緒言第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

1、楊進(jìn)文楊進(jìn)文遺遺 傳傳 學(xué)學(xué)(第三版）第三版）遺傳學(xué)遺傳學(xué)(genetics)是研究生物遺傳和變異的科學(xué)。是研究生物遺傳和變異的科學(xué)。 遺傳和變異是生物界最普遍和最基本的兩個(gè)特征。遺傳和變異是生物界最普遍和最基本的兩個(gè)特征。以微生物、植物、動(dòng)物、人類為對(duì)象，研究它們的遺傳以微生物、植物、動(dòng)物、人類為對(duì)象，研究它們的遺傳和變異。和變異。一、遺傳學(xué)研究對(duì)象一、遺傳學(xué)研究對(duì)象變異變異(variation)指親代與子代之間、子代個(gè)體間的不相指親代與子代之間、子代個(gè)體間的不相同的方面同的方面.遺傳遺傳(heredity)：指親代與子代相似的現(xiàn)象。：指親代與子代相似的現(xiàn)象。遺傳和變異的表現(xiàn)都與環(huán)境具有不可

2、分割的關(guān)系。遺傳和變異的表現(xiàn)都與環(huán)境具有不可分割的關(guān)系。 遺傳、變異和選擇是生物進(jìn)化和新品種選育的三大因素。遺傳、變異和選擇是生物進(jìn)化和新品種選育的三大因素。 生物有遺傳特性，才能繁衍后代，保持物種的相對(duì)穩(wěn)定。生物有遺傳特性，才能繁衍后代，保持物種的相對(duì)穩(wěn)定。 生物有變異，才能使物種不斷發(fā)展和進(jìn)化。經(jīng)過(guò)人工選生物有變異，才能使物種不斷發(fā)展和進(jìn)化。經(jīng)過(guò)人工選 擇，才能育成適應(yīng)生產(chǎn)需要的各種新品種。擇，才能育成適應(yīng)生產(chǎn)需要的各種新品種。遺傳是相對(duì)的、保守的，而變異是絕對(duì)的、發(fā)展的。遺傳是相對(duì)的、保守的，而變異是絕對(duì)的、發(fā)展的。二、遺傳學(xué)研究的任務(wù)二、遺傳學(xué)研究的任務(wù)1. 闡明生物遺傳和變異的現(xiàn)象及

3、其表現(xiàn)的規(guī)律。闡明生物遺傳和變異的現(xiàn)象及其表現(xiàn)的規(guī)律。2. 深入探索遺傳和變異的原因及其物質(zhì)基礎(chǔ)，揭露其深入探索遺傳和變異的原因及其物質(zhì)基礎(chǔ)，揭露其內(nèi)在的規(guī)律。內(nèi)在的規(guī)律。3. 指導(dǎo)動(dòng)物、植物和微生物的育種實(shí)踐，提高醫(yī)學(xué)水指導(dǎo)動(dòng)物、植物和微生物的育種實(shí)踐，提高醫(yī)學(xué)水平。平。即，即，不僅要認(rèn)識(shí)生物遺傳和變異的客觀規(guī)律不僅要認(rèn)識(shí)生物遺傳和變異的客觀規(guī)律，而且而且要能動(dòng)地運(yùn)用這些規(guī)律，使之成為改造生物的有力要能動(dòng)地運(yùn)用這些規(guī)律，使之成為改造生物的有力武器。武器。 三、遺傳學(xué)的特點(diǎn)三、遺傳學(xué)的特點(diǎn)1、 理論性和哲理性較強(qiáng)理論性和哲理性較強(qiáng)2、研究方法復(fù)雜而先進(jìn)、研究方法復(fù)雜而先進(jìn)3、涉及的知識(shí)面廣、涉

4、及的知識(shí)面廣特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.對(duì)遺傳現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)很早，但對(duì)遺傳規(guī)律闡明很遲。對(duì)遺傳現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)很早，但對(duì)遺傳規(guī)律闡明很遲。一、一、19世紀(jì)以前，人們對(duì)遺傳、變異的認(rèn)識(shí)和研究世紀(jì)以前，人們對(duì)遺傳、變異的認(rèn)識(shí)和研究 2.遺傳學(xué)學(xué)科的形成很晚，但形成后發(fā)展很快。遺傳學(xué)學(xué)科的形成很晚，但形成后發(fā)展很快。 處于無(wú)意識(shí)選種階段，并沒有對(duì)遺傳、變異的理論處于無(wú)意識(shí)選種階段，并沒有對(duì)遺傳、變異的理論和規(guī)律進(jìn)行過(guò)研究。和規(guī)律進(jìn)行過(guò)研究。 二、二、19世紀(jì)以后，人們對(duì)遺傳、變異的認(rèn)識(shí)和研究世紀(jì)以后，人們對(duì)遺傳、變異的認(rèn)識(shí)和研究1、拉馬克、拉馬克 用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳等學(xué)說(shuō)。用進(jìn)廢退和獲得性狀遺傳等學(xué)說(shuō)。2、達(dá)爾文發(fā)表

5、、達(dá)爾文發(fā)表物種起源物種起源著作，提出自然選擇和著作，提出自然選擇和人工選擇的進(jìn)化學(xué)說(shuō)。人工選擇的進(jìn)化學(xué)說(shuō)。3、孟德爾、孟德爾首次提出分離和獨(dú)立分配兩個(gè)遺傳基本規(guī)首次提出分離和獨(dú)立分配兩個(gè)遺傳基本規(guī)律律 。 1900年年兩規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)，被公認(rèn)為是兩規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)，被公認(rèn)為是遺傳學(xué)建遺傳學(xué)建立和開始發(fā)展的一年。立和開始發(fā)展的一年。但是，但是，遺傳學(xué)是貝特生于遺傳學(xué)是貝特生于1906首先首先提出提出的。的。4. 狄狄弗里斯于弗里斯于1901- 1903年發(fā)表了年發(fā)表了“突變學(xué)說(shuō)突變學(xué)說(shuō)”。5. 貝特生等在香豌豆雜交試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖現(xiàn)象。貝特生等在香豌豆雜交試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)性狀連鎖現(xiàn)象。6. 約翰生于

6、約翰生于1909年發(fā)表了年發(fā)表了“純系學(xué)說(shuō)純系學(xué)說(shuō)”，最先提，最先提出出“基因基因” 一詞一詞 。7. 1910年以后，摩爾根等用果蠅為材料年以后，摩爾根等用果蠅為材料 ，提出連，提出連鎖遺傳規(guī)律鎖遺傳規(guī)律 。8. 在二十世紀(jì)三十年代，提出了雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳假在二十世紀(jì)三十年代，提出了雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳假說(shuō)。說(shuō)。9. 1930年至年至1932年費(fèi)希爾等人，奠定了數(shù)量遺傳年費(fèi)希爾等人，奠定了數(shù)量遺傳學(xué)和群體遺傳學(xué)的數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)。學(xué)和群體遺傳學(xué)的數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)。11. 20世紀(jì)五十年代前后，證實(shí)了染色體是由世紀(jì)五十年代前后，證實(shí)了染色體是由dna、蛋白質(zhì)和少量蛋白質(zhì)和少量rna所組成，其中所組成，其中dn

