遺傳學(xué)基礎(chǔ)課件

遺傳學(xué)基礎(chǔ)第一章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

遺傳學(xué)基礎(chǔ)遺傳學(xué)與細(xì)胞學(xué)(Cytology)遺傳學(xué)對掌握細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)的要求側(cè)重于：染色體的數(shù)目、形態(tài)和結(jié)構(gòu)；細(xì)胞有絲分裂、減數(shù)分裂、融合(受精)過程及其染色體的行為；有絲分裂、減數(shù)分裂及受精的遺傳學(xué)意義。遺傳學(xué)基礎(chǔ)第一章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)染色體的數(shù)目、大小、形態(tài)特征和結(jié)構(gòu)第二節(jié)體細(xì)胞分裂與細(xì)胞周期第三節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分裂遺傳學(xué)基礎(chǔ)真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能

（細(xì)胞壁——支撐和保護(hù)）細(xì)胞膜——保護(hù)、保持形態(tài)、與吸收分泌等其它生理功能有關(guān)細(xì)胞質(zhì)核糖體(遺傳信息表達(dá)的主要場所)

線粒體和質(zhì)體(半自主性細(xì)胞器)

細(xì)胞核——控制細(xì)胞發(fā)育和性狀遺傳細(xì)胞核的數(shù)目、結(jié)構(gòu)、染色質(zhì)和染色體遺傳學(xué)基礎(chǔ)染色質(zhì)(chromatin)和染色體(chromosome)采用堿性染料對間期的細(xì)胞核染色，會發(fā)現(xiàn)其中具有染色較深的、纖細(xì)的網(wǎng)狀物，稱為染色質(zhì)。在細(xì)胞分裂過程，核內(nèi)的染色質(zhì)便卷縮而呈現(xiàn)為一定數(shù)目和形態(tài)的染色體。染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂過程中所表現(xiàn)的不同形態(tài)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)染色體：是遺傳信息的主要載體；具有穩(wěn)定的、特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目；具有自我復(fù)制能力；在細(xì)胞分裂過程中數(shù)目與結(jié)構(gòu)呈連續(xù)而有規(guī)律性的變化。遺傳學(xué)基礎(chǔ)染色體的3個(gè)基本元素自主復(fù)制序列(autonomouslyreplicatingDNAsequence,ARS)，是DNA復(fù)制的起點(diǎn)；著絲粒序列(centromereDNAsequence,CEN)，由大量串聯(lián)的重復(fù)序列組成，其功能是參與形成著絲粒，使細(xì)胞分裂中染色體能夠準(zhǔn)確地分離；端粒序列(telomereDNAsequence,TEL)，不同生物的端粒序列都很相似，由長5-10bp的重復(fù)單位串聯(lián)而成。遺傳學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)染色體的數(shù)目、大小、形態(tài)特征和結(jié)構(gòu)染色體是所有真核生物細(xì)胞都具有的結(jié)構(gòu)。各物種染色體都具有特定的數(shù)目與形態(tài)特征。而且同一物種內(nèi)的各染色體間往往也能夠通過其形態(tài)特征加以區(qū)分、識別。染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與數(shù)目在細(xì)胞分裂過程中有一系列規(guī)律性變化。識別染色體數(shù)目與形態(tài)特征的最佳時(shí)期是細(xì)胞有絲分裂中期。遺傳學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)染色體的數(shù)目、大小、形態(tài)特征和結(jié)構(gòu)一、染色體的數(shù)目二、染色體的大小三、染色體的形態(tài)特征四、染色體的結(jié)構(gòu)五、特殊類型的染色體遺傳學(xué)基礎(chǔ)一、染色體的數(shù)目不同生物物種的染色體數(shù)目是生物物種的特征，相對恒定；體細(xì)胞中染色體成對存在(2n)，而配子中染色體數(shù)目是體細(xì)胞中的一半(n)。同源染色體(homologouschromosome)與非同源染色體(non-homologouschromosome)染色體組：二倍體生物配子中所含的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能彼此不同的一組染色體，用X表示。遺傳學(xué)基礎(chǔ)黑麥(2n=2X=14)不同物種染色體數(shù)可以相同方穗山羊草、黃瓜和黃麻的染色體數(shù)目都為14洋蔥、蒜和蔥的染色體數(shù)目都為16物種的染色體數(shù)目與其進(jìn)化程度無關(guān)瓶爾小草屬的染色體數(shù)目比人的染色體數(shù)目多遺傳學(xué)基礎(chǔ)二、染色體的大小不同物種間染色體的大小差異很大，長度的變幅為0.20-50

