最新2第一章 细胞分裂和染色体行为2-PPT文档.ppt

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1、河南质量工程职业学院,生物的繁殖以细胞分裂为基础； 对多细胞生物而言，其生长发育也通过细胞分裂实现。,第2节 细胞分裂与染色体行为,河南质量工程职业学院,体细胞分裂的方式可以分为：,一、 无丝分裂(amitosis) 二、 有丝分裂(mitosis) 三、 减数分裂(meiosis ）,河南质量工程职业学院,一、 无丝分裂,无丝分裂的过程较简单快速，整个分裂过程中不出现纺锤体。 以前人们认为无丝分裂只在低等生物、衰老细胞和病态组织中; 但近年研究发现高等生物的许多正常组织(如植物的薄型组织、木质部细胞、绒毡层细胞和胚乳细胞)，也常发生无丝分裂。,河南质量工程职业学院,无丝分裂,蛙的红细胞,植物

2、细胞,河南质量工程职业学院,二、有丝分裂 (mitosis),河南质量工程职业学院,1、细胞周期(cell cycle),概念：指连续分裂的细胞，从上一次分裂结束时开始到下一次分裂完成时为止，叫一个细胞周期(cell cycle)。 一个细胞周期包括两个阶段： 分裂间期：大约占细胞周期的90%-95%； 分裂期：分裂期占5%-10% 细胞的种类不同，细胞周期的长短也不相同。,A,B,C,D,E,F,思考： （1）上图有几个细胞周期？,细胞周期,河南质量工程职业学院,指细胞上一次分裂结束到下一次分裂开始之前的时期。间期的特征： 染色质解螺旋、松散分布在细胞质中，核仁染色深。 在光学显微镜下细胞状

3、态不发生明显变化(早期有人称之为静止期)。 事实上细胞处于生理、生化反应高度活跃的阶段，其呼吸和合成代谢都非常旺盛。,（1）、细胞分裂间期(interphase),河南质量工程职业学院,DNA合成是间期最重要的准备，因此一般根据DNA合成的特点，将间期分为： 合成前期(G1)、合成期(S)、合成后期(G2)。,细胞分裂间期的组成,河南质量工程职业学院,合成前期(G1)：细胞体积迅速增大；物质合成迅速，为染色体的复制做准备。 例：细胞癌变中的周期蛋白激酶（CDK）失活。 合成期(S)：DNA合成期，进行DNA复制，DNA的含量加倍。 合成后期(G2)：细胞体积增大；蛋白质和RNA合成活跃，组蛋白

4、含量也加倍，细胞分裂所需的高能化合物主要在此期合成。,细胞分裂间期的活动,河南质量工程职业学院,细胞分裂期：细胞一分为二。主要是完成细胞核遗传物质的均分。（占时5 10 %）,细胞分裂期划分的依据是什么？,染色体的形态 着丝粒分离 纺锤体、纺锤丝 核仁、核膜,(2)、细胞分裂期,河南质量工程职业学院,一个染色单体中含有一个DNA分子； 染色单体：染色体复制后仍由同一着丝粒连在一起的两条子染色体。互称为姐妹染色单体。 同源染色体中，不共有着丝粒的互称为非姐妹染色单体。 染色体复制后，出现一个含两个DNA的染色体，即含2个染色单体。 着丝点分裂后，没有复合，也没有了染色单体。 染色体数同着丝粒数量

5、相等。,补充概念,河南质量工程职业学院,有丝分裂的过程,分期： 前期、中期、后期、末期。 主要注意事件： 1. 核膜的解体和重建 2. 染色体的动向 3. 纺锤丝、纺锤体形成 4. 着丝点的分离,14,前期,中期,后期,末期,15,前期发生了什么变化？ 有什么特点？,1、前期,前期的特点有“两现、两消” 两现： 染色体出现 ：染色质高度螺旋，变短变粗，变为在不光学显微镜下可见的染色体。纺缍体出现： 在植物细胞的两极，发出纺缍丝，形成纺缍体。 两消： 核膜消失。注意：核膜消失后，细胞质和细胞核也就没有了界限。 核仁消失,16,中期发生了什么变化？ 有什么特点？,2、中期,中期的特点是染色体的着丝

6、点排列在赤道板的中央。 注意：1 是染色体的着丝点排列在赤道板的中央，而不是染色体排列在赤道板的中央。因为染色体漂荡在液体中，不可能在一个平面上。 2 由于染色体的着丝点排列在一个平面上，染色体形态固定，数目清楚，因此中期是染色体计数的最佳时期。,17,后期发生了什么变化？ 有什么特点？,后期的特点是着丝点一分为二，原来由一个着丝点连接的两个染色单体变为两个染色体，此时细胞内的染色体数目加倍。纺锤丝牵引染色体移向细胞两极。核遗传物质DNA均分。,3、后期,18,末期发生了什么变化？ 有什么特点？,末期的特点有三个 1、两消：染色体和纺锤体消失 2、两现：核膜重现；核仁重现。 3、出现细胞板，形