7、a是主要的遺是主要的遺傳物質(zhì)。傳物質(zhì)。10. 1941年比德爾年比德爾(beadle，g. w.)等人提出等人提出“一個(gè)基一個(gè)基因因 一個(gè)酶一個(gè)酶”的假說(shuō)，的假說(shuō)， 從而發(fā)展了微生物遺傳學(xué)和生化遺從而發(fā)展了微生物遺傳學(xué)和生化遺 傳學(xué)。傳學(xué)。13. 20世紀(jì)七十年代初，分子遺傳學(xué)已成功地進(jìn)行人工世紀(jì)七十年代初，分子遺傳學(xué)已成功地進(jìn)行人工 分離基因和人工合成基因，開始建立了遺傳工程這分離基因和人工合成基因，開始建立了遺傳工程這 一個(gè)新的研究領(lǐng)域。一個(gè)新的研究領(lǐng)域。 14. 20世紀(jì)世紀(jì)90年代初美國(guó)率先實(shí)施的年代初美國(guó)率先實(shí)施的”人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃”， 進(jìn)入進(jìn)入”后基因組時(shí)代后基因組時(shí)代

8、”。 12. 1953年瓦特森和克里克，提出年瓦特森和克里克，提出dna分子結(jié)構(gòu)模式理分子結(jié)構(gòu)模式理 論論 。（轉(zhuǎn)折點(diǎn)）。（轉(zhuǎn)折點(diǎn)） 遺傳學(xué)的深入研究，不僅直接關(guān)系到遺傳學(xué)的深入研究，不僅直接關(guān)系到遺傳學(xué)本身的遺傳學(xué)本身的發(fā)展發(fā)展；而且在理論上對(duì)于；而且在理論上對(duì)于探索生命的本質(zhì)和生物的進(jìn)探索生命的本質(zhì)和生物的進(jìn)化化，對(duì)于，對(duì)于推動(dòng)整個(gè)生物科學(xué)和有關(guān)科學(xué)的發(fā)展推動(dòng)整個(gè)生物科學(xué)和有關(guān)科學(xué)的發(fā)展都有著都有著巨大的作用。巨大的作用。 1.遺傳學(xué)在自然科學(xué)中作用，認(rèn)識(shí)和闡述生命現(xiàn)象遺傳學(xué)在自然科學(xué)中作用，認(rèn)識(shí)和闡述生命現(xiàn)象和提示生命本質(zhì)，特別是對(duì)生物進(jìn)化的機(jī)理有重要和提示生命本質(zhì)，特別是對(duì)生物進(jìn)化的機(jī)

9、理有重要的作用。的作用。生命本質(zhì)：蛋白質(zhì)與核酸組成的生命本質(zhì)：蛋白質(zhì)與核酸組成的dna的自我復(fù)制。的自我復(fù)制。2.遺傳學(xué)來(lái)源于微生物、動(dòng)植物生產(chǎn)實(shí)踐，又指導(dǎo)于遺傳學(xué)來(lái)源于微生物、動(dòng)植物生產(chǎn)實(shí)踐，又指導(dǎo)于運(yùn)用于微生物、動(dòng)植物育種工作。在生產(chǎn)實(shí)際上，遺運(yùn)用于微生物、動(dòng)植物育種工作。在生產(chǎn)實(shí)際上，遺傳學(xué)對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)起著直接的指導(dǎo)作用。傳學(xué)對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)起著直接的指導(dǎo)作用。 3. 遺傳學(xué)在醫(yī)學(xué)中也同樣起著重要的指導(dǎo)作用。遺傳學(xué)在醫(yī)學(xué)中也同樣起著重要的指導(dǎo)作用。 由于遺傳學(xué)所研究的對(duì)象是生物的一個(gè)最基由于遺傳學(xué)所研究的對(duì)象是生物的一個(gè)最基本的特征，在揭露生命的本質(zhì)方面以及在改造生本的特征，在揭露生命的本質(zhì)方面

10、以及在改造生物方面具在特別重要的意義，所以現(xiàn)在它已成為物方面具在特別重要的意義，所以現(xiàn)在它已成為生物科學(xué)的中心，也是生物科學(xué)中學(xué)術(shù)思想最活生物科學(xué)的中心，也是生物科學(xué)中學(xué)術(shù)思想最活躍的一個(gè)領(lǐng)域。躍的一個(gè)領(lǐng)域。 第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能第一節(jié)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能第二節(jié)染色體的形態(tài)和數(shù)目第二節(jié)染色體的形態(tài)和數(shù)目第三節(jié)細(xì)胞的有絲分裂第三節(jié)細(xì)胞的有絲分裂第四節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分裂第四節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分裂第五節(jié)配子的形成和受精第五節(jié)配子的形成和受精第六節(jié)生活周期第六節(jié)生活周期 細(xì)胞細(xì)胞(cell)是生物體結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位。生是生物體結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位。生物界物界

11、除了病毒和噬菌體除了病毒和噬菌體等最簡(jiǎn)單的生物外，所有的植物和等最簡(jiǎn)單的生物外，所有的植物和動(dòng)物，不論低等的還是高等的，都是由細(xì)胞構(gòu)成的。動(dòng)物，不論低等的還是高等的，都是由細(xì)胞構(gòu)成的。 在生物的生命活動(dòng)中，在生物的生命活動(dòng)中，繁殖后代繁殖后代是一個(gè)重要的基本特征。是一個(gè)重要的基本特征。 第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)繁衍后代繁衍后代 因此，為了深入研究生物遺傳和變異的規(guī)律及其內(nèi)在因此，為了深入研究生物遺傳和變異的規(guī)律及其內(nèi)在機(jī)理，有必要對(duì)機(jī)理，有必要對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞的分裂方式細(xì)胞的分裂方式、以、以及及生物繁殖方式與遺傳表現(xiàn)的關(guān)系生物繁殖方式與遺傳表現(xiàn)的關(guān)系

12、進(jìn)行介紹。進(jìn)行介紹。 無(wú)性繁殖無(wú)性繁殖有性繁殖有性繁殖一系列的細(xì)胞分裂一系列的細(xì)胞分裂第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，可把生物界的細(xì)胞概分為兩類：根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，可把生物界的細(xì)胞概分為兩類：一、原核細(xì)胞一、原核細(xì)胞 細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)a：原核細(xì)胞：原核細(xì)胞(prokaryotic cell)b：真核細(xì)胞：真核細(xì)胞(eukaryotic cell)。細(xì)胞壁細(xì)胞壁(cell wall)細(xì)胞膜細(xì)胞膜(plasma membrane) 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)(cytoplasma) 擬核擬核 (nucleoid) 1. 細(xì)胞壁成份，細(xì)胞壁成份，蛋白聚糖蛋白聚糖是原核生

