同源染色體交叉和互換在哪個時期,雙線期還是粗線期

2021-03-06 23:37:47 字數 4763 閱讀 9047

1樓:匿名使用者

同源染色體交換在粗線期,交叉在雙線期,而粗線期在雙線期前。

粗線期持續時間長達數天,此時染色體變短,結合緊密,在光鏡下只在區域性可以區分同源染色體,這一時期同源染色體的非姊妹染色單體之間發生交換的時期。在果蠅粗線期sc上具有與sc寬度相近的電子緻密球狀小體,稱為重組節,與dna的重組有關。

雙線期聯會的同源染色體相互排斥、開始分離,但在交叉點上還保持著聯絡。雙線期染色體進一步縮短,在電鏡下已看不到聯會複合體。交叉的數目和位置在每個二價體上並非是固定的,而隨著時間推移,向端部移動,這種移動現象稱為端化,端化過程一直進行到中期。

植物細胞雙線期一般較短,但在許多動物中雙線期停留的時間非常長,人的卵母細胞在五個月胎兒中已達雙線期,而一直到排卵都停在雙線期,排卵年齡大約在12-50歲之間。成熟的卵細胞直到受精後才迅速完成兩次**,形成單倍體的卵核。在魚類、兩棲類、爬行類、鳥類以及無脊椎動物的昆蟲中,雙線期的二價體解螺旋而形成燈刷染色體,這一時期是卵黃積累的時期。

同源染色體交叉互換屬於基因重組的一種型別,來自母方的那兩個染色單體可能會有一條或兩條與來自父方的某一條發生交叉,然後在某種機制的作用下斷掉,連線到對方的染色體上,這就是染色體的交叉互換了。由於這種作用才導致了子女與父母基本相似但不完全相同的狀況。

2樓:匿名使用者

同源染色體(homologous chromosomes)是有絲**中期看到的長度和著絲點位置相同的兩

個染色體,或減數**時看到的兩兩配對的染色體。同源染色體一個來自父本,一個來自母本;它們的形態、大小和結構相同。由於每種生物染色體的數目是一定的,所以它們的同源染色體的對數也一定。

例如豌豆有14條染色體,7對同源染色體。同源染色體上常含有不同的等位基因,減數**時又進行了交換並隨機地分配到不同的性細胞中去,這對於遺傳重組有重要意義。

正常細胞中,一對同源染色體若表示為由兩條染色體a、b組成,在減數**中變成「aa`」組和「bb`」組,兩組聯會形成四分體;有絲**中變成「aa`」組和「bb`」組,但兩組不聯會,在有絲**中期染色體的著絲點整齊排列在赤道板上,著絲點分開後染色體平均分配到兩個子細胞。

研究意義編輯

在生物體的有性生殖過程中,有性生殖細胞是通過細胞**的一種——減數**形成的。在減數**的**間期,精原細胞的體積略微增大,染色體進行復制,成為初級精母細胞。複製後的每條染色體都含有兩條姐妹染色體,這兩條姐妹染色單體並列在一起,由同一個著絲點連線著。

**期開始後不久,初級精母細胞中原來分散存在的染色體進行配對。而在減數第二次**過程中不存在同源染色體。

區分同源染色體與姐妹染色單體:姐妹染色單體是由一個著絲點連著的並行的兩條染色單體,是在細胞**的間期由同一條染色體經複製後形成的——由一條染色體複製形成的兩條子染色體不是同源染色體,因為它們儘管形狀大小相同,但它們並非一條來自父方、一條來自母方。

不僅只有減數**有同源染色體的存在,有絲**也有。所有的只要有一對染色體存在的都會存在。

特徵表現編輯

為什麼同源染色體是一條來自母方一條來自父方?

答:因為在減數**以後形成的配子(生殖細胞)中沒有同源染色體,所以在受精作用後,精子的細胞核和卵子的細胞核融合,進而染色體數加倍,在這以後就又有了同源染色體,其中的一條來自母方而另一條來自父方。

**型別編輯

減數**

減數**(meiosis)的特點是dna複製一次,而細胞連續**兩次,形成單倍體的精子和卵子(圖13-12),通過受精作用又恢復二倍體,減數**過程中同源染色體間發生交換,使配子的遺傳多樣化,增加了後代的適應性,因此減數**不僅是保證生物種染色體數目穩定的機制,同且也是物種適應環境變化不斷進化的機制。 減數**可分為3種主要型別:

配子減數**

也叫終端減數**(terminal meiosis),其特點是減數**和配子的發生緊密聯絡在一起,在雄性脊椎動物中,一個精母細胞經過減數**形成4個精細胞,後者在經過一系列的**發育,形成成熟的精子。在雌性脊椎動物中,一個卵母細胞經過減數**形成1個卵細胞和2-3個極體。

孢子減數**

也叫中間減數**(intermediate meiosis),見於植物和某些藻類。其特點是減數**和配子發生沒有直接的關係,減數**的結果是形成單倍體的配子體(小孢子和大孢子)。小孢子再經過兩次有絲**形成包含一個營養核和兩個雄配子(精子)的成熟花粉(雄配子體),大孢子經過三次有絲**形成胚囊(雌配子體),內含一個卵核、兩個極核、3個反足細胞和兩個助細胞。

合子減數**

也叫初始減數**(initial meiosis),僅見於真菌和某些原核生物,減數**發生於合子形成之後,形成單倍體的孢子,孢子通過有絲**產生新的單倍體後代。

其他**

此外某些生物還具有體細胞減數**(somatic meiosis)現象,如在蚊子幼蟲的腸道中,有一些由核內有絲**形成的多倍體細胞(可高達32x),在蛹期又通過減數**降低了染色體倍性,增加了細胞數目。

