1、遗传的细胞学基础医学知识遗传的细胞学基础医学知识第一节第一节 细胞的结构与功能细胞的结构与功能一、细胞壁一、细胞壁二、细胞膜二、细胞膜三、细胞质三、细胞质四、细胞核四、细胞核2遗传的细胞学基础医学知识第一节 细胞的结构与功能2 遗传的细胞学基础医学知识序序 动物细胞的组成：细胞膜、细胞质动物细胞的组成：细胞膜、细胞质 和细胞核三部分组成和细胞核三部分组成 植物细胞植物细胞的组成：细胞壁、细胞膜、的组成：细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核四部分组成细胞质和细胞核四部分组成 一、细胞壁（一、细胞壁（cell wallcell wall）植物细胞特有结构植物细胞特有结构 在细胞最外层在细胞最外层 由纤维
2、素和木质素等构成由纤维素和木质素等构成“坚硬坚硬”结构结构 起保护和支架作用起保护和支架作用 壁上有使相邻两个细胞相通的壁上有使相邻两个细胞相通的 “胞间连丝胞间连丝”结构结构第一节第一节 细细胞的结构与胞的结构与功能功能一、细胞壁一、细胞壁二、细胞膜二、细胞膜三、细胞质三、细胞质四、细胞核四、细胞核3遗传的细胞学基础医学知识序第一节 细胞的结构与功能3 遗传的细胞学基础医学知识4遗传的细胞学基础医学知识4 遗传的细胞学基础医学知识5遗传的细胞学基础医学知识5 遗传的细胞学基础医学知识二、细胞膜（二、细胞膜（plasma membraneplasma membrane）亦称质膜）亦称质膜 在细
3、胞壁内、细胞质外的薄膜在细胞壁内、细胞质外的薄膜 多种功能：物质运输、信息传递、能量转多种功能：物质运输、信息传递、能量转 换、代射调控、细胞识别等。换、代射调控、细胞识别等。三、细胞质（三、细胞质（cytoplasmcytoplasm）在质膜之内核之外呈胶体溶液的原生质。在质膜之内核之外呈胶体溶液的原生质。内含多种物质（蛋白质、脂肪等）；多种内含多种物质（蛋白质、脂肪等）；多种 细胞器。细胞器。主要主要细胞器细胞器有：有：线粒体：动力工厂和遗传物质载体线粒体：动力工厂和遗传物质载体 质体：叶绿体、有色体、白色体。光合质体：叶绿体、有色体、白色体。光合 作用和遗传物质载体作用和遗传物质载体 核
4、糖体：合成蛋白质场所核糖体：合成蛋白质场所 其他细胞器：内质网、高尔基体和液其他细胞器：内质网、高尔基体和液 泡等。泡等。第一节第一节 细细胞的结构与胞的结构与功能功能一、细胞壁一、细胞壁二、细胞膜二、细胞膜三、细胞质三、细胞质四、细胞核四、细胞核6遗传的细胞学基础医学知识二、细胞膜（p l a s m a m e m b r a n e）亦称质膜第一节 四、细胞核（四、细胞核（nucleus）1 1、原核细胞和真核细胞、原核细胞和真核细胞 原核细胞（原核细胞（prokaryotic cell）含有核物质，但没有核膜，含有核物质，但没有核膜，称称“拟核拟核”没有诸如线粒体、内质网、高没有诸如线
5、粒体、内质网、高 尔基体等细胞器，有核糖体。尔基体等细胞器，有核糖体。真核细胞（真核细胞（eukaryotic cell）有真正的核（由核膜包裹有真正的核（由核膜包裹 着遗传物质）着遗传物质）各种由膜包裹的细胞器各种由膜包裹的细胞器第一节第一节 细细胞的结构与胞的结构与功能功能一、细胞壁一、细胞壁二、细胞膜二、细胞膜三、细胞质三、细胞质四、细胞核四、细胞核7遗传的细胞学基础医学知识四、细胞核（n u c l e u s）第一节 细胞的结构与功能7 遗传2 2原核生物和真核生物原核生物和真核生物 原核生物原核生物 具有原核细胞的生物具有原核细胞的生物，如细菌和，如细菌和蓝藻等蓝藻等 真核生物真核
6、生物 具有真核细胞的生物具有真核细胞的生物，所有，所有 高等动植物；单细胞藻类、真菌高等动植物；单细胞藻类、真菌 和原生动物等。和原生动物等。3 3真核的组成及其功能真核的组成及其功能 组成：由核膜和核液组成，核液组成：由核膜和核液组成，核液 中含有核仁和染色质。中含有核仁和染色质。第一节第一节 细细胞的结构与胞的结构与功能功能一、细胞壁一、细胞壁二、细胞膜二、细胞膜三、细胞质三、细胞质四、细胞核四、细胞核8遗传的细胞学基础医学知识2 原核生物和真核生物第一节 细胞的结构与功能8 遗传的细胞 染色质：是细胞处于分裂间期一种形染色质：是细胞处于分裂间期一种形 态，它是核内由于碱性染料态，它是核内