13、物所特有的化學(xué)物質(zhì)。是原核生物所特有的化學(xué)物質(zhì)。 2. 細(xì)胞膜的組成和結(jié)構(gòu)與真核細(xì)胞相似。細(xì)胞膜的組成和結(jié)構(gòu)與真核細(xì)胞相似。 3. 細(xì)胞質(zhì)有細(xì)胞質(zhì)有dna、rna、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)及其它小分子物質(zhì)，及其它小分子物質(zhì)，不存不存在線粒體在線粒體(mitochondria)、葉綠體、葉綠體(chloroplast)、內(nèi)質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)(endoplasmic reticulum)、高爾基體、高爾基體(golgi body)等等有膜的細(xì)胞器，有膜的細(xì)胞器，僅有核糖體僅有核糖體(ribosome)。 原核細(xì)胞組成：原核細(xì)胞組成：4. dna存在的區(qū)域稱作擬核存在的區(qū)域稱作擬核 (nucleoid) 各種細(xì)菌、

14、藍(lán)藻等低等生物由原核細(xì)胞構(gòu)成，統(tǒng)稱為原核各種細(xì)菌、藍(lán)藻等低等生物由原核細(xì)胞構(gòu)成，統(tǒng)稱為原核生物生物(prokaryote)。二、真核細(xì)胞二、真核細(xì)胞 真核細(xì)胞不僅含有核物質(zhì)，而且有核結(jié)構(gòu)，即真核細(xì)胞不僅含有核物質(zhì)，而且有核結(jié)構(gòu)，即核物質(zhì)核物質(zhì)被核膜包被在細(xì)胞核里被核膜包被在細(xì)胞核里。圖示：。圖示： 真核生物還含有線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等各種由膜真核生物還含有線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等各種由膜包被的包被的細(xì)胞器細(xì)胞器。 除了原核生物以外，所有的高等植物、動(dòng)物，以及單除了原核生物以外，所有的高等植物、動(dòng)物，以及單細(xì)胞藻類、真菌和原生動(dòng)物等都細(xì)胞藻類、真菌和原生動(dòng)物等都具有這種真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)，具有這種真

15、核細(xì)胞結(jié)構(gòu)，故統(tǒng)稱為真核生物故統(tǒng)稱為真核生物(eukaryote)。 所有的所有的真核細(xì)胞都由細(xì)胞膜與外界隔離真核細(xì)胞都由細(xì)胞膜與外界隔離，細(xì)胞內(nèi)有起，細(xì)胞內(nèi)有起支持作用的支持作用的細(xì)胞骨架細(xì)胞骨架，以及各種細(xì)胞器等。，以及各種細(xì)胞器等。 (一一) 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 細(xì)胞膜細(xì)胞膜:包被細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)包被細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)(protoplasm)的一層薄膜，的一層薄膜，簡(jiǎn)稱質(zhì)膜簡(jiǎn)稱質(zhì)膜(plasma membrane或或plasmalemma)。 細(xì)胞膜主要由細(xì)胞膜主要由蛋白質(zhì)和磷脂蛋白質(zhì)和磷脂組成，其中還含有少量的組成，其中還含有少量的糖類物質(zhì)、固醇類物質(zhì)及核酸等。糖類物質(zhì)、固醇類物質(zhì)及核酸等。 質(zhì)膜的結(jié)

16、構(gòu)：質(zhì)膜是質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)：質(zhì)膜是流動(dòng)性的嵌有蛋白質(zhì)的脂質(zhì)雙分子層流動(dòng)性的嵌有蛋白質(zhì)的脂質(zhì)雙分子層的液態(tài)結(jié)構(gòu)的液態(tài)結(jié)構(gòu)，其厚度約為，其厚度約為70100mm。圖。圖(植物細(xì)胞植物細(xì)胞) 質(zhì)膜的功能：能主動(dòng)而有質(zhì)膜的功能：能主動(dòng)而有選擇地通透某些物質(zhì)。選擇地通透某些物質(zhì)。對(duì)于信息對(duì)于信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換、代謝調(diào)控、細(xì)胞識(shí)別和癌變等方面，都傳遞、能量轉(zhuǎn)換、代謝調(diào)控、細(xì)胞識(shí)別和癌變等方面，都具有重要的作用。圖具有重要的作用。圖(質(zhì)膜質(zhì)膜) 植物細(xì)胞不同于動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞不同于動(dòng)物細(xì)胞，在其，在其細(xì)胞質(zhì)膜的外圍細(xì)胞質(zhì)膜的外圍有一層由纖維素和果膠質(zhì)等構(gòu)成有一層由纖維素和果膠質(zhì)等構(gòu)成的的細(xì)胞壁細(xì)胞壁，對(duì)植物細(xì)對(duì)植

17、物細(xì)胞和植物體起保護(hù)和支持作用。細(xì)胞壁上有許多微孔胞和植物體起保護(hù)和支持作用。細(xì)胞壁上有許多微孔稱稱胞間連絲胞間連絲，是相鄰細(xì)胞間的通道，導(dǎo)致相鄰細(xì)胞的，是相鄰細(xì)胞間的通道，導(dǎo)致相鄰細(xì)胞的原生質(zhì)的連續(xù)，有利于細(xì)胞間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)原生質(zhì)的連續(xù)，有利于細(xì)胞間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn) 。圖圖(胞間連絲胞間連絲)胞間連絲胞間連絲(二二) 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)是在質(zhì)膜內(nèi)環(huán)繞著細(xì)胞核外圍的原生質(zhì)膠質(zhì)膜內(nèi)環(huán)繞著細(xì)胞核外圍的原生質(zhì)膠體溶液體溶液，內(nèi)含許多蛋白質(zhì)分子、脂肪、溶解在內(nèi)的氨，內(nèi)含許多蛋白質(zhì)分子、脂肪、溶解在內(nèi)的氨基酸分子和電解質(zhì)；在細(xì)胞質(zhì)中基酸分子和電解質(zhì)；在細(xì)胞質(zhì)中分布著分布著蛋白纖絲組成蛋白纖絲組成的的

18、細(xì)胞骨架細(xì)胞骨架(cytoskeleton)及各種細(xì)胞器及各種細(xì)胞器(organelle)。 細(xì)胞骨架的主要功能：維持細(xì)胞的形狀、運(yùn)動(dòng)并使細(xì)胞器細(xì)胞骨架的主要功能：維持細(xì)胞的形狀、運(yùn)動(dòng)并使細(xì)胞器在細(xì)胞內(nèi)保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。在?xì)胞內(nèi)保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?細(xì)胞器：是指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)除了核以外的一些具有一定形態(tài)、細(xì)胞器：是指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)除了核以外的一些具有一定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的物體。結(jié)構(gòu)和功能的物體。a 線粒體線粒體 在光學(xué)顯微鏡下，它呈很小的線條狀、棒狀、或球狀；在光學(xué)顯微鏡下，它呈很小的線條狀、棒狀、或球狀；線粒體是由內(nèi)外兩層膜組成，含有多種氧化酶，能進(jìn)行線粒體是由內(nèi)外兩層膜組成，含有多種氧化酶，能進(jìn)行氧化磷

