第二章第一節(jié)染色體是遺傳信息的載體.ppt

第2章遺傳信息傳遞的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),第一節(jié)：染色體是遺傳信息的載體,科學(xué)發(fā)展歷程染色體的發(fā)現(xiàn),1879年，弗萊明，細(xì)胞核中著色很深的桿狀物質(zhì)。1888年，沃爾德耶，命名桿狀物質(zhì)為染色體。1977年，貝克等人提出了染色體的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型。,科學(xué)發(fā)展歷程世代間染色體數(shù)目不變,1875年，赫德維希研究海膽（動(dòng)物）受精過(guò)程。1883年，貝內(nèi)登觀察馬蛔蟲(chóng)的染色體，發(fā)現(xiàn)精子和卵細(xì)胞中的染色體數(shù)為體細(xì)胞的一半，而受精卵又恢復(fù)為體細(xì)胞的染色體數(shù)。1890年，鮑維里，精子和卵細(xì)胞的形成要通過(guò)減數(shù)分裂。1891年，亨金描述減數(shù)分裂全過(guò)程。染色體是世代間傳遞遺傳信息的載體。,一、染色體,1.分布：細(xì)胞核,3.特點(diǎn)：能被堿性染料染成深色,4.染色質(zhì)和染色體：,是同一種物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種表現(xiàn)形態(tài),2.成分：蛋白質(zhì)和DNA,一、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu),觀察的最好時(shí)期：,中期,結(jié)構(gòu),著絲粒,長(zhǎng)臂,短臂,次縊痕,隨體,染色單體,重要標(biāo)志,染色體的類型,中部著絲粒染色體,亞中部著絲粒染色體,亞中部著絲粒染色體,端部著絲粒染色體,巨大染色體特殊形態(tài)的染色體,同源染色體：形態(tài)、大小一般都相同一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方的染色體,細(xì)胞中有對(duì)同源染色體，它們分別是哪幾條是非同源染色體？,2,1和3、1和4、2和3、2和4,1和2、3和4,（一般用不同的顏色來(lái)表示）,生物體細(xì)胞的染色體數(shù),23對(duì)46條,4對(duì)8條,12對(duì)24條,8對(duì)16條,不同生物的染色體形態(tài)和數(shù)目不同,染色體的四級(jí)結(jié)構(gòu),螺旋盤(pán)繞,螺旋盤(pán)繞,染色體的四級(jí)結(jié)構(gòu),螺旋盤(pán)繞,一級(jí)結(jié)構(gòu),二級(jí)結(jié)構(gòu),三級(jí)結(jié)構(gòu),四級(jí)結(jié)構(gòu),染色質(zhì)的基本單位,核小體,DNA,蛋白質(zhì),盤(pán)繞成中空的管狀,超級(jí)螺線體（染色質(zhì)）,螺旋折疊,染色體,螺線管體,二、染色體在減數(shù)分裂中的行為,每個(gè)人的發(fā)育起點(diǎn)都是受精卵。,提出問(wèn)題,請(qǐng)推測(cè)：成熟的生殖細(xì)胞究竟是怎樣產(chǎn)生的？,46,46,92,46,46,92,精子,卵細(xì)胞,受精卵,新個(gè)體,受精,（細(xì)胞分裂）,作出推理,46,46,23,23,有絲分裂細(xì)胞分化,受精卵新個(gè)體,假如精子和卵細(xì)胞都是通過(guò)有絲分裂形成的，那么，子女體細(xì)胞中的染色體數(shù)目會(huì)發(fā)生變化嗎？,父,母,問(wèn)題探討,看以下果蠅雌雄個(gè)體體細(xì)胞與配子圖中的染色體有什么區(qū)別?,配子的染色體數(shù)是體細(xì)胞的一半。,進(jìn)行有性生殖的真核生物,細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，而染色體只復(fù)制一次,對(duì)象:時(shí)期:特點(diǎn):結(jié)果:,成熟生殖細(xì)胞中的染色體比原始生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目減少一半,從原始的生殖細(xì)胞發(fā)展到成熟的生殖細(xì)胞的過(guò)程中,一、減數(shù)分裂的概念,減數(shù)分裂是一種特殊方式的有絲分裂,發(fā)生部位和時(shí)間,？