7、由于碱性染料 而染色较深的、纤细的网状而染色较深的、纤细的网状 物。当细胞处于分裂时，染物。当细胞处于分裂时，染 色质卷缩形成具一定形态结色质卷缩形成具一定形态结 构的染色体构的染色体。核仁：是核内染色最深通常圆球状核仁：是核内染色最深通常圆球状 的结构。的结构。功能：主要的遗传物质所在地，所功能：主要的遗传物质所在地，所 以承担主要的遗传功能。以承担主要的遗传功能。第一节第一节 细细胞的结构与胞的结构与功能功能一、细胞壁一、细胞壁二、细胞膜二、细胞膜三、细胞质三、细胞质四、细胞核四、细胞核9遗传的细胞学基础医学知识 染色质：是细胞处于分裂间期一种形第一节 细胞的结构与 第二节第二节 染色体的
8、形态和数目染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征一、染色体的形态特征 10遗传的细胞学基础医学知识1 0 遗传的细胞学基础医学知识一、染色体（一、染色体（chromosomechromosome）的形态）的形态特征特征 基本组成基本组成 一个一个着丝粒着丝粒和被着丝粒分开的和被着丝粒分开的2 2个臂个臂，两臂顶端各有一个特殊的结，两臂顶端各有一个特殊的结构称为端粒。构称为端粒。第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目11遗传的细胞学基础医学知识一、染色体（c h r o m o s o m e）的形态特征第二
9、节 染色体第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目12遗传的细胞学基础医学知识第二节 染色体的形态和数目1 2 遗传的细胞学基础医学知识形态结构形态结构 着丝点着丝点 细胞分裂时，纺锺丝附着在着细胞分裂时，纺锺丝附着在着丝粒区域丝粒区域。着丝点在特定的染色着丝点在特定的染色体中其位置是恒定的。这个区域体中其位置是恒定的。这个区域又被称又被称为主缢痕。因为着丝点染为主缢痕。因为着丝点染色后不着色，使染色体在光镜下色后不着色，使染色体在光镜下就好象在着丝点部分中断了。就好象在着丝点部分中断了。根据着丝点所在的位置，
10、可根据着丝点所在的位置，可把染色体分为以下几种把染色体分为以下几种:第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目13遗传的细胞学基础医学知识形态结构第二节 染色体的形态和数目1 3 遗传的细胞学基础医中间着丝点染色体：着丝点位于中间着丝点染色体：着丝点位于 染色体中间，两臂相等。染色体中间，两臂相等。近中着丝点染色体：着丝点较近近中着丝点染色体：着丝点较近 于染色体一端，两臂不等。于染色体一端，两臂不等。近端着丝点染色体：着丝点靠近近端着丝点染色体：着丝点靠近 染色体末端（端粒）。染色体末端（端粒）。端着丝点染色体
11、：着丝点在染色端着丝点染色体：着丝点在染色 体末端。体末端。第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目14遗传的细胞学基础医学知识中间着丝点染色体：着丝点位于第二节 染色体的形态和数目1次缢痕次缢痕 除主缢痕外，在某些染色体的一除主缢痕外，在某些染色体的一个或两个臂上还常另外有缢缩部分个或两个臂上还常另外有缢缩部分，其染色也较淡，这一部分称为次，其染色也较淡，这一部分称为次缢痕。缢痕。其位置固定，通常在短臂的一端其位置固定，通常在短臂的一端。第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形
12、态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目15遗传的细胞学基础医学知识第二节 染色体的形态和数目1 5 遗传的细胞学基础医学知识 核仁组织中心核仁组织中心 次缢痕一般具有组成核仁的特次缢痕一般具有组成核仁的特殊功能，在细胞分裂时，紧密联系殊功能，在细胞分裂时，紧密联系着一个球形的核仁，着一个球形的核仁，所以次缢痕又所以次缢痕又称为核仁组织中心。称为核仁组织中心。随体（随体（saellite）某些染色体，次缢痕的末端所某些染色体，次缢痕的末端所具有的圆形或略呈长形的突出体。具有的圆形或略呈长形的突出体。第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特
13、征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目16遗传的细胞学基础医学知识 核仁组织中心第二节 染色体的形态和数目1 6 遗传的第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目17遗传的细胞学基础医学知识第二节 染色体的形态和数目1 7 遗传的细胞学基础医学知识同源染色体和异源染色体同源染色体和异源染色体 （homologous chr.chr.）各种生物染色体形态结构不仅是各种生物染色体形态结构不仅是相对稳定的，而且数目一般是成相对稳定的，而且数目一般是成对存在的，这种形态和结构相同对存在的，这种形态和结构相同的一对染色体