19、酸化，可傳遞和貯存所產(chǎn)生的能量，因而成為細(xì)胞里氧化磷酸化，可傳遞和貯存所產(chǎn)生的能量，因而成為細(xì)胞里氧化作用和呼吸作用的中心，氧化作用和呼吸作用的中心，是細(xì)胞的動(dòng)力工廠是細(xì)胞的動(dòng)力工廠。 現(xiàn)已肯定現(xiàn)已肯定線粒體、葉綠體、核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體、葉綠體、核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等具有重要等具有重要的遺傳功能。的遺傳功能。 線粒體含有線粒體含有dna、rna和核糖體和核糖體，具有獨(dú)立合成蛋白，具有獨(dú)立合成蛋白質(zhì)的能力。線粒體的質(zhì)的能力。線粒體的dna與其同一細(xì)胞的核內(nèi)與其同一細(xì)胞的核內(nèi)dna的堿基的堿基成分有所不同成分有所不同 ，呈環(huán)狀，呈環(huán)狀dna分子。因此，認(rèn)為分子。因此，認(rèn)為線粒體與細(xì)線粒體與細(xì)胞核是兩個(gè)

20、不同的遺傳體系。圖胞核是兩個(gè)不同的遺傳體系。圖(線粒體線粒體)線粒體線粒體b 葉綠體葉綠體 葉綠體是綠色植物細(xì)胞中所特有的一種細(xì)胞器。葉綠葉綠體是綠色植物細(xì)胞中所特有的一種細(xì)胞器。葉綠體的形狀有盤狀、球狀、棒狀和泡狀等。體的形狀有盤狀、球狀、棒狀和泡狀等。主要功能：主要功能：光合作用即利用光能和光合作用即利用光能和co2合成碳水化合物合成碳水化合物 葉綠體葉綠體含有含有dna、rna及核糖體等，及核糖體等，并且能分裂增殖，并且能分裂增殖，也能夠合成蛋白質(zhì)，還可能發(fā)生的白化突變，這些特征都也能夠合成蛋白質(zhì)，還可能發(fā)生的白化突變，這些特征都表現(xiàn)葉綠體具有特定的遺傳功能，表現(xiàn)葉綠體具有特定的遺傳功能

21、，是遺傳物質(zhì)的載體之一是遺傳物質(zhì)的載體之一。圖示：圖示：c 核糖體核糖體 核糖體是直徑為核糖體是直徑為20nm的微小細(xì)胞器，在細(xì)胞質(zhì)中數(shù)的微小細(xì)胞器，在細(xì)胞質(zhì)中數(shù)量很多。它量很多。它是蛋白質(zhì)合成的主要場(chǎng)所。是蛋白質(zhì)合成的主要場(chǎng)所。 核糖體是由大約核糖體是由大約40的的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和和60的的rna所組成，所組成，其中其中rna主要是核糖體核糖核酸主要是核糖體核糖核酸(rrna)，故亦稱為核糖，故亦稱為核糖蛋白體。蛋白體。 核糖體可以游離在細(xì)胞質(zhì)中或核里，也可以附著在核糖體可以游離在細(xì)胞質(zhì)中或核里，也可以附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。在線粒體和葉綠體中也都含有核糖體。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。在線粒體和葉綠體中也都含有核糖體

22、。 d內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 是在真核細(xì)胞質(zhì)中廣泛分布的膜相結(jié)構(gòu)。把質(zhì)膜和是在真核細(xì)胞質(zhì)中廣泛分布的膜相結(jié)構(gòu)。把質(zhì)膜和核膜連成一個(gè)完整的膜體系，為細(xì)胞空間提供了支架作核膜連成一個(gè)完整的膜體系，為細(xì)胞空間提供了支架作用。用。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是單層膜結(jié)構(gòu)。它在形態(tài)上是多型的，不僅內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是單層膜結(jié)構(gòu)。它在形態(tài)上是多型的，不僅有管狀，也有一些呈囊腔狀或小泡狀。有管狀，也有一些呈囊腔狀或小泡狀。粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（附有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)），是（附有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)），是蛋白質(zhì)合成的蛋白質(zhì)合成的主要場(chǎng)所。主要場(chǎng)所。 平滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)平滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（不附著核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)），可能與某些（不附著核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)），可能與某些激素合成有關(guān)。圖

23、激素合成有關(guān)。圖(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng))。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)e 中心體中心體 中心體是中心體是動(dòng)物和某些蕨類及裸子植物細(xì)胞特有動(dòng)物和某些蕨類及裸子植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器。的細(xì)胞器。與細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中紡錘絲的形成有關(guān)。與細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂過(guò)程中紡錘絲的形成有關(guān)。 (三三) 細(xì)胞核細(xì)胞核 細(xì)胞核簡(jiǎn)稱為核細(xì)胞核簡(jiǎn)稱為核(nuclear) 。一般為圓球形，但在不同。一般為圓球形，但在不同生物和不同組織的細(xì)胞中有著很大的差異。核的大小也不生物和不同組織的細(xì)胞中有著很大的差異。核的大小也不同，就植物細(xì)胞核的直徑計(jì)算，小的不到同，就植物細(xì)胞核的直徑計(jì)算，小的不到1m，大的可達(dá)，大的可達(dá)600m；一般為；一般

24、為525m。 細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)集聚的主要場(chǎng)所，它細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)集聚的主要場(chǎng)所，它對(duì)控制細(xì)胞發(fā)對(duì)控制細(xì)胞發(fā)育和性狀遺傳都起主導(dǎo)作用。育和性狀遺傳都起主導(dǎo)作用。 細(xì)胞核細(xì)胞核核膜核膜(nuclear membrane)核仁核仁(nucleolus)：主要是由蛋白質(zhì)和主要是由蛋白質(zhì)和rna聚集而成聚集而成 核液核液(nuclear sap)：核液中含有核仁和染色質(zhì)核液中含有核仁和染色質(zhì) 染色質(zhì)染色質(zhì)(chromatin)染色質(zhì)和染色體實(shí)際上是染色質(zhì)和染色體實(shí)際上是同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂過(guò)程中所表同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂過(guò)程中所表現(xiàn)的不同形態(tài)。現(xiàn)的不同形態(tài)。 染色質(zhì)：染色質(zhì)：染色體在細(xì)胞分裂間期所表現(xiàn)的形成，