m，寬度的變幅為0.20-2.00

m。

絕對長度：染色體的真實(shí)長度，以長度單位為單位。

相對長度：某一染色體絕對長度占該染色體組絕對長度的百分?jǐn)?shù)。同一物種不同染色體寬度大致相同，其染色體大小主要對長度而言。

遺傳學(xué)基礎(chǔ)三、染色體的形態(tài)特征分析染色體形態(tài)特征的主要目的是區(qū)分識別染色體。未經(jīng)過顯帶處理，在普通光學(xué)顯微鏡下能夠觀察分析并用于染色體識別的特征主要有：著絲粒的位置(染色體臂的相對長度)；次縊痕和隨體的有無及位置。顯帶處理后可把帶紋特征作為染色體識別的特征遺傳學(xué)基礎(chǔ)著絲粒的位置染色體臂長度和著絲粒的位置是染色體識別與編號的一個(gè)重要特征。對每條染色體而言，著絲粒在染色體上的相對位置是固定的，根據(jù)其位置和兩臂的相對長度可以將染色體的形態(tài)分為：1.中央著絲粒染色體2.近中著絲粒染色體3.近端著絲粒染色體4.端著絲粒染色體遺傳學(xué)基礎(chǔ)染色單體(chromatid)在有絲分裂中期所觀察到的染色體是經(jīng)過間期復(fù)制的染色體，均包含有兩條成分、結(jié)構(gòu)和形態(tài)一致的染色單體。一條染色體的兩個(gè)染色單體互稱為姊妹染色單體(sisterchromatid)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)次縊痕(secondaryconstriction)和隨體(satellite)某些染色體的一個(gè)或兩個(gè)臂上往往還具有另一個(gè)染色較淡的縊縮部位，稱為次縊痕，通常在染色體短臂上。隨體的位置、大小也相對恒定，可以作為染色體識別的標(biāo)志。次縊痕在細(xì)胞分裂時(shí)，與核仁的形成有關(guān)，因此也稱為核仁組織中心(nucleolusorganizer)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)染色體帶型發(fā)現(xiàn)：1968年，瑞典細(xì)胞化學(xué)家Caspersson種類Q帶：氮芥喹吖因(QM)G帶R帶C帶：著絲粒次縊痕T帶：染色體末端N帶：NOR高分辨顯帶(highresolutionbanding)遺傳學(xué)基礎(chǔ)常規(guī)染色技術(shù)與顯帶技術(shù)的對比遺傳學(xué)基礎(chǔ)四、染色體的結(jié)構(gòu)(一)、染色質(zhì)的種類(二)、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)(三)、染色體的結(jié)構(gòu)模型遺傳學(xué)基礎(chǔ)常染色質(zhì)和異染色質(zhì)通常根據(jù)間期染色反應(yīng)，可以將染色質(zhì)分為常染色質(zhì)和異染色質(zhì)。常染色質(zhì)(euchromatin)：染色質(zhì)線中染色淺的區(qū)段。異染色質(zhì)(heterochromatin)：在細(xì)胞間期染色質(zhì)線中，染色深的區(qū)段。遺傳學(xué)基礎(chǔ)常染色質(zhì)和異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)差異:兩者結(jié)構(gòu)上連續(xù)，化學(xué)性質(zhì)上沒有差異，只是核酸螺旋化程度(密度)不同。異染色質(zhì)在間期的復(fù)制晚于常染色質(zhì)，間期仍然高度螺旋化狀態(tài)；而常染色質(zhì)區(qū)處于松散狀態(tài)。功能差異:遺傳信息的表達(dá)(轉(zhuǎn)錄)主要在間期進(jìn)行，并需要染色質(zhì)(局部)處于解螺旋狀態(tài)。異染色質(zhì)在遺傳功能上是惰性的，一般不編碼蛋白質(zhì)，主要起維持染色體結(jié)構(gòu)完整性的作用。常染色質(zhì)間期活躍表達(dá)，帶有重要的遺傳信息。遺傳學(xué)基礎(chǔ)組成性異染色質(zhì)與兼性異染色質(zhì)組成性(constitutive).在所有組織、細(xì)胞中均以異染色質(zhì)狀態(tài)存在；只與染色體結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般無功能表達(dá)；構(gòu)成染色體的特殊區(qū)域，如：著絲粒部位等。兼性(facultative).在一些組織中象常染色質(zhì)一樣正常表達(dá)，而在其它組織中以異染色質(zhì)狀態(tài)存在，完全不表達(dá)；攜帶組織特異性表達(dá)的遺傳信息；可存在于染色體的任何部位。遺傳學(xué)基礎(chǔ)(二)、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)染色質(zhì)是染色體在細(xì)胞分裂間期所表現(xiàn)的形態(tài)，呈纖細(xì)的絲狀結(jié)構(gòu)，也稱為染色質(zhì)線(chromatinfiber)。