14、称为的一对染色体称为.第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目18遗传的细胞学基础医学知识同源染色体和异源染色体第二节 染色体的形态和数目1 8 遗传 异源染色体异源染色体（non-homologous chr.）同一染色体群体中，形态结构同一染色体群体中，形态结构不同的染色体，称为异源染色体。不同的染色体，称为异源染色体。染色体组型分析或称核型分析：染色体组型分析或称核型分析：对生物核内全部染色体的形态特对生物核内全部染色体的形态特征征包括染色体长度、着丝点位包括染色体长度、着丝点位置、臂比、随体有无等进行全
15、面的置、臂比、随体有无等进行全面的分析，并列表表示。分析，并列表表示。第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目19遗传的细胞学基础医学知识 异源染色体（n o n-h o m o l o g o u s c h r.）第二、染色体的数目二、染色体的数目 1.1.染色体的数目特征染色体的数目特征 恒定性，同一种生物染色恒定性，同一种生物染色 体数目是恒定的。体数目是恒定的。在体细胞中是成对的，以在体细胞中是成对的，以 2n2n表示；在性细胞中总是表示；在性细胞中总是 成单的，以成单的，以n n表示。表示。不同种染
16、色体数目差异很不同种染色体数目差异很 大，从最少大，从最少1 1对至对至600600多对多对 不等不等。第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目20遗传的细胞学基础医学知识二、染色体的数目第二节 染色体的形态和数目2 0 遗传的细胞学2.A2.A染色体和染色体和B B染色体染色体 有些生物：正常恒定染色体有些生物：正常恒定染色体+额外的小染色体。额外的小染色体。通常把正常通常把正常 的染色体称为的染色体称为A A染色体；把额染色体；把额 外小染色体称为外小染色体称为B B染色体或副染色体或副 染色体。染色体。第
17、二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目21遗传的细胞学基础医学知识第二节 染色体的形态和数目2 1 遗传的细胞学基础医学知识B B染色体的特征与特性染色体的特征与特性 普遍性：普遍性：640640多种植物，多种植物，170170多种动物。玉米。多种动物。玉米。较较A A染色体小，多由异染色质染色体小，多由异染色质 组成，不载有基因，但可复制。组成，不载有基因，但可复制。一般对生长没有影响，但增加一般对生长没有影响，但增加 一定数量时，就不利生存。一定数量时，就不利生存。第二节第二节 染染色体的形态色体的形态和数
18、目和数目一、染色体一、染色体的形态特征的形态特征 二、染色体二、染色体的数目的数目22遗传的细胞学基础医学知识B 染色体的特征与特性2 2 遗传的细胞学基础医学知识*黑麦(S.cereale,2n=14)的B染色体23遗传的细胞学基础医学知识*黑麦(S.c e r e a l e,2 n=1 4)的B 染色体2 3 遗3.3.原核生物染色体原核生物染色体 原核生物的染色体是原核生物的染色体是裸露的裸露的DNADNA分子（细菌等）或分子（细菌等）或RNARNA分子（病分子（病毒等）。毒等）。细菌只有一个染色体，其细菌只有一个染色体，其DNADNA呈线状或环状。线粒体和叶绿体的呈线状或环状。线粒体
19、和叶绿体的DNADNA也是也是裸露的裸露的，呈环状。，呈环状。第二节第二节 染色体的染色体的形态和数形态和数目目一、染色一、染色体的形态体的形态特征特征 二、染色二、染色体的数目体的数目24遗传的细胞学基础医学知识第二节 染色体的形态和数目2 4 遗传的细胞学基础医学知识第三节第三节 染色体的结构染色体的结构一、一、染色质染色质二二 、染色体的结构、染色体的结构 采用碱性染料对未进行分裂的细胞核(间期核)染色，会发现其中具有染色较深的、纤细的网状物，称为染色质。在细胞分裂过程，核内的染色质便卷缩而呈现为一定数目和形态的染色体。染色质和染色体是同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态。染色体：是