7、成细胞壁。形成两个子细胞 注意：染色体拉向细胞两极的动力来自纺锤丝的牵引。 赤道板和细胞板的区别：赤道板是用来描述位置的根念，而细胞板则是一个真实的结构，将来形成细胞壁。,4、末期,19,20,21,膜仁消失现两体； 形固数清赤道齐； 点裂数增均两极； 两消两现重开始。,分裂期特征记忆顺口溜：,前期,1、核膜消失，核仁解体,2、形成纺锤体,3、染色质染色体,中期,后期,末期,1、染色体形态最固定，数目最清晰,2、染色体的着丝点整齐排在赤道板上,1、着丝点分裂，姐妹染色单体 分开，变成两条染色体,2、染色体平均分配到细胞两极,1、染色体染色质,2、纺锤体消失,3、核膜、核仁出现，形成 两个细胞核

8、,4、出现细胞板，形成细胞壁,分裂期,8,4,8,8,4,8,8,0,8,4,0,4,2n=4,23,染色体、DNA分子、姐妹染色单体在有丝分裂各时期数量的变化,（体细胞中染色体数为2N，即2N4）,8,8,4,中期,0,0,8,08,染色单体,4,8,8,48,DNA分子,4,8,4,4,染色体,末期,后期,前期,间期,4N,4N,2N,0,0,4N,04N,2N,4N,4N,2N4N,2N,4N,2N,2N,（2n=4）,间 期,核 膜,核 仁,染色质,中心粒,前 期,中 期,后 期,末 期,赤道板,收缩环造成的分裂沟,动物细胞的有丝分裂,有丝分裂过程,25,细胞膜中部向内缢裂,细胞板 细

9、胞壁,末期： 细胞质分开的方式不同,中心体周围发出星射线形成纺锤体,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,前期： 纺锤体形成的方式不同,不同点,1、分裂过程及分期相同； 2、核内染色体变化相同,相同点,动物细胞分裂,植物细胞分裂,动、植物细胞有丝分裂的比较：,26,3 有丝分裂的遗传学意义,有丝分裂的重要特征： 复制一次，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子细胞中。 有丝分裂的意义： 通过细胞分裂，使子代细胞获得与亲代细胞相同的核遗传物质，从而保证了遗传物质的稳定性。,河南质量工程职业学院,有丝分裂实际图片,辨别他们分别属于哪个分裂期？,河南质量工程职业学院,练习1、指出下列各种情况属于 有

10、丝分裂的哪个时期？,A、核仁消失； B、核膜重新形成； C、着丝点排列在赤道面上； D、微管集聚形成纺锤丝； E、每条染色质的DNA复制； F、染色单体向两极移动； G、着丝点分离。,河南质量工程职业学院,、通过着丝粒连结的染色单体叫（ ） A姐妹染色单体 同源染色体 等位基因 双价染色体,河南质量工程职业学院,三 、减数分裂(meiosis),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特殊的有丝分裂，又称成熟分裂(maturation division)。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(meiosis) 。,河南质量工程职业学院,减数分裂的特殊性表现在：,具有

11、一定的时间性和空间性：生物个体性成熟后，动物性腺和植物造孢组织细胞中进行。 连续进行两次分裂：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。 同源染色体在第一次分裂前期(前期I，PI)相互配对(paring)，也称为联会(synapsis)；并且在同源染色体间发生片段的交换。,河南质量工程职业学院,减数分裂,减数分裂,减数分裂,前期 中期 后期 末期,细线期,偶线期,粗线期,双线期,终变期,前期 中期 后期 末期,河南质量工程职业学院,1.间期(interphase)：间期和细胞的有丝分裂间期相似，细胞核中的染色体完成自我复制，每一条染色体经过自我复制成为两条姐妹染色单体。,2.前

12、期(prophase I, PI)：此期比较复杂，减数分裂许多特有的过程都发生在此期，可分为以下几个阶段。,（一）减数分裂(meiosis I),河南质量工程职业学院,a：染色体呈细线状，相互交织呈网状，染色质丝开始凝缩。,b：DNA复制已完成，每条染色体已形成双线（每条染色体由两条染色单体构成），但光镜下仍呈单线状。,c：细胞核和核仁增大。,细线期（leptotene stage）：,河南质量工程职业学院,同源染色体发生配对相互靠拢，相配成对的过程称联会（synapsis）。,偶线期（zygotene stage）,在联会的过程中，配对的同源染色体之间形成了一种蛋白质的复合物，称为联会复合体