1.化學(xué)組成(1).DNA：每條染色體一個(gè)雙鏈DNA分子是遺傳信息的載體，也就是所謂的遺傳物質(zhì)。(2).蛋白質(zhì)組蛋白(histone)：呈堿性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；與DNA以一定的比例結(jié)合。非組蛋白：呈酸性，種類和含量不穩(wěn)定；可以幫助DNA分子折疊形成不同的結(jié)構(gòu)域，從而有利于DNA的復(fù)制和基因的轉(zhuǎn)錄，以及控制基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。(3).另外，可能存在少量的RNA遺傳學(xué)基礎(chǔ)(二)、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)2.基本結(jié)構(gòu)單位染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體。每個(gè)基本單位約180-200bp。核小體(nucleosome)核心顆粒：直徑約11nm組蛋白：H2A、H2B、H3、H4四種組蛋白各兩分子的八聚體，直徑約10nm)；DNA鏈：DNA雙螺旋鏈盤繞于組蛋白八聚體表面1.75圈，約合146bp。遺傳學(xué)基礎(chǔ)(二)、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)連接絲(linker)：核小體間的連接部分，兩個(gè)核小體之間的DNA雙鏈；含50-60bp，變化范圍8-114bp。組蛋白H1：結(jié)合于連接絲與核小體的接合部位。遺傳學(xué)基礎(chǔ)組蛋白組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，其與DNA組成核小體。根據(jù)其凝膠電泳性質(zhì)可將其分為H1、H2A、H2B、H3及H4。組蛋白含有大量的賴氨酸和精氨酸，其中H3、H4富含精氨酸，H1富含賴氨酸。H2A、H2B介于兩者之間。遺傳學(xué)基礎(chǔ)組蛋白的特性進(jìn)化上極端保守性。其中H3、H4最保守，H1較不保守。無組織特異性。到目前為止，僅發(fā)現(xiàn)鳥類、魚類及兩棲類的紅細(xì)胞染色體不含H1而帶有H5，精細(xì)胞染色體的組蛋白是魚精蛋白。肽鏈上氨基酸分布的不對稱性。堿性氨基酸集中分布在N端的半條鏈上。遺傳學(xué)基礎(chǔ)組蛋白的特性組蛋白的修飾作用。包括甲基化、乙基化、磷酸化及ADP核糖基化等。H3、H4修飾作用較普遍，H2B有乙?；饔?、H1有磷酸化作用。所有這些修飾作用都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即降低組蛋白所攜帶的正電荷。修飾作用只發(fā)生在細(xì)胞周期的特定時(shí)間和組蛋白的特定位點(diǎn)上。組培細(xì)胞H1的磷酸化都發(fā)生在S期，其他細(xì)胞則發(fā)生在G2期；H2B的乙基化都發(fā)生在賴氨酸殘基上。遺傳學(xué)基礎(chǔ)(三)、染色體的結(jié)構(gòu)模型染色體的單線性未經(jīng)復(fù)制的染色體含有一個(gè)染色單體。染色單體含有一條雙鏈DNA分子與蛋白質(zhì)結(jié)合后形成的一條線性、無分支染色質(zhì)線。間期DNA分子通過半保留方式復(fù)制后就產(chǎn)生兩條完全相同的DNA分子，所以含有兩條姊妹染色單體。遺傳學(xué)基礎(chǔ)(三)、染色體的結(jié)構(gòu)模型遺傳學(xué)基礎(chǔ)(三)、染色體的結(jié)構(gòu)模型染色質(zhì)的不同狀態(tài)：在DNA進(jìn)行復(fù)制或轉(zhuǎn)錄時(shí)(主要在間期)，必須(局部)以DNA單鏈狀態(tài)存在，所以核小體的結(jié)構(gòu)也必須解開(染色質(zhì)呈松弛狀態(tài))；而在細(xì)胞分裂中期，染色質(zhì)呈高度螺旋化狀態(tài)，并且每條染色體都呈現(xiàn)其固有的形態(tài)特征。很顯然這兩種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換不是隨機(jī)、無序的卷縮，而應(yīng)該是按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換的。遺傳學(xué)基礎(chǔ)(三)、染色體的結(jié)構(gòu)模型貝克等(Bak,A.L.,1977)：染色體四級結(jié)構(gòu)模型理論能夠在一定程度上解釋染色質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程1.DNA+組蛋白