20、遗传信息的主要载体；具有稳定的、特定的形态结构和数目；具有自我复制能力；在细胞分裂过程中数目与结构呈连续而有规律性的变化。25遗传的细胞学基础医学知识第三节 染色体的结构采用碱性染料对未进行分裂的细胞核(间期核一、染色质一、染色质 染色质的组成：由染色质的组成：由DNADNA和蛋白质和蛋白质 组成，其中组成，其中DNADNA约占染色质重量的约占染色质重量的30-30-40%40%，与，与DNADNA结合的蛋白为碱性蛋白。结合的蛋白为碱性蛋白。异染色质和常染色质。这是根据异染色质和常染色质。这是根据染色质染色反应而划分的，染色质染色反应而划分的，其中染色其中染色很深的区段称异染色质，染色很浅的很
21、深的区段称异染色质，染色很浅的区段，称为常染色质。区段，称为常染色质。第三节第三节 染色体的染色体的结构结构一、一、染染色质色质二二 、染、染色体的结色体的结构构26遗传的细胞学基础医学知识一、染色质 第三节 染色体的结构2 6 遗传的细胞学基 二、染色体的结构二、染色体的结构 每条染色体是由每条染色体是由两条染色单两条染色单体（体（chromatid）组成的，每条染色组成的，每条染色单体由一条单体由一条DNADNA与蛋白质结合形成的与蛋白质结合形成的染色质线组成染色质线组成第三节第三节 染色体的染色体的结构结构一、一、染染色质色质二二 、染、染色体的结色体的结构构27遗传的细胞学基础医学知识
22、 二、染色体的结构 第三节 染色体的结构2 7 遗传的细胞学基(一)、原核生物染色体 28遗传的细胞学基础医学知识(一)、原核生物染色体 2 8 遗传的细胞学基础医学知识(二)、染色质的基本结构 2.基本结构单位.串珠模型：染色质的基本结构单位是核小体、连接丝(linker)、组蛋白H1。每个基本单位约180-200个核苷酸对(碱基对,bp-base pair).核小体(nucleosome),又称纽体(-body)(约11nm).组蛋白：H2A、H2B、H3、H4四种组蛋白各两分子的八聚体，直径约10nm).DNA链：DNA双螺旋链盘绕于组蛋白八聚体表面1.75圈，约合146bp.29遗传的
23、细胞学基础医学知识(二)、染色质的基本结构 2.基本结构单位.2 9 遗传的核小体的结构示意图 30遗传的细胞学基础医学知识核小体的结构示意图 3 0 遗传的细胞学基础医学知识(二)、染色质的基本结构 2.基本结构单位连接丝(linker)：核小体间的连接部分，两个核小体之间的DNA双链；含50-60碱基对，变化范围8-114bp。组蛋白H1：结合于连接丝与核小体的接合部位。去除H1不影响核小体的基本结构。*采用酶解等方法轻微处理可以消化掉H1，而不影响其它蛋白质分子。31遗传的细胞学基础医学知识(二)、染色质的基本结构 2.基本结构单位3 1 遗传的细(三)、染色体的结构模型 染色体的单线性
24、.未经复制的染色体含有一个染色单体。染色单体含有一条双链DNA分子与蛋白质结合后形成的一条线性、无分支染色质线。间期DNA分子通过半保留方式复制后就产生两条完全相同的DNA分子，所以含有两条姊妹染色单体。32遗传的细胞学基础医学知识(三)、染色体的结构模型 染色体的单线性.3 2 遗传的细胞学(三)、染色体的结构模型33遗传的细胞学基础医学知识(三)、染色体的结构模型3 3 遗传的细胞学基础医学知识(三)、染色体的结构模型 染色质的不同状态：在DNA进行复制或转录时(主要在间期)，必须(局部)以DNA单链状态存在，所以核小体的结构也必须解开(染色质呈松弛状态)；而在细胞分裂中期，染色质呈高度螺
25、旋化状态，并且每条染色体都呈现其固有的形态特征。很显然这两种状态间的转换不是随机、无序的卷缩，而应该是按照一定的规律转换的。34遗传的细胞学基础医学知识(三)、染色体的结构模型染色质的不同状态：3 4 遗传的细胞学(三)、染色体的结构模型 贝克等(Bak,A.L.,1977)：染色体四级结构模型理论能够在一定程度上解释染色质状态转化的过程1.DNA+组蛋白核小体+连接丝2.核小体螺线体(solenoid)3.螺线体超螺线体(super-solenoid)4.超螺线体染色体35遗传的细胞学基础医学知识(三)、染色体的结构模型贝克等(B a k,A.L.,1DNA+组蛋白组蛋白核小体核小体+连接丝
26、连接丝核小体核小体+连接丝连接丝螺线体螺线体(solenoid)螺线体螺线体超螺线体超螺线体(super-solenoid)超螺线体超螺线体染色体染色体36遗传的细胞学基础医学知识D N A+组蛋白核小体+连接丝核小体+连接丝螺线体*几个值得注意的问题：1、三个层次与四个层次的问题(超螺线体阶段)2、线性动态性3、时间动态性4、非组蛋白骨架(scaffold)/中心(central core)37遗传的细胞学基础医学知识*几个值得注意的问题：3 7 遗传的细胞学基础医学知识38遗传的细胞学基础医学知识3 8 遗传的细胞学基础医学知识*染色体形成过程中长度与宽度的变化宽度增加长度压缩第一级DNA