,下面，我們就結(jié)合哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的形成，講述減數(shù)分裂的過(guò)程。,一、精子的形成過(guò)程,1、場(chǎng)所,精子是在睪丸的曲細(xì)精管中形成睪丸中有原始的生殖細(xì)胞精原細(xì)胞。,染色體數(shù)目和體細(xì)胞相同,減數(shù)分裂,減數(shù)第一次分裂,減數(shù)第二次分裂,間期,后期,前期,末期,中期,后期,前期,末期,中期,減數(shù)第一次分裂間期，細(xì)胞有什么樣的變化？,精原細(xì)胞,初級(jí)精母細(xì)胞,染色體復(fù)制體積增大,2、精子的形成過(guò)程(注意有關(guān)數(shù)量),減數(shù)第一次分裂前期,同源染色體聯(lián)會(huì)，形成四分體。,初級(jí)精母細(xì)胞,同源染色體同源染色體是母細(xì)胞中有配對(duì)行為的染色體，一個(gè)來(lái)自父本，一個(gè)來(lái)自母本每對(duì)同源染色體的形狀、大小相同，遺傳功能相似在母細(xì)胞（2n）中成對(duì)，配子細(xì)胞中成單(n)減期有聯(lián)會(huì)（配對(duì)）、交換、分離等行為變化不同對(duì)的同源染色體之間互為非同源染色體,四分體：每一對(duì)聯(lián)會(huì)的同源染色體中，含有四個(gè)染色單體，叫做一個(gè)四分體。（從染色單體的角度考慮）,一個(gè)四分體含有對(duì)同源染色體，含有條染色體，條染色單體，個(gè)DNA分子。,1,2,聯(lián)會(huì)：減數(shù)分裂中，同源染色體的兩兩配對(duì)的現(xiàn)象。,4,4,同源染色體的聯(lián)會(huì)與交換,減數(shù)第一次分裂中期,同源染色體相對(duì)平行排列在赤道板上,初級(jí)精母細(xì)胞,減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分開(kāi)，非同源染色體自由組合,減中期,初級(jí)精母細(xì)胞,此時(shí)是什么在分開(kāi)？,減數(shù)第一次分裂末期,染色體數(shù)目減半，形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞,減后期,觀察細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目有何變化？,減數(shù)第二次分裂前期,2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞不再含有同源染色體,形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，染色體數(shù)目減半,這時(shí)細(xì)胞內(nèi)還有同源染色體嗎？,減數(shù)第二次分裂,中期,次級(jí)精母細(xì)胞,染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板上,減數(shù)第二次分裂,著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分離，分別向兩極移動(dòng),后期,次級(jí)精母細(xì)胞,此時(shí)是什么在分開(kāi)？,減數(shù)第二次分裂,末期,4個(gè)精細(xì)胞,減數(shù)分裂結(jié)束，形成四個(gè)精細(xì)胞。,觀察精細(xì)胞中染色體數(shù)目？,精細(xì)胞經(jīng)過(guò)變形成為蝌蚪狀的精子（不屬減數(shù)分裂）,變形,精子,精細(xì)胞,頭部（細(xì)胞核）,尾部,減數(shù)分裂,減數(shù)第一次分裂,減數(shù)第二次分裂,間期,后期,前期,末期,中期,后期,前期,末期,中期,初級(jí)精母細(xì)胞,次級(jí)精母細(xì)胞,精原細(xì)胞,精細(xì)胞,精子,減數(shù)第一次分裂,染色體復(fù)制,減數(shù)第二次分裂,精原細(xì)胞,初級(jí)精母細(xì)胞,次級(jí)精母細(xì)胞,精細(xì)胞,減:同源染色體分離（染色體數(shù)目減半）,2)減數(shù)分裂基本過(guò)程,減:姐妹染色單體分離,減期和減期的染色