核小體+連接絲2.核小體

螺線體(solenoid)3.螺線體

超螺線體(super-solenoid)4.超螺線體

染色體DNA+組蛋白

核小體+連接絲核小體+連接絲

螺線體(solenoid)螺線體

超螺線體

(super-solenoid)超螺線體

染色體遺傳學(xué)基礎(chǔ)*染色體形成過程中長度的變化

長度壓縮第一級DNA+組蛋白

核小體

7倍第二級

核小體

螺線體

6倍第三級

螺線體

超螺線體

40倍第四級

超螺線體

染色體

5倍

8400倍（8000-10000）

遺傳學(xué)基礎(chǔ)五、特殊類型的染色體(一)、多線染色體(二)、燈刷染色體(三)、B染色體遺傳學(xué)基礎(chǔ)*(一)、多線染色體單線性與多線性：染色體在通常情況下具有單線性，但是雙翅目昆蟲(搖蚊、果蠅)的幼蟲唾液腺、腸、馬氏管等的細(xì)胞中存在巨大染色體，往往具有多達(dá)2048條染色質(zhì)線(多線性)。多線染色體產(chǎn)生原因——核內(nèi)復(fù)制：染色單體在間期正常進(jìn)行復(fù)制，但未發(fā)生著絲粒分裂和染色單體分離，導(dǎo)致一條染色體的染色單體數(shù)目成倍增長。例：在果蠅中唾腺染色體經(jīng)10-11次核內(nèi)有絲分裂可形成1024、2048條染色質(zhì)線的多線染色體。遺傳學(xué)基礎(chǔ)*細(xì)胞分裂間期多線染色體的形態(tài)由于成百上千的染色質(zhì)線并排，就使染色體由于不同區(qū)段的螺旋化程度差異而在間期呈現(xiàn)清晰的帶紋。染色體的螺旋化程度體現(xiàn)了染色質(zhì)遺傳活性，因而橫紋的深淺和變化也可以作為研究基因活性差異的依據(jù)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)*(二)、燈刷染色體燈刷染色體：是在一些動物的初級卵母細(xì)胞雙線期、果蠅屬的精細(xì)胞的Y染色體、植物花粉細(xì)胞的終變期，觀察到的另一種巨大染色體。形態(tài)：燈刷染色體的主體呈柱狀體，其表面伸出許多毛狀突起，形似燈刷。形成：它是一對同源染色體，這對同源染色體之間由一個(gè)或多個(gè)交叉的聯(lián)系起來；螺旋化的染色質(zhì)構(gòu)成燈刷染色體的柱狀主體；毛狀突起是由于部分染色質(zhì)沒有螺旋化，或者螺旋化的程度較低。遺傳學(xué)基礎(chǔ)*燈刷染色體的形態(tài)遺傳學(xué)基礎(chǔ)*(三)、B染色體前面一再強(qiáng)調(diào)，生物物種的染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征和數(shù)目的穩(wěn)定性。事實(shí)上，這類染色體的數(shù)目增加或減少，對大多數(shù)生物，特別是二倍體生物常常是有害的。許多生物在染色體數(shù)目上也有特殊性表現(xiàn)，也就是說除了具有一定數(shù)目的形態(tài)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的染色體外，還有一些額外染色體。這些額外染色體又稱為B染色體、副染色體、超數(shù)染色體或附加染色體。額外染色體的數(shù)目在生物世代間及個(gè)體間都存在很大差異，并且很不穩(wěn)定，在生物世代間傳遞規(guī)律也與常染色體不同。遺傳學(xué)基礎(chǔ)*黑麥(S.cereale,2n=14)的B染色體