27、+组蛋白核小体5倍7倍第二级核小体螺线体3倍6倍第三级螺线体超螺线体13倍40倍第四级超螺线体染色体2.5-5倍5倍500-1000倍8400倍(8000-10000)39遗传的细胞学基础医学知识*染色体形成过程中长度与宽度的变化宽度增加长度压缩第一级D N(四)、着丝粒和端体 着丝粒(centromere)：缺少着丝粒的染色体片段在细胞分裂过程中不能正确分配到子细胞中，因此经常发生丢失；同一物种染色体间着丝粒的结构和功能没有本质区别，可以互换；*由两端保守边界序列和中间富含A+T序列(约90bp)构成。端体/端粒(telomere)：对染色体DNA分子末端起封闭、保护作用；防止DNA酶酶切；
28、防止发生DNA分子间融合；保持DNA复制过程中的完整性。*端粒长度可能与细胞寿命有关。端粒酶(性母细胞).40遗传的细胞学基础医学知识(四)、着丝粒和端体 着丝粒(c e n t r o m e r e)：端体/(五)、常染色质和异染色质 染色是染料分子与染色质线中DNA分子结合，使染色质线在光学显微镜下呈一定的颜色。如果DNA链存在状态不同，与染料间反应也将有所不同；DNA链的密度不同，一定区域内结合染料分子的量不同，染色深浅也将有所不同。通常根据间期染色反应，可以将染色质分为异染色质和常染色质。异染色质(heterochromatin)：在细胞间期染色质线中，染色很深的区段。常染色质(eu
29、chromatin)：染色质线中染色很浅的区段。41遗传的细胞学基础医学知识(五)、常染色质和异染色质 染色是染料分子与染色质线中D N 常染色质和异染色质 结构差异:两者结构上连续，化学性质上没有差异，只是核酸螺旋化程度(密度)不同。异染色质在间期的复制晚于常染色质，间期仍然高度螺旋化状态，紧密卷缩(异固缩,heteropycnosis)，所以染色很深；而常染色质区处于松散状态，染色质密度较低，因此染色较浅。功能差异:遗传信息的表达(转录)主要在间期进行，并需要染色质(局部)处于解螺旋状态。异染色质在遗传功能上是惰性的，一般不编码蛋白质，主要起维持染色体结构完整性的作用。常染色质间期活跃表达
30、，带有重要的遗传信息。42遗传的细胞学基础医学知识 常染色质和异染色质结构差异:功能差异:4 2 遗传的细胞学基组成性异染色质与兼性异染色质 组成性(constitutive).构成染色体的特殊区域，如：着丝点部位等；在所有组织、细胞中均表现异固缩现象；只与染色体结构有关，一般无功能表达；*主要是卫星DNA。兼性(facultative).可存在于染色体的任何部位；在一些组织中不表现异固缩现象(象常染色质一样正常表达)，而在其它组织中表现异固缩现象(完全不表达)；携带组织特异性表达的遗传信息。X染色体是一个特例，教材上的例子并不恰当。43遗传的细胞学基础医学知识组成性异染色质与兼性异染色质组成
31、性(c o n s t i t u t i v e*染色体组型分析与带型分析 染色体组型分析(genome analysis)，又称核型分析(analysis of karyotype):在细胞学制片(光学)显微观察基础上，统计细胞内染色体数目、并根据染色体的长度、着丝粒的位置、次缢痕和随体等特征区分、识别物种全部染色体的研究。当这些特征仍然不足以区分、识别物种各对同源染色体的时候，常常需要运用染色体显带资料。genome染色体组基因组 一个物种细胞核内全部遗传物质(染色体/基因)的总和44遗传的细胞学基础医学知识*染色体组型分析与带型分析 染色体组型分析(g e n o m e a*染色体组
32、型分析与带型分析 染色体带形：通过一系列特殊的处理，使得螺旋化程度和收缩方式不同的染色体区段发生不同的反应，再经过染色，使其呈现不同程度的染色区段(往往是异染色质区段被染色)。而这些精心设计的处理和染色方法就称为染色体分带、显带(chromosome banding)或染色体分染(differtial staining of chromosome)。不同的处理方法往往可以得到不同的染色体带形。由于染色体的部分螺旋化方式、程度是特定的，因此一种好的分带程序能够使染色体呈现丰富而稳定的带形。带型分析：利用细胞内各染色体带形进一步区分、识别染色体的工作。45遗传的细胞学基础医学知识*染色体组型分析与