體行為,初級(jí)精母細(xì)胞2n,次級(jí)精母細(xì)胞n,精細(xì)胞n,精子n,增殖期,生長(zhǎng)期,成熟期,變形期,減數(shù)分裂,精原細(xì)胞2n,精原細(xì)胞2n,一個(gè)細(xì)胞周期,配子生成經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂精子的形成過(guò)程,有關(guān)減數(shù)分裂過(guò)程中的注意點(diǎn)（見(jiàn)教材P15補(bǔ)充1）,減和減的區(qū)別,有,無(wú),體細(xì)胞相同,體細(xì)胞的一半,有聯(lián)會(huì),四分體,無(wú),同源染色體排列在赤道板上,著絲點(diǎn)排列赤道板上,同源染色體分離,著絲點(diǎn)分離,鴨跖草,間期,前期1,前期1,中期1（極面觀）,中期1（側(cè)面觀）,后期1,后期1,識(shí)別減數(shù)分裂各期細(xì)胞分裂相,末期1,末期2,后期2,前期2,中期2,間期,四分子,花粉,學(xué)習(xí)教材P13實(shí)驗(yàn),2、卵細(xì)胞形成的過(guò)程,卵巢,1）場(chǎng)所:,2）過(guò)程:,精子,卵細(xì)胞,精原細(xì)胞,卵原細(xì)胞,卵細(xì)胞的形成過(guò)程,精子形成過(guò)程和卵細(xì)胞形成過(guò)程的比較,返回,精巢內(nèi)形成,卵巢內(nèi)形成,均等的分裂有變形期,不均等的分裂無(wú)變形期,一個(gè)精原細(xì)胞分裂形成四個(gè)精子,一個(gè)卵原細(xì)胞分裂形成一個(gè)卵細(xì)胞和三個(gè)極體（退化消失）,性原細(xì)胞（精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞）產(chǎn)生方式為有絲分裂，生殖細(xì)胞產(chǎn)生的方式為減數(shù)分裂（即只有形成生殖細(xì)胞才進(jìn)行減數(shù)分裂），所以動(dòng)物生殖細(xì)胞形成過(guò)程先經(jīng)過(guò)有絲分裂，后經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂。能夠同時(shí)觀察有絲分裂和減數(shù)分裂的材料可用精巢、卵巢或植物的花藥、雌蕊。見(jiàn)教材P16補(bǔ)充2（細(xì)胞數(shù)量、配子種類）,減數(shù)分裂中有關(guān)數(shù)量比較,第二次分裂,2N,4N,間期I,第一次分裂,染色體變化曲線,第二次分裂,2N,4N,間期I,第一次分裂,染色單體變化曲線,bj,第二次分裂,2N,4N,間期I,第一次分裂,DNA變化曲線,分析討論：比較減數(shù)分裂與有絲分裂過(guò)程的異同點(diǎn)。,有絲分裂和減數(shù)分裂的比較,比較,有絲分裂,減數(shù)分裂,不同點(diǎn),細(xì)胞類型,染色體復(fù)制次數(shù)細(xì)胞分裂次數(shù),形成子細(xì)胞數(shù)目,染色體數(shù)目變化,形成細(xì)胞類型,相同點(diǎn),意義,體細(xì)胞,生殖細(xì)胞,同源染色體行為,無(wú)同源染色體的聯(lián)會(huì)、交叉互換、分離等行為,同源染色體在第一次分裂發(fā)生聯(lián)會(huì)、交叉互換、分離等行為,染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次,染色體復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,2個(gè),4個(gè)或1個(gè)和3個(gè),體細(xì)胞,精子和卵細(xì)胞,染色體復(fù)制一次，都出現(xiàn)紡錘絲,使親代與子代細(xì)胞之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性,使親代與子代之間維持了體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，對(duì)生物的遺傳和變異都是十分重要的,返回,減數(shù)分裂有絲分裂,染色體和DNA變化比較,上一步,繼續(xù),區(qū)別一有絲分裂還是減數(shù)分裂的曲線，看起點(diǎn)和終點(diǎn)，起點(diǎn)和終點(diǎn)在同一直線上的為有絲分裂；不在同一直線上的為減數(shù)分裂。