25、呈纖細(xì)的絲染色體在細(xì)胞分裂間期所表現(xiàn)的形成，呈纖細(xì)的絲狀結(jié)構(gòu)，是狀結(jié)構(gòu)，是dna和蛋白質(zhì)復(fù)合體。和蛋白質(zhì)復(fù)合體。染色質(zhì)染色質(zhì)染色體：染色體：是細(xì)胞分裂時(shí)出現(xiàn)的，易被堿性染料染色的絲狀是細(xì)胞分裂時(shí)出現(xiàn)的，易被堿性染料染色的絲狀或棒狀小體，由核酸和蛋白質(zhì)組成，染色體是生物遺傳物或棒狀小體，由核酸和蛋白質(zhì)組成，染色體是生物遺傳物質(zhì)的主要載體。圖：質(zhì)的主要載體。圖：染色體是核中最重要而穩(wěn)定的成分，它染色體是核中最重要而穩(wěn)定的成分，它具有特定的形態(tài)具有特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和一定的數(shù)目結(jié)構(gòu)和一定的數(shù)目，具有，具有自我復(fù)制自我復(fù)制的能力；并且積極參與細(xì)的能力；并且積極參與細(xì)胞的代謝活動(dòng)，在細(xì)胞分裂過(guò)程中能出現(xiàn)連續(xù)

26、而有規(guī)律性的胞的代謝活動(dòng)，在細(xì)胞分裂過(guò)程中能出現(xiàn)連續(xù)而有規(guī)律性的變化。變化。 當(dāng)細(xì)胞分裂結(jié)束進(jìn)入間期時(shí)，染色體又逐漸松散而回復(fù)當(dāng)細(xì)胞分裂結(jié)束進(jìn)入間期時(shí)，染色體又逐漸松散而回復(fù)為染色質(zhì)，為染色質(zhì)， 染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂過(guò)程中所染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂過(guò)程中所表現(xiàn)的不同形態(tài)表現(xiàn)的不同形態(tài)。動(dòng)畫。動(dòng)畫: 第二節(jié)染色體的形態(tài)和數(shù)目第二節(jié)染色體的形態(tài)和數(shù)目一、染色體的形態(tài)特征一、染色體的形態(tài)特征 染色體是細(xì)胞核中最重要的組成部分，在染色體是細(xì)胞核中最重要的組成部分，在細(xì)胞分裂的細(xì)胞分裂的間期，間期，由于染色體分散于細(xì)胞核中，故而一般由于染色體分散于細(xì)胞核中，故而一般只看到只看到染

27、色染色較深的較深的染色質(zhì)染色質(zhì)，而看不到具一定形態(tài)特征的染色體而看不到具一定形態(tài)特征的染色體。 觀察染色體最好的階段觀察染色體最好的階段是是有絲分裂中期有絲分裂中期和和早后期，早后期，因因?yàn)檫@個(gè)階段染色體收縮到最粗最短的程度。為這個(gè)階段染色體收縮到最粗最短的程度。染色體由染色體由著絲點(diǎn)、長(zhǎng)短臂、主次縊痕和隨體著絲點(diǎn)、長(zhǎng)短臂、主次縊痕和隨體構(gòu)成。示構(gòu)成。示意圖如下：意圖如下：根據(jù)著絲點(diǎn)的位置可以將染體色進(jìn)行分類如下：根據(jù)著絲點(diǎn)的位置可以將染體色進(jìn)行分類如下： 1. 中間著絲點(diǎn)染色體中間著絲點(diǎn)染色體 著絲點(diǎn)位于染色體的中間著絲點(diǎn)位于染色體的中間，成為中間著絲點(diǎn)染色體，成為中間著絲點(diǎn)染色體(meta

28、centric chromosome)，兩臂大致等長(zhǎng)。，兩臂大致等長(zhǎng)。 2. 近中著絲點(diǎn)染色體近中著絲點(diǎn)染色體 著絲點(diǎn)較近于染色體的一端著絲點(diǎn)較近于染色體的一端，成為近中著絲點(diǎn)染色體，成為近中著絲點(diǎn)染色體(sub-metacentric chromosome)，則兩壁長(zhǎng)短不一，形成，則兩壁長(zhǎng)短不一，形成為一個(gè)長(zhǎng)臂和一個(gè)短臂為一個(gè)長(zhǎng)臂和一個(gè)短臂 。 著絲點(diǎn)靠近染色體末端著絲點(diǎn)靠近染色體末端，成為近端著絲點(diǎn)染色體，成為近端著絲點(diǎn)染色體(acrocentric chromosome)，則有一個(gè)長(zhǎng)臂和一個(gè)極短的臂，則有一個(gè)長(zhǎng)臂和一個(gè)極短的臂 。3. 近端著絲點(diǎn)染色體近端著絲點(diǎn)染色體 在細(xì)胞分裂過(guò)程中，

29、在細(xì)胞分裂過(guò)程中，著絲點(diǎn)對(duì)染色體向兩極牽引具有決著絲點(diǎn)對(duì)染色體向兩極牽引具有決定性的作用定性的作用。如果某一染色體發(fā)生斷裂而形成染色體的斷片，。如果某一染色體發(fā)生斷裂而形成染色體的斷片，則缺失了著絲點(diǎn)的斷片將不能正常地隨著細(xì)胞分裂而分向兩則缺失了著絲點(diǎn)的斷片將不能正常地隨著細(xì)胞分裂而分向兩極，因而常會(huì)丟失。反之，具有著絲點(diǎn)的斷片將不會(huì)丟失。極，因而常會(huì)丟失。反之，具有著絲點(diǎn)的斷片將不會(huì)丟失。 注意：注意：幾個(gè)概念幾個(gè)概念主縊痕主縊痕：著絲點(diǎn)所在的區(qū)域的染色體縊縮部分：著絲點(diǎn)所在的區(qū)域的染色體縊縮部分次縊痕：次縊痕：在某些染色體的一個(gè)或兩個(gè)臂上還常另外有縊縮部在某些染色體的一個(gè)或兩個(gè)臂上還常另外

30、有縊縮部位，染色較淡。位，染色較淡。隨體隨體：某些染色體次縊痕的末端所具有的圓形或略呈長(zhǎng)形的：某些染色體次縊痕的末端所具有的圓形或略呈長(zhǎng)形的突出體。如圖：突出體。如圖： 核仁組織中心核仁組織中心 ：染色體的染色體的次縊痕次縊痕一般具有一般具有組成核仁的特殊功能組成核仁的特殊功能，在細(xì)，在細(xì)胞分裂時(shí)，胞分裂時(shí)，它緊密聯(lián)系著核仁，因而稱為核仁組織中心它緊密聯(lián)系著核仁，因而稱為核仁組織中心 。 例如，玉米第例如，玉米第6對(duì)染色體的次縊痕就明顯地聯(lián)系著一個(gè)對(duì)染色體的次縊痕就明顯地聯(lián)系著一個(gè)核仁，也有些生物在一個(gè)核中有兩個(gè)或幾個(gè)核仁。核仁，也有些生物在一個(gè)核中有兩個(gè)或幾個(gè)核仁。 各種生物的各種生物的染色