33、带型分析 染色体带形：4 5 遗传的细胞学基础*黑麦(Secale cereale,2n=14)染色体Giemsa C-带46遗传的细胞学基础医学知识*黑麦(S e c a l e c e r e a l e,2 n=1 4)染色体G*常规染色技术与显带技术的结果47遗传的细胞学基础医学知识*常规染色技术与显带技术的结果4 7 遗传的细胞学基础医学知识第四节第四节 细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂一一 、有丝分裂的过程、有丝分裂的过程二、有丝分裂的遗传学意义二、有丝分裂的遗传学意义48遗传的细胞学基础医学知识第四节 细胞的有丝分裂4 8 遗传的细胞学基础医学知识第四节第四节 细胞细胞的有丝分裂的有
34、丝分裂一一 、有丝分裂、有丝分裂的过程的过程二、有丝分裂二、有丝分裂的遗传学意的遗传学意义义49遗传的细胞学基础医学知识第四节 细胞的有丝分裂4 9 遗传的细胞学基础医学知识一、有丝分裂的过程一、有丝分裂的过程 1.1.有丝分裂与无丝分裂有丝分裂与无丝分裂 无丝分裂（也称为直接分裂）无丝分裂（也称为直接分裂）细胞核拉长，缢裂成两部分，接细胞核拉长，缢裂成两部分，接着胞质分裂着胞质分裂2 2个子细胞，看不到纺个子细胞，看不到纺锺丝。细菌等原核生物、高等植物锺丝。细菌等原核生物、高等植物一些专化组织或病变组织中发生。一些专化组织或病变组织中发生。第四节第四节 细胞的有细胞的有丝分裂丝分裂一一 、有
35、、有丝分裂的丝分裂的过程过程二、有丝二、有丝分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义50遗传的细胞学基础医学知识一、有丝分裂的过程第四节 细胞的有丝分裂5 0 遗传的细胞学基有丝分裂有丝分裂 基本特征基本特征 包含两个紧密相连的过程：先包含两个紧密相连的过程：先是核分裂为二，接着质才分裂是核分裂为二，接着质才分裂2 2个子细胞。在核分裂启动前，还个子细胞。在核分裂启动前，还存在一个准备期，进行存在一个准备期，进行DNADNA复制，复制，即所谓的间期，核分裂的变化有即所谓的间期，核分裂的变化有明显特征，可进一步划分为明显特征，可进一步划分为四个四个时期时期，即前期、中期、后期和末，即前期、中期、后期和末
36、期。期。第四节第四节 细胞的有细胞的有丝分裂丝分裂一一 、有、有丝分裂的丝分裂的过程过程二、有丝二、有丝分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义51遗传的细胞学基础医学知识有丝分裂第四节 细胞的有丝分裂5 1 遗传的细胞学基础医学知 间期间期 细胞连续两次分裂之间的一段时细胞连续两次分裂之间的一段时间，称为间期。间，称为间期。间期看不到染色体，间期看不到染色体，只有染色质，核处于高度活跃的代谢只有染色质，核处于高度活跃的代谢状态，主要是进行状态，主要是进行DNADNA和组蛋白的合和组蛋白的合成以及细胞生长，为分裂作准备。根成以及细胞生长，为分裂作准备。根据间期据间期DNADNA合成特点，间期又细分三合
37、成特点，间期又细分三个时期合成前期个时期合成前期G G1 1、合成期合成期S S和合成和合成后期后期G G2 2，所以细胞周期包括所以细胞周期包括G G1 1、S S、G G2 2 和分裂期和分裂期M M。M M期最短。期最短。第四节第四节 细胞的有细胞的有丝分裂丝分裂一一 、有、有丝分裂的丝分裂的过程过程二、有丝二、有丝分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义52遗传的细胞学基础医学知识 间期第四节 细胞的有丝分裂5 2 遗传的细胞学基础医学 前期（前期（prophase）细胞核内出现细长而卷曲的染色细胞核内出现细长而卷曲的染色体，体，以后逐渐缩短变粗。每个染色体以后逐渐缩短变粗。每个染色体有两个染
38、色单体。有两个染色单体。核膜和核仁逐渐模核膜和核仁逐渐模糊不清。动物细胞中中心体分裂为二，糊不清。动物细胞中中心体分裂为二，并向两极分开，每个中心体周围出现并向两极分开，每个中心体周围出现星射线，在前期最后阶段将逐渐形成星射线，在前期最后阶段将逐渐形成丝状的纺锤丝。植物细胞没有中心体，丝状的纺锤丝。植物细胞没有中心体，只在两极出现纺锤丝。只在两极出现纺锤丝。第四节第四节 细胞的有细胞的有丝分裂丝分裂一一 、有、有丝分裂的丝分裂的过程过程二、有丝二、有丝分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义53遗传的细胞学基础医学知识 前期（p r o p h a s e）第四节 细胞的有丝分裂5 3 遗中期（中期（