（如圖3與圖4或圖1與圖2）,減數(shù)分裂和有絲分裂染色體、DNA的變化曲線的比較規(guī)律,區(qū)別二染色體還是DNA的曲線，看染色體或DNA暫時(shí)翻倍的時(shí)間，翻倍的時(shí)間在間期，且線條是傾斜（DNA的復(fù)制需一定時(shí)間）的為DNA；翻倍的時(shí)間在后期（有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期），且是突然翻倍（著絲點(diǎn)的分裂是瞬間的）的為染色體。（如圖2與圖4或圖1與圖3）,染色體：加倍原因是因?yàn)橛薪z分裂后期或減后期著絲粒分裂；減減半原因是因?yàn)橥慈旧w分離，細(xì)胞一分為二手；減染色體減半和有絲分裂染色體減半都是因?yàn)榧?xì)胞一分為二。有染色體單體時(shí)，DNA數(shù)量：染色單體數(shù)量：染色體數(shù)量=2：2：1無(wú)染色單體時(shí)，DNA數(shù)量：染色單體數(shù)量：染色體數(shù)量=1：0：1,前中后末,減,聯(lián)會(huì)四分體,有絲分裂,特殊,減,間,練,一看染色體數(shù),奇數(shù),減數(shù)第二次分裂，且無(wú)同源染色體存在,偶數(shù),二看有無(wú)同源染色體,有同源染色體聯(lián)會(huì)、分離等行為,減數(shù)第一次分裂,無(wú)同源染色體聯(lián)會(huì)、分離等行為,有絲分裂,(2)解答此類問(wèn)題可依據(jù)以下判斷方法：,解題技法,(1)分析此類問(wèn)題要根據(jù)染色體的數(shù)目、分布及同源染色體的有無(wú)及行為等方面判斷。,無(wú),有,減數(shù)第二次分裂,三看同源染色體行為,有絲分裂和減數(shù)分裂的圖像鑒別,細(xì)胞分裂圖像是減數(shù)分裂還是有絲分裂可根據(jù)細(xì)胞形狀、染色體數(shù)目、有無(wú)同源染色體和同源染色體的行為進(jìn)行判斷。三看法：一看細(xì)胞中染色體數(shù)目。若為奇數(shù)，一定是減第二次分裂，且細(xì)胞中一定無(wú)同源染色體；若為偶數(shù)，進(jìn)行二看。二看細(xì)胞中有無(wú)同源染色體。若無(wú)同源染色體，一定是減數(shù)第二次分裂；若有同源染色體，進(jìn)行第三看。,三看細(xì)胞中同源染色體的行為。若出現(xiàn)聯(lián)會(huì)、四分體、著絲點(diǎn)位于赤道板兩側(cè)、同源染色體分離等現(xiàn)象，一定是減數(shù)第一次分裂；若無(wú)上述同源染色體的特殊行為，則為有絲分裂。具有下列情形之一，便可判定無(wú)同源染色體（不考慮性染色體異形）：有一條（或多條）染色體在形態(tài)（長(zhǎng)度、著絲粒位置等）特征上不能成對(duì)存在。二倍體生物其細(xì)胞中染色體數(shù)目為奇數(shù)（后期以一極的染色體計(jì)數(shù)）。不均等分裂為形成次級(jí)卵母細(xì)胞的減和形成卵細(xì)胞的減，均等分裂為有絲分裂、減數(shù)分裂精子的形成及形成第二極體的減。,從細(xì)胞外形上看：矩形有壁的為植物細(xì)胞，圓形的一般為動(dòng)物細(xì)胞。從紡錘體特點(diǎn)看：由中心體發(fā)出的星射線組成的紡錘體為動(dòng)物細(xì)胞或低等植物細(xì)胞，否則為高等植物細(xì)胞。若著絲粒分開(kāi)，即無(wú)染色單體時(shí)，同源染色體就看每一極，若著絲粒未分開(kāi)，即有染色單體存在時(shí)，同源染色體就看整個(gè)細(xì)胞中有無(wú)。（特別注意：著絲粒分開(kāi)后，不能把組妹染色體看作是同源染色體，所以要看每一極有無(wú)同源染色體）,前期圖形,無(wú)：減數(shù)第二次分裂;A2,染色體散亂分布（有絲分裂;A1）,特殊狀態(tài)（聯(lián)會(huì)、四分體）（減I；A3、A4）,A組,中期圖形,無(wú)：減數(shù)第二次分裂；B3,染色體著絲點(diǎn)在赤道板上（有絲分裂；B1）,四分體排列在細(xì)胞中央（減I；B2）,B組,有：有絲分裂;C1,有染色單體（減數(shù)第一次分裂;C2）,無(wú)染色單體（減數(shù)第二次分裂;C3）,后期圖形,C組,練習(xí)：判斷下列細(xì)胞分別屬于何種分裂的什么時(shí)期，形成的子細(xì)胞是什么？