期（G1期）
间期 DNA合成期（S期）
细 胞
DNA合成后期（G2期）
前期 中期 后期 末期
前期 中期 后期 末期
细线期 偶线期 粗线期 双线期 终变期
（一）减数分裂I 1.同源染色体 1.二价体四分体 1.联会复合体消失 配对 联会 2.非姐妹染色单体 2.同源染色体某 2.二价体形成 之间出现交换。 些部分分离-交叉
间期
细线期 偶线期 粗线期 双线期 终变期
1.同源染色体分离（四分体二分体） 2.非同源染色体随机组合
4
17
3
18
2
1
染色体支架 （非组蛋白）
一条染色单体约有106个微带。
染色单体 着丝点
着丝点丝
二、性染色质（sex chromatin）： 间期细胞核中染色体的异染色质部分显
示出来的一种特殊结构 （一）X染色质 1949年Barr等人 雌猫神经元细胞核
浓缩小体
女性口腔上皮细胞 毛囊鞘细胞
X染色质或Barr小体 硫堇染色 光镜观察
染 色 体（chromosome）
❖定义：细胞分裂期细胞核中被碱 性染料染成兰色的棒状小体；化 学本质是DNA和蛋白质。
❖染色质与染色体：同一种物质在 细胞不同时期的两种表现形式。
中期染色体的形态结构
染色质与染色体是同一物质在不同时期的表现形式
短臂 （p）
染色单体
随体 纺锤体微管 常染色质区
主缢痕（初级缢痕） 着丝粒centromere
细胞质基质
第二节 染色质与染色体
❖一、染色质和染色体 ❖染色质（chromatin）定义：
间期细胞核内均匀着色的物质， 化学本质是DNA和蛋白质。
染色质的类型 常染色质（伸展染色质 、 功能性染色质）螺旋化程度 分 低呈松散状、染色浅、有转 类 录功能、单一顺序DNA。
异染色质（浓缩染色质、非功 能性染色质）螺旋化程度高呈 凝集状、染色深、功能上不很 活跃、重复顺序DNA、复制时 间晚。组成型、兼性异染色质
生殖细胞 一次
二次
子细胞数目 子细胞二个 子细胞四个
染色体数目
不变
减半
前期Ⅰ
中期Ⅰ 后期Ⅰ
无联会、互换 有联会、互换
第四节 精子和卵子的发生 一、精子的发生 1、部位：睾丸曲精细管上皮 2、过程： (1)增殖期：精原细胞(2n)，有丝分裂 (2)生长期：体积增大为初级精母细胞(2n) (3)成熟期：第一次：2个次级精母细胞（n） （减数分裂） 第二次：4个精细胞(n)
第二章 遗传的细胞基础
主 要内 容
❖一、染色质与染色体 ❖二、有丝分裂与减数分裂 ❖三、精子与卵子发生 ❖四、性别决定
第一节 真核细胞的结构
细胞膜
光
镜 下
细胞质
结
构
细胞核
细胞膜
溶酶体
高尔基复合体
膜相结构 线粒体
过氧化氢体
电
内质网
镜
核膜
下 结 构
核糖体 核仁
染色质
核基质
非膜相结构 微丝 中等纤维
微管 中心粒
2 .是遗传学三大定律的细胞学基础（分离律、 自由组合律、连锁互换律）
3 .是遗传和变异的细胞学基础（同源染色体上 的非姐妹染色单体的交换；非同源染色体以 及非同源染色体之间的非姐妹染色单体的自 由组合。）
减数分裂与有丝分裂的比较
有丝分裂 减数分裂
细胞类型 DNA复制 细胞分裂次数
体细胞 一次 一次