39、metaphase）核仁和核膜均消失了，核与细核仁和核膜均消失了，核与细胞质已无可见的界限，细胞中部形胞质已无可见的界限，细胞中部形成纺锤体，成纺锤体，染色体的着丝点均排列染色体的着丝点均排列在纺锤体中央的赤道面上，在纺锤体中央的赤道面上，而两臂而两臂则自由地分散在赤道面的两侧。则自由地分散在赤道面的两侧。第四节第四节 细胞的有细胞的有丝分裂丝分裂一一 、有、有丝分裂的丝分裂的过程过程二、有丝二、有丝分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义54遗传的细胞学基础医学知识第四节 细胞的有丝分裂5 4 遗传的细胞学基础医学知识 后期（后期（anaphase）每个染色体的着丝点分裂为二，每个染色体的着丝点分裂
40、为二，这时各条染色单体已各成为一个染这时各条染色单体已各成为一个染色体色体。随着纺锤丝牵引每个染色体随着纺锤丝牵引每个染色体分别向两极移动，分别向两极移动，因而两极各具有因而两极各具有与原来细胞同样数目的染色体。与原来细胞同样数目的染色体。第四节第四节 细胞的有细胞的有丝分裂丝分裂一一 、有、有丝分裂的丝分裂的过程过程二、有丝二、有丝分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义55遗传的细胞学基础医学知识 第四节 细胞的有丝分裂5 5 遗传的细胞学基础医学知识末期（末期（telophasetelophase）染色体已全部移向两极，并逐渐染色体已全部移向两极，并逐渐变得松散细长，变得松散细长，核仁重新出现核
41、仁重新出现，核膜，核膜重新形成。于是在一个母细胞内形成重新形成。于是在一个母细胞内形成两个子核。同时两个子核。同时细胞质分裂细胞质分裂，在纺锤，在纺锤体的赤道板区域形成细胞板，不久形体的赤道板区域形成细胞板，不久形成新的细胞壁，分裂为成新的细胞壁，分裂为两个子细胞两个子细胞。子细胞进入下一次分裂前的间期状态子细胞进入下一次分裂前的间期状态，或只进行生长并分化成专化细胞，或只进行生长并分化成专化细胞。第四节第四节 细胞的有细胞的有丝分裂丝分裂一一 、有、有丝分裂的丝分裂的过程过程二、有丝二、有丝分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义56遗传的细胞学基础医学知识末期（t e l o p h a s e）
42、第四节 细胞的有丝分裂5 6 遗传有丝分裂要注意的问题1.DNA复制是在间期进行复制是在间期进行2、间期为染色质，分裂期、间期为染色质，分裂期是染色体！是染色体！3、前期（含中期）染色体、前期（含中期）染色体是由两条染色单体组成是由两条染色单体组成的。的。4、中期着丝点排列中央赤、中期着丝点排列中央赤道板上。道板上。5、后期是染色单体分开。、后期是染色单体分开。6、从后期至末期染色体重、从后期至末期染色体重新变成染色质期间染色新变成染色质期间染色体是单条的。体是单条的。7.两个子细胞的染色体数两个子细胞的染色体数目与结构和母体的一样目与结构和母体的一样57遗传的细胞学基础医学知识有丝分裂要注意
43、的问题1.D N A 复制是在间期进行5 7 遗传的细胞 有丝分裂过程的持续时间有丝分裂过程的持续时间 因物种和外界环境而异，因物种和外界环境而异，一般前期一般前期最长（最长（1-2h1-2h），其他时期较短（），其他时期较短（5-30min5-30min）举例：在举例：在2525条件下，几种作物条件下，几种作物有丝有丝 分裂的持续时间分裂的持续时间 豌豆根尖细胞豌豆根尖细胞 83min83min 大豆根尖细胞大豆根尖细胞 114min114min 蚕豆根尖细胞蚕豆根尖细胞 114min114min 第四节第四节 细胞的有细胞的有丝分裂丝分裂一一 、有、有丝分裂的丝分裂的过程过程二、有丝二、有
44、丝分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义58遗传的细胞学基础医学知识 有丝分裂过程的持续时间第四节 细胞的有丝分裂5 8 遗传二、有丝分裂的遗传学意义二、有丝分裂的遗传学意义 1 1保证了物种的连续性和稳定性保证了物种的连续性和稳定性 2 2维持个体的正常生长和发育维持个体的正常生长和发育第四节第四节 细胞的有细胞的有丝分裂丝分裂一一 、有、有丝分裂的丝分裂的过程过程二、有丝二、有丝分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义59遗传的细胞学基础医学知识二、有丝分裂的遗传学意义第四节 细胞的有丝分裂5 9 遗传的细第五节第五节 细胞减数分裂细胞减数分裂一、减数分裂的过程一、减数分裂的过程二、减数分裂的遗传学意义