**過程編輯

概述減數**由緊密連線的兩次**構成。通常減數**i分離的是同源染色體,所以稱為異型**(heterotypic division)或減數**(reductional division)。減數**ii分離的是姊妹染色體,類似於有絲**,所以稱為同型**(homotypic division)或均等**(equational division)。

和有絲**一樣為了描述方便將減數**分為幾個期和亞期。

**間期

有絲**細胞在進入減數**之前要經過一個較長的間期,稱前減數**間期(premeiotic interphase)或前減數**期(premeiosis)。

前減數**期也可分為g1期、s期和g2期,在g1期和s期把麝香百合的花粉每細胞在體外培養,則發現細胞進行有絲**,將g2晚期的細胞在體外培養則向減數**進行,說明g2期是有絲**向減數**轉化的關鍵時期。

和有絲**不同的是,dna不僅在s期合成,而且也在前期合成一小部分。d. e.

wimber和w. prensky(1963)認為合線期-粗線期合成大約2%的dna。y.

hotta等人(1966)在百合屬(lilium)和延齡草屬(trillium)中發現,粗線期合成大約0.3%的dna。稱為合線期dna(zyg-dna)或粗線期dna(p-dna)。

這些dna的合成可能與聯會複合體的形成有關。

**期一、減數**i

1.前期i

減數**的特殊過程主要發生在前期i,通常人為劃分為5個時期:①細線期(leptotene)、②合線期(zygotene)、③粗線期(pachytene)、④雙線期(diplotene)、⑤終變期(diakinesis)。必須注意的是這5個階段本身是連續的,它們之間並沒有截然的界限。

1)細線期:

染色體呈細線狀,具有念珠狀的染色粒。持續時間最長,佔減數**週期的40%。細線期雖然染色體已經複製,但光鏡下分辨不出兩條染色單體。

由於染色體細線交織在一起,偏向核的一方,所以又稱為凝線期(synizesis),在有些物種中表現為染色體細線一端在核膜的一側集中,另一端放射狀伸出,形似花束,稱為花束期(bouquet stage)。

2)合線期:持續時間較長,佔減數**週期的20%。亦稱偶線期,是同源染色體配對的時期,這種配對稱為聯會(synapsis)。

這一時期同源染色體間形成聯會複合體(synaptonemal ***plex,sc)。在光鏡下可以看到兩條結合在一起的染色體,稱為二價體(bivalent)。每一對同源染色體都經過複製,含四個染色單體,所以又稱為四分體(tetrad)。

3)粗線期:持續時間長達數天,此時染色體變短,結合緊密,在光鏡下只在區域性可以區分同源染色體,這一時期同源染色體的非姊妹染色單體之間發生交換的時期。在果蠅粗線期sc上具有與sc寬度相近的電子緻密球狀小體,稱為重組節,與dna的重組有關。

4)雙線期:聯會的同源染色體相互排斥、開始分離,但在交叉點(chia**a)上還保持著聯絡。雙線期染色體進一步縮短,在電鏡下已看不到聯會複合體。

交叉的數目和位置在每個二價體上並非是固定的,而隨著時間推移,向端部移動,這種移動現象稱為端化(terminalization),端化過程一直進行到中期。

植物細胞雙線期一般較短,但在許多動物中雙線期停留的時間非常長,人的卵母細胞在五個月胎兒中已達雙線期,而一直到排卵都停在雙線期,排卵年齡大約在12-50歲之間。成熟的卵細胞直到受精後,才迅速完成兩次**,形成單倍體的卵核。

在魚類、兩棲類、爬行類、鳥類以及無脊椎動物的昆蟲中,雙線期的二價體解螺旋而形成燈刷染色體,這一時期是卵黃積累的時期。

5)終變期:二價體顯著變短,並向核周邊移動,在核內均勻散開。所以是觀察染色體的良好時期。

由於交叉端化過程的進一步發展,故交叉數目減少,通常只有一至二個交叉。終變期二價體的形狀表現出多樣性,如v形、o形等。

核仁此時開始消失,核被膜崩解,但有的植物,如玉米,在終變期核仁仍然很顯著。

2.中期i

核仁消失,核被膜崩解,標誌進入中期i,中期i的主要特點是染色體排列在赤道面上。每個二價體有4個著絲粒、姊妹染色單體的著絲粒定向於紡錘體的同一極,故稱聯合定向(co-orientation)。

3.後期i

二價體中的兩條同源染色體分開,分別向兩極移動。由於相互分離的是同源染色體,所以染色體數目減半。但每個子細胞的dna含量仍為2c。

同源染色體隨機分向兩極,使母本和父本染色體重所組合,產生基因組的變異。如人類染色體是23對,染色體組合的方式有223個(不包括交換),因此除同卵孿生外,幾乎不可能得到遺傳上等同的後代。

4.末期i

染色體到達兩極後,解旋為細絲狀、核膜重建、核仁形成,同時進行胞質**。

5.減數**間期

在減數**i和ii之間的間期很短,不進行dna的合成,有些生物沒有間期,而由末期i直接轉為前期ii。

二、減數**ii

可分為前、中、後、末四個四期,與有絲**相似。

通過減數**一個精母細胞形成4個精子。

而一個卵母細胞形成一個卵子及2-3個極體。

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