遺傳學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)體細(xì)胞分裂與細(xì)胞周期對多細(xì)胞生物而言，其生長發(fā)育通過體細(xì)胞的分裂實(shí)現(xiàn)。體細(xì)胞分裂的方式主要為有絲分裂。遺傳學(xué)基礎(chǔ)一、有絲分裂(一)、有絲分裂的過程有絲分裂包括兩個(gè)緊密相連的過程：核分裂、細(xì)胞質(zhì)分裂。通常有絲分裂主要是指核分裂。有絲分裂過程可分為五個(gè)時(shí)期，即：

間期、前期、中期、后期、末期應(yīng)當(dāng)注意的是：

有絲分裂過程本身是一個(gè)連續(xù)的自然過程。細(xì)胞分裂時(shí)期是人為劃分的，是根據(jù)所觀察到整個(gè)有絲分裂過程中的各種形態(tài)、結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的差異而進(jìn)行的劃分；其目的是便于對整個(gè)過程進(jìn)行研究的描述。遺傳學(xué)基礎(chǔ)有絲分裂的主要事件間期的S期：DNA的準(zhǔn)確復(fù)制后期：姊妹染色單體的準(zhǔn)確分離末期：形成兩個(gè)細(xì)胞核末期：細(xì)胞質(zhì)分裂遺傳學(xué)基礎(chǔ)(二)、有絲分裂的遺傳學(xué)意義通過有絲分裂能夠維持生物個(gè)體的正常生長和發(fā)育(組織及細(xì)胞間遺傳組成的一致性)；并且保證物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性(單細(xì)胞生物及無性繁殖生物個(gè)體間及世代間的遺傳組成的一致性)。線粒體和葉綠體中DNA是否同樣均等分配?遺傳學(xué)基礎(chǔ)二、細(xì)胞周期(cellcycle)概念：一次細(xì)胞分裂結(jié)束后到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程稱為細(xì)胞周期(cellcycle)。通常，有絲分裂期在整個(gè)細(xì)胞周期中所占的時(shí)間很短的。由于細(xì)胞分裂是多細(xì)胞生物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，要從一個(gè)細(xì)胞——受精卵生長、發(fā)育形成一個(gè)生物個(gè)體，必須不斷地進(jìn)行細(xì)胞分裂。也就是說在分生組織中細(xì)胞分裂的間期和分裂期是周期性交替進(jìn)行的。遺傳學(xué)基礎(chǔ)細(xì)胞有絲分裂周期示意圖

遺傳學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分裂(meiosis)減數(shù)分裂是性母細(xì)胞成熟時(shí)，配子形成過程中所發(fā)生的一種特殊的有絲分裂，又稱成熟分裂，其結(jié)果是產(chǎn)生染色體數(shù)目減半的性細(xì)胞。減數(shù)分裂的特殊性表現(xiàn)在：具有一定的時(shí)間性和空間性；連續(xù)進(jìn)行兩次分裂；同源染色體在第一次分裂前期(前期I，PI)相互配對(paring)，也稱為聯(lián)會(synapsis)；并且在同源染色體間發(fā)生片段的交換。遺傳學(xué)基礎(chǔ)一、減數(shù)分裂的過程(一)、間期(前間期,