45、二、减数分裂的遗传学意义60遗传的细胞学基础医学知识第五节 细胞减数分裂6 0 遗传的细胞学基础医学知识一、减数分裂的过程和特点一、减数分裂的过程和特点 1.定义定义 减数分裂（减数分裂（meiosis），又称），又称成熟分裂，是在性母细胞成熟时，成熟分裂，是在性母细胞成熟时，配子形成过程中所发生的一种特配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂。由于它使体细胞殊的有丝分裂。由于它使体细胞染色体数目减半，所以称为减数染色体数目减半，所以称为减数分裂。分裂。第五节第五节 细胞减数细胞减数分裂分裂一、减数一、减数分裂的过分裂的过程和特点程和特点二、减数二、减数分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义61遗传
46、的细胞学基础医学知识第五节 细胞减数分裂6 1 遗传的细胞学基础医学知识2.主要特点主要特点 同源染色体在前期同源染色体在前期发生配发生配对联会。对联会。包括两次分裂，即减数分裂包括两次分裂，即减数分裂和减数分裂和减数分裂。第一次发生。第一次发生染色体减数，第二次是等数。染色体减数，第二次是等数。最后形成的子细胞染色体数最后形成的子细胞染色体数目较母细胞减少一半。目较母细胞减少一半。第五节第五节 细胞减细胞减数分裂数分裂一、减数一、减数分裂的分裂的过程过程和特点和特点二、减数二、减数分裂的分裂的遗传学遗传学意义意义62遗传的细胞学基础医学知识2.主要特点第五节 细胞减数分裂6 2 遗传的细胞学
47、基础医学知植物减数分裂示意图前期I1 细线期2 偶线期3 粗线期4 双线期5 终变期6 中期I7 后期I8 末期I9 前期II10 中期II11 后期II12 末期II63遗传的细胞学基础医学知识植物减数分裂示意图前期I 1 细线期6 3 遗传的细胞学基础医学64遗传的细胞学基础医学知识6 4 遗传的细胞学基础医学知识 第五节第五节 细胞减细胞减数分裂数分裂 一、减一、减数分裂数分裂的过程的过程和特点和特点 二、减二、减数分裂数分裂的遗传的遗传学意义学意义65遗传的细胞学基础医学知识第五节 细胞减数分裂6 5 遗传的细胞学基础医学知识 3.3.分裂过程的主要特点分裂过程的主要特点 (1)(1)
48、前期前期 可进一分为五个时期：细线可进一分为五个时期：细线期、偶线期、粗线期、双线期和期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。终变期。第五节第五节 细胞减数细胞减数分裂分裂一、减数一、减数分裂的过分裂的过程和特点程和特点二、减数二、减数分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义66遗传的细胞学基础医学知识 第五节 细胞减数分裂6 6 遗传的细胞学基础医学知识细线期细线期(leptotene)(leptotene)核内出现核内出现细长如线细长如线的染色体的染色体，染色体围绕核仁凝聚呈，染色体围绕核仁凝聚呈“半月半月形形”。由于染色体在间期已经复由于染色体在间期已经复制制,这时每个染色体都是由共同的这时每个染色
49、体都是由共同的一个着丝点联系的两条一个着丝点联系的两条组成组成 第五节第五节 细胞减细胞减数分裂数分裂 一、减一、减数分裂数分裂的过程的过程 和特点和特点 二、减二、减数分裂数分裂的遗传的遗传学意义学意义67遗传的细胞学基础医学知识细线期(l e p t o t e n e)第五节 细胞减数分裂6 7 遗传 偶线期偶线期(zygotene)(zygotene)同源染色体（同源染色体（homologous homologous chromosomeschromosomes）开始配对）开始配对pairingpairing）和重组（和重组（recombinationrecombination），形成
50、），形成联会复合体联会复合体(SC(SC）。染色体仍主要）。染色体仍主要集中在核仁周围，但开始有所散开。集中在核仁周围，但开始有所散开。第五节第五节 细胞减数细胞减数分裂分裂一、减数一、减数分裂的过分裂的过程程和特点和特点二、减数二、减数分裂的遗分裂的遗传学意义传学意义68遗传的细胞学基础医学知识 第五节 细胞减数分裂6 8 遗传的细胞学基础医学知识粗线期粗线期(pachytene)(pachytene)完全联会配对（完全联会配对（fully synapsedfully synapsed），染色体明显缩短变粗，分散在核液，染色体明显缩短变粗，分散在核液中，易于鉴别。中，易于鉴别。因为二价体实际