13、（synaptonemal complex）， 联会的结果，每对染色体形成一个二价体，如n对染色体的细胞中形成n个二价体（人形成23个二价体）。,河南质量工程职业学院,a. 染色体进一步螺旋化，变粗变短。 此时，每一条染色体可看到由两条染色单体构成，一个二价体由4条染色单体构成，叫四分体（tetrad）每条染色体的两条染色单体互称,b. 非姐妹染色单体之间发生片段的交换，这种 非姐妹染色单体之间发生的局部交换称为互换。,姐妹染色单体（sister chromatid），同源染色体之间的染色单体，互称为非姐妹染色单体（non-sister chromatid）。,粗线期（pachytone st

14、age）,河南质量工程职业学院,河南质量工程职业学院,a. 染色体进一步螺旋化而缩短,b. 同源染色体之间的联会复合体解体，同源染色体开始分离,同源染色体的非姐妹染色单体相互排斥趋向分离，使互换后的染色体之间出现交叉（chiasma）。,交叉的存在表明同源染色体的非姐妹染色单体的交换，非姐妹染色单体上往往有一点或多点发生交叉，交叉的存在表明该处已互换了片段。,双线期（dipleotene stage）,河南质量工程职业学院,终变期（diakinesis stage）,a. 染色体变得最短粗 b. 交叉渐移至两端 非姐妹染色单体的交叉随时间的推移向末端移动，这种现象称为端化。 c. 核仁核膜消失

15、,细线期P1,偶线期P2,双线期P4,粗线期P3,终变期P5,河南质量工程职业学院,3.中期(metaphase I, MI),a. 各四分体排列在赤道板上，纺锤体形成。 b. 同源染色体的两着丝点朝向两极，与纺锤丝相连。,河南质量工程职业学院,4.后期(anaphase I, AI),a.同源染色体分开，每个四分体 形成两个二分体，分别移向两极。,此时，每一极只获得同源染色体中的一条，每一条染色体由两条姐妹染色单体组成。此过程并不进行着丝粒分裂，没有发生染色单体分离；每条染色体都仍然具有两个染色单体，并且由着丝粒相连。,b. 非同源染色体随机组合 如人有23对染色体，非同源染色体移向两极有2

16、23种的组合方式。,河南质量工程职业学院,a. 二分体移到两极，解旋松展，呈细线状,b. 核膜核仁出现，胞质分裂，形成两个子细胞 此时两个子细胞各具有n个二分体（人有23个 二分体）,5.末期(telophase I,TI),河南质量工程职业学院,表2 减数第一次分裂染色体、DNA的数目变化,河南质量工程职业学院,1.间期：很短，不进行DNA复制， 此时每条染色体上由两条染色单体构成。,2.前期：第二次减数分裂和细胞的有丝分裂基本上相同，核膜核仁消失，每个细胞只有n个染色体（一个染色体由两个染色单体成）,（二）减数分裂 (meiosis),河南质量工程职业学院,3.中期：各染色体排列在细胞中央

17、的赤道板上，形成纺锤体。,4.后期：着丝点纵裂，姐妹染色单体分开，并分别移向两极，形成两条染色体。,河南质量工程职业学院,5.末期：染色体移到两极并解螺旋化，核膜核仁出现，胞质分裂，形成两个子细胞，每个细胞含有n条染色体。 通过减数分裂，所形成的精细胞或卵的染色体数目由2n减为n。,a 减数分裂过程中，分裂后，同源染色体分别进入不同的生殖细胞中； b 非同源染色体随机进入同一个生殖细胞。,河南质量工程职业学院,减数第二次分裂(meiosis),河南质量工程职业学院,如有两对同源染色体，可形成22=4种染色体组合的不同生殖细胞。 人类23对染色体，则有223 =3388608种染色体组合各不相同

18、的生殖细胞，如果包括互换、重组，通过减数分裂所形成的生殖细胞种类会更多，这正是有性生殖所表现出来的复杂遗传现象的细胞学基础。,河南质量工程职业学院,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同源染色体。,姐妹染色单体 1和2的染色质,姐妹染色单体 3和4的染色质,联会复合体,侧生组分,中央组分,重组节,同源染色体I的2条姐妹染色单体,同源染色体II的2条姐妹染色单体,同源染色体I的着丝点,同源染色体II的着丝点,四分体,河南质量工程职业学院,1 .减数分裂 I-前期,间期,前期I(细线期),前期I(偶线期),1.同源染色体配对 联会,2.二价体形

19、成,前期I(粗线期),1.二价体四分体,2.非姐妹染色单体之间出现交叉。,前期I(双线期),1.联会复合体消失,2.同源染色体某些部分分离,前期I(终变期),河南质量工程职业学院,中期I,后期I,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,末期I,2 . 减数分裂 II,间期,前期 II,中期 II,后期 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。,末期 II,1. 减数分裂I,河南质量工程职业学院,河南质量工程职业学院,表2 减数第二次分裂染色体、 DNA的数目变化,河南质量工程职业学院,黑麦花粉母细胞的减数分裂,河南质量工程职业学院,有丝分裂