31、體形態(tài)結(jié)構(gòu)不僅是相對(duì)穩(wěn)定染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)不僅是相對(duì)穩(wěn)定的，而且大的，而且大多數(shù)高等生物是多數(shù)高等生物是二倍體二倍體(diploid)，其，其體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目一體細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目一般是成對(duì)存在的般是成對(duì)存在的。同源染色體同源染色體(homologous chromosome) 形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同的一對(duì)染色體，稱為同源染色體。圖：形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同的一對(duì)染色體，稱為同源染色體。圖： 非同源染色體非同源染色體(non-homologous chromosome) 形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的各對(duì)染色體之間，則互稱為非同源染形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的各對(duì)染色體之間，則互稱為非同源染色體。如圖：色體。如圖： 同源染色體不僅同源染色體不僅

32、形態(tài)相同形態(tài)相同，而且，而且它們所含的基因位點(diǎn)也它們所含的基因位點(diǎn)也相同相同。但在許多物種中有一對(duì)同源染色體。但在許多物種中有一對(duì)同源染色體(性染色體性染色體)其形態(tài)其形態(tài)和所含基因位點(diǎn)往往是不同的和所含基因位點(diǎn)往往是不同的。 把生物細(xì)胞核內(nèi)把生物細(xì)胞核內(nèi)全部染色體的形態(tài)特征全部染色體的形態(tài)特征（染色體長(zhǎng)度、（染色體長(zhǎng)度、著絲點(diǎn)位置、長(zhǎng)短臂比、隨體有無(wú)等）著絲點(diǎn)位置、長(zhǎng)短臂比、隨體有無(wú)等）所進(jìn)行的分析所進(jìn)行的分析，也稱也稱為染色體組型分析為染色體組型分析(genome analysis) 。 核型分析核型分析(analysis of karyotype) 人類的染色體組型分析，對(duì)于鑒定和確診染

33、色體疾人類的染色體組型分析，對(duì)于鑒定和確診染色體疾病具有重要的作用。病具有重要的作用。例如，人類的染色體例如，人類的染色體有有23對(duì)對(duì)(2n = 46)，其中，其中22對(duì)為常對(duì)為常染色體染色體，另，另一對(duì)為性染色體一對(duì)為性染色體。 根據(jù)人類各對(duì)染色體的形態(tài)特征及其染色的顯帶表根據(jù)人類各對(duì)染色體的形態(tài)特征及其染色的顯帶表現(xiàn)，把它們統(tǒng)一地劃分為現(xiàn)，把它們統(tǒng)一地劃分為7組，分別予以編號(hào)。組，分別予以編號(hào)。二、染色體的數(shù)目二、染色體的數(shù)目各種生物的各種生物的染色體數(shù)目都是恒定染色體數(shù)目都是恒定的，而且它們?cè)诘?，而且它們?cè)隗w細(xì)胞體細(xì)胞中是成對(duì)的中是成對(duì)的，在，在性細(xì)胞性細(xì)胞中總是中總是成單成單的，的，通

34、常表示為體細(xì)胞通常表示為體細(xì)胞（2n)、性細(xì)胞（、性細(xì)胞（n）。 例如，水稻例如，水稻2n = 24，n = 12；普通小麥；普通小麥2n = 42，n = 21；茶樹；茶樹2n = 30，n = 15；家蠶；家蠶2n = 56，n = 28；人類人類2n = 46，n = 23。 例例: 蠶豆蠶豆2n=12 n=6 各物種的染色體各物種的染色體數(shù)目差異很大數(shù)目差異很大，染色體數(shù)目的多少與該，染色體數(shù)目的多少與該物種的進(jìn)化程度一般并無(wú)關(guān)系物種的進(jìn)化程度一般并無(wú)關(guān)系 。但是染色體的數(shù)目和形態(tài)。但是染色體的數(shù)目和形態(tài)特征對(duì)于特征對(duì)于鑒定鑒定系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中物種間的系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中物種間的親緣關(guān)系親緣關(guān)

35、系，特別是對(duì)，特別是對(duì)植物植物近緣類型的分類近緣類型的分類，常具有重要的意義。，常具有重要的意義?，F(xiàn)將一些生物的染色體數(shù)目列于下表：現(xiàn)將一些生物的染色體數(shù)目列于下表： 有些生物的細(xì)胞中除了具有正常恒定數(shù)目的染色體以有些生物的細(xì)胞中除了具有正常恒定數(shù)目的染色體以外，還常出現(xiàn)額外的染色體。通常外，還常出現(xiàn)額外的染色體。通常把正常的染色體稱為把正常的染色體稱為a染染色體色體；把這種；把這種額外染色體統(tǒng)稱為額外染色體統(tǒng)稱為b染色體，也稱為超數(shù)染色染色體，也稱為超數(shù)染色體體(supernumerary chromosome) 。至于。至于b染色體的來(lái)染色體的來(lái)源和功能，尚不甚了解。源和功能，尚不甚了解。

36、原核生物具有染色體，通常為原核生物具有染色體，通常為dna分子分子(細(xì)菌、大多細(xì)菌、大多數(shù)噬菌體和大多數(shù)動(dòng)物病毒數(shù)噬菌體和大多數(shù)動(dòng)物病毒)或或rna分子分子(植物病毒，某些植物病毒，某些噬菌體和某些動(dòng)物病毒噬菌體和某些動(dòng)物病毒)，沒有與組蛋白結(jié)合在一起；在，沒有與組蛋白結(jié)合在一起；在形態(tài)上，形態(tài)上，有些呈線條狀，有些連接成環(huán)狀。通常在原核生有些呈線條狀，有些連接成環(huán)狀。通常在原核生物的細(xì)胞里只有一個(gè)染色體。物的細(xì)胞里只有一個(gè)染色體。 有些生物的細(xì)胞中除了具有正常恒定數(shù)目的染色體以有些生物的細(xì)胞中除了具有正常恒定數(shù)目的染色體以外，還常出現(xiàn)額外的染色體。通常外，還常出現(xiàn)額外的染色體。通常把正常的染

37、色體稱為把正常的染色體稱為a染染色體色體；把這種；把這種額外染色體統(tǒng)稱為額外染色體統(tǒng)稱為b染色體，也稱為超數(shù)染色染色體，也稱為超數(shù)染色體體(supernumerary chromosome) 。至于。至于b染色體的來(lái)染色體的來(lái)源和功能，尚不甚了解。源和功能，尚不甚了解。原核生物具有染色體，通常為原核生物具有染色體，通常為dna分子分子(細(xì)菌、大多細(xì)菌、大多數(shù)噬菌體和大多數(shù)動(dòng)物病毒數(shù)噬菌體和大多數(shù)動(dòng)物病毒)或或rna分子分子(植物病毒，某些植物病毒，某些噬菌體和某些動(dòng)物病毒噬菌體和某些動(dòng)物病毒)，沒有與組蛋白結(jié)合在一起；在，沒有與組蛋白結(jié)合在一起；在形態(tài)上，形態(tài)上，有些呈線條狀，有些連接成環(huán)狀。

