《遗传学》第3章 遗传的染色体学说.ppt

第三章 遗传的染色体学说 基本概念 细胞(cell)是多细胞生物最小的“建筑”单位，细胞只可能由另一个细胞通过分裂而产生。 原核生物(prokaryote)是最简单的单细胞生物，如细菌。原核生物缺乏由膜包被的核，以二等分裂(binary fission)来繁殖。原核的遗传物质是单个的环状的DNA分子，DNA上结合有少量的蛋白质。 真核生物(eukaryote)的细胞中，遗传物质位于有膜包被的核中，遗传物质分布在各条线状染色体上，每条染色体都由很多蛋白质和DNA组成。 基本概念 二倍体细胞具有二套染色体，分别来自于两个亲本，每对染色体的两个成员被称为同源染色体(homologous chromosome)，单倍体真核细胞仅有一套染色体。 有丝分裂(mitosis)是二倍体或单倍体真核细胞分裂的过程。有丝分裂产生两个子核，它们含有相同的染色体数和遗传信息。 基本概念 减数分裂(meiosis)发生在有性生殖的真核细胞中。它是由二倍体细胞或核通过一次DNA复制和二次分裂产生4个单倍体细胞或核的分裂过程。 减数分裂的4 个子细胞染色体数比母细胞减少一半。由于父本和母本的染色体的重新组合及染色体的交换，使4 个子细胞所含的遗传信息有一定的差异。 遗传的染色体学说指出染色体是基因的载体。 2.1 染色体(chromosome) 部分生物的染色体数目 2.2 有丝分裂(mitosis) 19世纪末，Flemming W(1882)和Boveri T(1891)分别发现了有丝分裂和减数分裂，为遗传的染色体学说提供了理论基础。 2.2.1 有丝分裂的过程 2.2.1.2 中期(metophase) 2.2.1.3 后期(anaphase) 2.2.1.4 末期(telophase) 2.3 减数分裂(meiosis) 2.3.1 Concerned concept 2.3.1 Concerned concept 2.3.2 减数分裂Ⅰ(meiosis Ⅰ) 2.3.3 减数分裂Ⅱ(meiosis Ⅱ) 2.3.4 减数分裂的特点 具有一定的时空性，也就是说它仅在一定的发育阶段，在生殖细胞中进行。 减数分裂经第一次分裂后染色体就进行减半，所以减数分裂的产物是单倍体。 前期长而复杂，同源染色体经历了配对、联会、交换，从而使遗传物质进行了重组。 每个子细胞遗传信息的组合是不同的。 2.3.5 减数分裂过程中染色体的变迁 前期 I ?中期 I 染色体数为2n。 后期 I ?中期 II 染色体数目由2n ?n。但每个染色体仍保持有两条染色单体。 后期 II ?末期 II 染色体数目为n。在后期II，每个着丝粒都一分为二，随后每个染色体的单体分开。进入每个子细胞中去的只是一条染色体。 2.4 遗传的染色体学说 总结——遗传的染色体学说 基因和染色体的关系：(1)1902年，美国的Walter Sutton和德国的T.Boveri 根据豌豆产生配子时孟德尔因子的行为和减数分裂过程中的染色体行为的平行性，提出了遗传的染色体学说。又称Sutton-Boveri学说。(2)1917年女细胞学家Carothers E 在蚱蜢中发现一对异形配对的染色体，其和一条没有配对的染色体在分离时有两种不同方式，但频率相同。表明在配子中非同源染色体是自由组合的。(3)1924年Blakeslce A. 对曼陀罗(Datura stramonium)的染色体开展研究，发现有12个不同的品系，每个品系都有正常的12对染色体，但还多了一条额外的染色体，这12个品系表型各不相同。这表明不同的额外染色体遗传学的效应是不同的。(4)这些结果都证实染色体的行为和基因的行为是完全平等的。但还没有直接的证据表明基因位于染色体上，直到发现性连锁才提供了直接的证据。(5)遗传的染色体假说：Sutton在1903年根据基因的行为与染色体的行为的平行关系提出了遗传的染色体假说。(6)遗传的染色体学说：Sutton提出的遗传的染色体假说由摩尔根的学生Bridges在1916年发现果蝇X染色体不分开现象得到充分的证实。因此，基因在染色体上的假说也就成了学说。(7)染色体与基因的关系：一条染色体上不只是一个基因，而是带有很多基因，并且在染色体上是以直线方式排列的。 一个来自蝗虫的四联体结构，示5个交叉 2.3.2.2 中期 I (metophase I ) 核仁、核膜消失，各个双价体排列在赤道板上，着丝粒分居于赤道板的两侧，附着在纺缍丝上，而有丝分裂的中期着丝粒位于赤道板上。中期I 着丝粒并不分裂。 2.3.2.3 后期 I (anaphase I ) 双价体中的同源染色体彼此分开，移向两极，但同源染色体的各个成员各自的着丝粒并不分