20、与减数分裂比较,河南质量工程职业学院,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）,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。）,减数分裂的生物学意义,河南质量工程职业学院,例题,1. 人体细胞的染色体数为2n46，在细胞有丝分裂前期的染色体着丝粒数为_个，有丝分裂后期的着丝粒数为_个；减数分裂前期的染色体着丝粒数为 个，前期的染色体着丝粒数为个，后期的染色体着丝粒数为个，后

21、期的染色体着丝粒数为个。 2. 一种植物的染色体数目2n=10，在减数第一次分裂中期每一个细胞含有_条染色体，在减数第二次分裂中期含有_条染色体。 3一种植物的染色体数目2n10。在减数第一次分裂中期，每个细胞含有的染色单体数是（ ）： a10 b5 C20 d. 40,河南质量工程职业学院,7、在减数分裂后期，染色体的两条染色单体分离分别进入细胞的两极，实现染色体数目减半。 （ ） 8、在细胞减数分裂时，任意两条染色体都可能发生联会。 （ ）,河南质量工程职业学院,第3节 配子的形成和受精,有性生殖：通过亲本的雌配子和雄配子受精而形成为合子，随后进一步细胞分裂、分化和发育而产生后代. 是最普

22、遍最重要的生殖方式。,河南质量工程职业学院,一、动物雌雄配子的形成,河南质量工程职业学院,河南质量工程职业学院,动物性细胞的形成,性原细胞2n 初级卵母细胞2n次级卵母细胞n卵细胞n; 比例关系： 1:1:1 性原细胞2n 初级精母细胞2n2个次级精母细胞n 4个精细胞n； 比例关系： 1:2:4,有丝分裂,有丝分裂,第一次减数分裂,第一次减数分裂,第二次减数分裂,第二次减数分裂,河南质量工程职业学院,一、植物雌雄配子的形成,河南质量工程职业学院,胚囊,1卵细胞(n) 2极核(n) 2助细胞(n) 3反足细胞(n),反足细胞(n),极核(n),+ 精子种胚 + 精子胚乳原细胞,河南质量工程职业

23、学院,植物雌雄配子的形成,孢原细胞2n 大孢子母细胞2n4个单倍体大孢子n1个卵细胞n; 比例关系：1:1 孢原细胞2n 小孢子母细胞2n4个单倍体小孢子n 4个花粉粒，8个精细胞n； 比例关系： 1:4,有丝分裂,有丝分裂,减数分裂,减数分裂,有丝分裂,有丝分裂,河南质量工程职业学院,二、受精(fertilization),被子植物的受精过程称为双受精(double fertilization)。 花粉管内两个精核进入胚囊； 其中一个精核(n)与卵细胞(n)受精结合形成合子(2n)将来发育成胚； 另一个精核(n)与两个极核(n+n)受精结合为胚乳核(3n)，将来发育成胚乳。,河南质量工程职业

24、学院,河南质量工程职业学院,被子植物种子、果实各部分的遗传来源,河南质量工程职业学院,三、直感现象,胚乳直感（xenia）：指在3n胚乳的性状上，由于受精核的影响而直接表现父本的某些性状的现象，花粉直感。 如：白粒玉米（） 黄粒玉米（）黄玉米 甜 玉 米（） 非甜玉米（）非甜玉米 果实直感（metaxenia）：指果皮或种皮组织在发育过程中由于父本花粉的影响而表现父本的性状的现象。 如：棉纤维的长度：短纤维（） 长纤维（）长纤维,河南质量工程职业学院,例题,1一个正常的单子叶植物种子可以说是由胚 （_n）、胚乳 （_n）和母体组织 （_n）三方面密切结合的嵌合体。 2. 玉米体细胞有10对染色

25、体，下列各组织细胞的染色体数是：受精卵_条、助细胞_条、子房壁_条、精核_条、胚乳细胞_条。 3玉米体细胞中有10对染色体，写出下列各组织的细胞中染色体数目： a叶 b根 c胚乳 e胚 f卵细胞 g反足细胞 h花药壁,河南质量工程职业学院,例题,4、一个柑橘中有10粒种子，那么当初参与受精的精子数目是_。 5、同源染色体的分离和着丝点的分离分别发生在减数分裂的什么时期？ 6、某动物的40个卵原细胞，如果全部成熟并完成受精作用，理论上需要多少个精原细胞产生精子？ 7、减数分裂四分体时期，细胞内的染色体数DNA数之比是_。,73,作业：,以染色体2n=4（一对为V型，一对为L型）的细胞为例，分别画出有丝分裂和减数分裂的示意图。 分别阐述有丝分裂和减数分裂的意义。,74,75,敬请指导！,