38、通常在原核生有些呈線條狀，有些連接成環(huán)狀。通常在原核生物的細(xì)胞里只有一個(gè)染色體。物的細(xì)胞里只有一個(gè)染色體。第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的有絲分裂細(xì)胞的有絲分裂 一、細(xì)胞周期一、細(xì)胞周期生物保持生長(zhǎng)所必須的三個(gè)前提：生物保持生長(zhǎng)所必須的三個(gè)前提： 首先首先 細(xì)胞體積的增加細(xì)胞體積的增加其次其次 遺傳物質(zhì)的復(fù)制遺傳物質(zhì)的復(fù)制 最后最后 要有一種機(jī)制保證遺傳物質(zhì)能從母細(xì)胞精確地要有一種機(jī)制保證遺傳物質(zhì)能從母細(xì)胞精確地傳遞傳遞 給子細(xì)胞，即細(xì)胞分裂。給子細(xì)胞，即細(xì)胞分裂。所以說(shuō)所以說(shuō)細(xì)胞分裂是生物進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖的基礎(chǔ)細(xì)胞分裂是生物進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖的基礎(chǔ)。細(xì)胞分裂的方式：細(xì)胞分裂的方式： 1、無(wú)絲分裂、無(wú)絲分裂(m

39、itosis)： 也叫直接分裂，也叫直接分裂，細(xì)胞核拉長(zhǎng)，縊裂成兩部分，接著細(xì)胞細(xì)胞核拉長(zhǎng)，縊裂成兩部分，接著細(xì)胞質(zhì)也分裂，從而成為兩個(gè)細(xì)胞。質(zhì)也分裂，從而成為兩個(gè)細(xì)胞。因?yàn)樵谡麄€(gè)分裂過(guò)程中看不因?yàn)樵谡麄€(gè)分裂過(guò)程中看不到紡錘絲，故稱為無(wú)絲分裂，到紡錘絲，故稱為無(wú)絲分裂，是低等生物如細(xì)菌等的主要分是低等生物如細(xì)菌等的主要分裂方式裂方式。2、有絲分裂、有絲分裂(amitosis) 也叫間接分裂，在細(xì)胞分裂過(guò)程中，由于也叫間接分裂，在細(xì)胞分裂過(guò)程中，由于有紡綞絲的出現(xiàn)有紡綞絲的出現(xiàn)故稱為有絲分裂。故稱為有絲分裂。高等生物高等生物的細(xì)胞分裂主要是以有絲分裂方式的細(xì)胞分裂主要是以有絲分裂方式進(jìn)行。進(jìn)行。

40、細(xì)胞分裂的方式細(xì)胞分裂的方式無(wú)絲分裂無(wú)絲分裂有絲分裂有絲分裂等數(shù)分裂（有絲分裂）等數(shù)分裂（有絲分裂）減數(shù)分裂減數(shù)分裂高等植物高等植物細(xì)胞周期細(xì)胞周期g1(dna合成前期合成前期)細(xì)胞質(zhì)分裂細(xì)胞質(zhì)分裂間期間期有絲分裂有絲分裂s(dna合成期合成期)g2(dna合成后期合成后期)核分裂核分裂(分為前、中、后、末期）分為前、中、后、末期）基因如何控制細(xì)胞周期基因如何控制細(xì)胞周期?第一類基因，主要控制細(xì)胞周期過(guò)程中所需的關(guān)鍵蛋白質(zhì)第一類基因，主要控制細(xì)胞周期過(guò)程中所需的關(guān)鍵蛋白質(zhì)或者酶的合成?；蛘呙傅暮铣伞?第二類基因，直接控制細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期各個(gè)時(shí)期。第二類基因，直接控制細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期各個(gè)時(shí)期。

41、有二類基因控制細(xì)胞周期有二類基因控制細(xì)胞周期: g1、s、g2、m等各個(gè)時(shí)期之間都存在等各個(gè)時(shí)期之間都存在著控制點(diǎn)，由這些控制點(diǎn)決定細(xì)胞是否進(jìn)入該著控制點(diǎn)，由這些控制點(diǎn)決定細(xì)胞是否進(jìn)入該時(shí)期。時(shí)期。 有絲分裂包含兩個(gè)緊密相連的過(guò)程：先是細(xì)胞有絲分裂包含兩個(gè)緊密相連的過(guò)程：先是細(xì)胞核分裂，即核分裂為兩個(gè)；后是細(xì)胞質(zhì)分裂，即細(xì)核分裂，即核分裂為兩個(gè)；后是細(xì)胞質(zhì)分裂，即細(xì)胞分裂為二，各含有一個(gè)核。胞分裂為二，各含有一個(gè)核。 細(xì)胞分裂是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，但為了便于描述細(xì)胞分裂是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，但為了便于描述起見，一般把起見，一般把核分裂核分裂的變化特征分為四個(gè)時(shí)期，的變化特征分為四個(gè)時(shí)期，前前期、中期、

42、后期和未期。期、中期、后期和未期。 現(xiàn)把這現(xiàn)把這4個(gè)時(shí)期描述如下：個(gè)時(shí)期描述如下： 1、前期、前期 前期：細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)而卷曲的染色體，以后前期：細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)而卷曲的染色體，以后逐漸縮短變粗，逐漸縮短變粗，每個(gè)染色體含有兩個(gè)染色單體每個(gè)染色體含有兩個(gè)染色單體。核仁和核膜逐漸模糊不明顯，出現(xiàn)紡綞絲核仁和核膜逐漸模糊不明顯，出現(xiàn)紡綞絲 ?？茨Ｊ綀D看模式圖前期的四個(gè)時(shí)期模式圖前期的四個(gè)時(shí)期模式圖核仁和核膜消失核仁和核膜消失，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)由來(lái)自兩極的紡，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)由來(lái)自兩極的紡錘絲所構(gòu)成的錘絲所構(gòu)成的紡錘體紡錘體。各個(gè)染色體的。各個(gè)染色體的著絲點(diǎn)均著絲點(diǎn)均排列在紡錘體中間的赤道面上排列在紡錘體中間

43、的赤道面上。染色體具有曲。染色體具有曲型的形狀，因此型的形狀，因此是鑒別和計(jì)數(shù)的好時(shí)期。是鑒別和計(jì)數(shù)的好時(shí)期。2. 中期中期模式圖模式圖照片照片 每個(gè)染色體的每個(gè)染色體的著絲點(diǎn)分裂為二著絲點(diǎn)分裂為二，各條染色體單，各條染色體單體各成為一個(gè)染色體，由紡錘絲拉向二極。體各成為一個(gè)染色體，由紡錘絲拉向二極。3、后期、后期4、末期、末期在兩極圍繞著染色體在兩極圍繞著染色體出現(xiàn)新的核膜出現(xiàn)新的核膜，染色體變得松亂細(xì)長(zhǎng)，染色體變得松亂細(xì)長(zhǎng)，核仁重新出現(xiàn)核仁重新出現(xiàn)。一個(gè)細(xì)胞內(nèi)形成兩個(gè)子核，接著細(xì)胞質(zhì)分裂，。一個(gè)細(xì)胞內(nèi)形成兩個(gè)子核，接著細(xì)胞質(zhì)分裂，在紡錘體的赤道板區(qū)域形成細(xì)胞板，在紡錘體的赤道板區(qū)域形成細(xì)胞