,甲:細(xì)胞處于_分裂的_期,子細(xì)胞為_(kāi),減數(shù)第一次,后,次級(jí)精母細(xì)胞,乙:細(xì)胞處于_分裂的_期,子細(xì)胞為_(kāi),減數(shù)第二次,后,精細(xì)胞或極體,丙:細(xì)胞處于_分裂的_期,子細(xì)胞為_(kāi),有絲,后,體細(xì)胞,丁:細(xì)胞處于_分裂的_期,子細(xì)胞為_(kāi),減數(shù)第二次,后,卵細(xì)胞和極體,有絲分裂,減數(shù)第一次分裂,減數(shù)第二次分裂,中期中期中期,有絲分裂,減數(shù)第一次分裂,減數(shù)第二次分裂,后期后期后期,時(shí)期：細(xì)胞名稱：產(chǎn)生的子細(xì)胞是：,減數(shù)第二次分裂后期,次級(jí)精母細(xì)胞或極體,精細(xì)胞或極體,時(shí)期：細(xì)胞名稱：產(chǎn)生子細(xì)胞的名稱：,減數(shù)第二次分裂前期,次級(jí)精（卵）母細(xì)胞或極體,生殖細(xì)胞,時(shí)期：細(xì)胞的名稱：產(chǎn)生子細(xì)胞的名稱：,減數(shù)I中期,初級(jí)精（卵）母細(xì)胞,次級(jí)精母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞和極體,練習(xí)：下圖中A圖是某雄性動(dòng)物的體細(xì)胞，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：,（1）B細(xì)胞的分裂方式和分裂時(shí)期是_。（2）圖中具有四個(gè)染色體組的細(xì)胞是_。（3）若圖中D細(xì)胞繼續(xù)分裂，則它最終分裂成的細(xì)胞應(yīng)是（從方框中選擇正確的圖，并用字母表示）_，該細(xì)胞的名稱為_(kāi)。（4）用字母和箭頭將上圖5個(gè)細(xì)胞（含方框中所選的正確圖），按細(xì)胞分裂的方式和順序連接起來(lái)_。,有絲分裂后期,B,E,精細(xì)胞,ABACDE,練習(xí)：下圖為細(xì)胞分裂曲線圖，請(qǐng)回答問(wèn)題：,N,2N,4N,O,H,I,J,K,L,C,D,E,F,G,B,A,分裂時(shí)期,、圖中表示_的含量變化；表示_的含量變化,、圖中處于減數(shù)分裂的是_,處于有絲分裂的分裂期的是_.,O-B,F-K,DNA,染色體,請(qǐng)判斷下列四個(gè)細(xì)胞所處的分裂方式及時(shí)期。,減的前期,減的前期,有絲分裂的中期,減的中期,ABC,有絲分裂前期,減前期,減前期,練習(xí)：判斷上圖各屬于何種分裂？哪個(gè)時(shí)期？,DEF,有絲分裂中期,減中期,減中期,GHI,有絲分裂后期,減后期,減后期,練習(xí)：1、下圖是某種動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂和減數(shù)分裂部分圖，據(jù)圖回答問(wèn)題：,(1)按先后順序把有關(guān)有絲分裂圖的號(hào)碼排列起來(lái)_；按順序把有關(guān)減數(shù)分裂圖的號(hào)碼排列起來(lái)_。,12、2、5、6、7,1、3、8、10、4、9、11_,(2)此動(dòng)物的正常體細(xì)胞中有對(duì)同源染色體，細(xì)胞核中有個(gè)DNA分子。,2,4,(3)在上述分裂圖中，細(xì)胞中的染色體數(shù)比此動(dòng)物正常體細(xì)胞中染色體數(shù)增加一倍的是圖。,5、6,(4)在上述分裂圖中，屬于初級(jí)精母細(xì)胞的是圖。,1、3、8,(5)上述分裂圖中，每條染色體上只含一個(gè)DNA分子的是圖。,5、6、7、9、11、,2、下圖為某種生物的三個(gè)分裂細(xì)胞后期的圖，請(qǐng)根據(jù)圖回答,A,B,C,(1)該種生物體細(xì)胞中的染色體數(shù)為條，表示體細(xì)胞分裂的細(xì)胞是。,4,C,A,B,C,(2)A細(xì)胞是后期圖，B細(xì)胞是后期圖，A細(xì)胞分裂形成和；B細(xì)胞分裂形成。,次級(jí)卵母細(xì)胞分裂,初級(jí)精母細(xì)胞分裂,一個(gè)卵細(xì)胞,一個(gè)第二極體,兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞,A,B,C,(3)三個(gè)細(xì)胞分裂后的細(xì)胞中含姐妹染色體的是，含同源染色體的是。,B,C,A,B,C,(4)分裂后細(xì)胞中染色體