preinterphase)(二)、減數(shù)第一次分裂

(meiosisI)(三)、中間期

(interkinesis)(四)、減數(shù)第二次分裂

(meiosisⅡ)前期I(prophaseI,PI),中期I(metaphaseI,MI)后期I(anaphaseI,AI)末期I(telophaseI,TI)前期II(prophaseII,PII),中期II(metaphaseII,MII)后期II(anaphaseII,AII)末期II(telophaseII,TII)遺傳學(xué)基礎(chǔ)(一)、間期(interphase)性母細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂前的間期稱為前減數(shù)分裂間期，也稱為前間期。這一時(shí)期是為性細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂作準(zhǔn)備。其準(zhǔn)備的內(nèi)容包括：染色體復(fù)制；有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)化特征：持續(xù)時(shí)間比有絲分裂間期長，特別是合成期較長；合成期間往往僅有約99.7%的DNA完成合成，而其余的0.3%在偶線期合成。遺傳學(xué)基礎(chǔ)1.前期I(prophaseI,PI)這一時(shí)期細(xì)胞內(nèi)變化復(fù)雜，所經(jīng)歷的時(shí)間較長，細(xì)胞核比有絲分裂前期核要大些。根據(jù)核內(nèi)變化特征，可進(jìn)一步分為五個(gè)時(shí)期：(1).細(xì)線期(leptotene，PI1).(2).偶線期(zygotene，PI2).(3).粗線期(pachytene，PI3).(4).雙線期(diplotene，PI4).(5).終變期(diakinesis，PI5).遺傳學(xué)基礎(chǔ)(1).細(xì)線期(leptonene，PI1)染色體開始螺旋收縮，在光學(xué)顯微鏡下呈細(xì)長線狀；這時(shí)每個(gè)染色體含有兩染色單體，由著絲粒連接，但在光學(xué)顯微鏡下還不能分辨染色單體。遺傳學(xué)基礎(chǔ)(2).偶線期(zygotene，PI2)染色體變短變粗，同源染色體的對應(yīng)部位相互開始緊密并列，逐漸沿縱向配對在一起，稱為聯(lián)會(synapsis)。細(xì)胞內(nèi)2n條染色體可配對形成n對染色體。配對的兩條同源染色體稱為二價(jià)體(bivalent)。細(xì)胞內(nèi)二價(jià)體(n)的數(shù)目就是同源染色體的對數(shù)。同源染色體中不同著絲粒所連的染色單體之間互稱非姊妹染色單體。鏡檢仍呈絲狀結(jié)構(gòu)，看不出染色體的個(gè)體形態(tài)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)聯(lián)會復(fù)合體的結(jié)構(gòu)兩條同源染色體在聯(lián)會時(shí)形成一種特殊的結(jié)構(gòu)——聯(lián)會復(fù)合體，其構(gòu)成如圖所示：兩條同源染色體的主要部分(染色質(zhì)DNA)分布在聯(lián)會復(fù)合體的外側(cè)；中間部分(中央成分，centralelement)以蛋白質(zhì)為主，也包含部分DNA(稱為橫絲)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)(3).粗線期(pachytene，PI3)配對的染色體進(jìn)一步變短變粗，二價(jià)體具有四條染色單體；聯(lián)會復(fù)合體的結(jié)構(gòu)完全形成；非姊妹染色單體之間相應(yīng)的部位發(fā)生斷裂，錯(cuò)接，這個(gè)過程叫交換(exchange)或互換，導(dǎo)致非姊妹染色單體間會形成交叉(chiasmata)

現(xiàn)象，最終導(dǎo)致同源染色體間發(fā)生遺傳物質(zhì)重組(recombination)。遺傳學(xué)基礎(chǔ)(4).雙線期(diplotene，PI4)染色體繼續(xù)縮短變粗；同源染色體非姊妹染色單體之間由于螺旋卷縮而相互排斥，局部開始分開；但因有的非姊妹染色單體間的交換部位仍由橫絲連接，出現(xiàn)交叉纏繞，向兩極移動，稱為交叉端化。在光學(xué)顯微鏡下可看到四個(gè)染色單體。遺傳學(xué)基礎(chǔ)(5).終變期(diakinesis，PI5)染色體繼續(xù)縮短變粗；均勻分布在核內(nèi)，多呈O型或棒型；紡錘絲開始形成；核仁、核膜開始消失。遺傳學(xué)基礎(chǔ)2.中期I(metaphaseI,MI)核仁和核膜消失，紡錘體形成；每個(gè)二價(jià)體的兩條同源染色體分布在赤道板的兩側(cè)；在二價(jià)體趨向赤道板的過程中，兩條同源染色體的排列方向(著絲粒取向)是隨機(jī)的。

從紡錘體的極面觀察，n個(gè)二價(jià)體分散排在赤道板的附近，因而這也是可用于鑒定染色體數(shù)目的重要時(shí)期之一。遺傳學(xué)基礎(chǔ)3.后期I(anaphaseI,AI)紡錘絲牽引染色體向兩極運(yùn)動，同源染色體分開，以著絲點(diǎn)為先導(dǎo)，分別移向兩極；每極具有一對同源染色體中的一條(共有n條染色體)，使得子細(xì)胞中染色體數(shù)目從2n減半到n；此過程并不進(jìn)行著絲粒分裂，沒有發(fā)生染色單體分離；每條染色體都仍然具有兩個(gè)染色單體，并且