44、板，分裂為兩個(gè)子細(xì)胞分裂為兩個(gè)子細(xì)胞。又恢。又恢復(fù)為分裂前的間期狀態(tài)。如圖：復(fù)為分裂前的間期狀態(tài)。如圖：5.中期中期 6.后期后期 7-9.末期末期實(shí)際上，細(xì)胞分裂是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程：實(shí)際上，細(xì)胞分裂是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程：間期復(fù)制，前間期復(fù)制，前期螺旋，中期排列，后期分裂，末期子細(xì)胞形成。期螺旋，中期排列，后期分裂，末期子細(xì)胞形成。2n2n 核分裂四個(gè)時(shí)期的核分裂四個(gè)時(shí)期的動(dòng)畫動(dòng)畫過(guò)程：過(guò)程：有絲分裂過(guò)程中的一些特殊情況：有絲分裂過(guò)程中的一些特殊情況： 1、細(xì)胞、細(xì)胞核核進(jìn)行多次進(jìn)行多次重復(fù)的分裂重復(fù)的分裂，而，而細(xì)胞質(zhì)卻不分裂細(xì)胞質(zhì)卻不分裂，因而，因而形成具有很多游離核的形成具有很多游離核的多核細(xì)

45、胞多核細(xì)胞。 2、核內(nèi)染色體分裂，即染色體中的、核內(nèi)染色體分裂，即染色體中的染色線連續(xù)復(fù)制染色線連續(xù)復(fù)制，但其，但其細(xì)胞核本身不分裂細(xì)胞核本身不分裂，結(jié)果加倍了的這些染色體都留在一個(gè)核，結(jié)果加倍了的這些染色體都留在一個(gè)核里，這就里，這就稱為核內(nèi)有絲分裂稱為核內(nèi)有絲分裂(endomitosis)。核內(nèi)有絲分裂動(dòng)畫：核內(nèi)有絲分裂動(dòng)畫： 核內(nèi)有絲分裂的另一種情況是染色體中的染色線連續(xù)核內(nèi)有絲分裂的另一種情況是染色體中的染色線連續(xù)復(fù)制后，其染色體并不分裂，后緊密聚集在一起，因而形復(fù)制后，其染色體并不分裂，后緊密聚集在一起，因而形成成多線染色體多線染色體。 果蠅唾腺染色體，就是典型的多線染色體。果蠅唾腺

46、染色體，就是典型的多線染色體。 唾腺染色體比一般細(xì)胞的染色體粗唾腺染色體比一般細(xì)胞的染色體粗10002000倍，倍，長(zhǎng)長(zhǎng)100200 倍，染色體上呈現(xiàn)許多深淺明顯不同的倍，染色體上呈現(xiàn)許多深淺明顯不同的模模紋和條帶紋和條帶。 這種巨型染色體的條帶結(jié)構(gòu)在遺傳學(xué)的研這種巨型染色體的條帶結(jié)構(gòu)在遺傳學(xué)的研究上具有重大的意義。究上具有重大的意義。三、有絲分裂的遺傳學(xué)意義三、有絲分裂的遺傳學(xué)意義首先是核內(nèi)每個(gè)染色體準(zhǔn)確地復(fù)制分裂為二，首先是核內(nèi)每個(gè)染色體準(zhǔn)確地復(fù)制分裂為二，為形成兩個(gè)子細(xì)胞在遺傳組成上與母細(xì)胞完全一樣為形成兩個(gè)子細(xì)胞在遺傳組成上與母細(xì)胞完全一樣提供了基礎(chǔ)。提供了基礎(chǔ)。 其次是復(fù)制的各對(duì)染色

47、體有規(guī)則而均勻地分配其次是復(fù)制的各對(duì)染色體有規(guī)則而均勻地分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去，從而使兩個(gè)細(xì)胞與母細(xì)胞具有到兩個(gè)子細(xì)胞中去，從而使兩個(gè)細(xì)胞與母細(xì)胞具有同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體。同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體。 這種均等方式的有絲分裂既這種均等方式的有絲分裂既維持了個(gè)體的正常維持了個(gè)體的正常生長(zhǎng)和發(fā)育，也保證了物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性生長(zhǎng)和發(fā)育，也保證了物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性。第四節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分裂第四節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分裂一、減數(shù)分裂的過(guò)程一、減數(shù)分裂的過(guò)程減數(shù)分裂減數(shù)分裂:(meiosis)稱為成熟分裂，是在性母細(xì)胞成熟時(shí)，配子形成稱為成熟分裂，是在性母細(xì)胞成熟時(shí)，配子形成過(guò)程中所發(fā)生的一種特殊的有絲分裂。因?yàn)樗惯^(guò)

48、程中所發(fā)生的一種特殊的有絲分裂。因?yàn)樗贵w細(xì)胞染色體數(shù)目減半，故稱為減數(shù)分裂。體細(xì)胞染色體數(shù)目減半，故稱為減數(shù)分裂。 減數(shù)分裂的主要特點(diǎn)：減數(shù)分裂的主要特點(diǎn)： 1、首先是各對(duì)同源染色體在細(xì)胞分裂的前期配對(duì)、首先是各對(duì)同源染色體在細(xì)胞分裂的前期配對(duì)(pairing)，或稱聯(lián)會(huì)，或稱聯(lián)會(huì)(synapsis)。 2、其次是細(xì)胞在分裂過(guò)程中包括兩次分裂：第一次是減數(shù)、其次是細(xì)胞在分裂過(guò)程中包括兩次分裂：第一次是減數(shù)的，第二次是等數(shù)的。的，第二次是等數(shù)的。 前期前期i細(xì)線期細(xì)線期(leptonema)偶線期偶線期(zygonema)粗線期粗線期(pachynema)雙線期雙線期(diplonema)終變

49、期終變期(diakinesis)中期中期i后期后期i末期末期i第一次分裂第一次分裂減減數(shù)數(shù)分分裂裂過(guò)過(guò)程程前間期前間期：g1,s,g2中間期中間期：時(shí)間短，：時(shí)間短，dna不復(fù)制不復(fù)制第二次分裂第二次分裂前期前期后期后期末期末期中期中期一、第一分裂一、第一分裂1、前期、前期i (prophase i) 可分為以下五個(gè)時(shí)期可分為以下五個(gè)時(shí)期 （1）細(xì)線期）細(xì)線期(leptonema)：染色體細(xì)長(zhǎng)如線，由于間期染色體已經(jīng)復(fù)制，染色體細(xì)長(zhǎng)如線，由于間期染色體已經(jīng)復(fù)制，每個(gè)染色每個(gè)染色體體都是都是由由共同的一個(gè)著絲點(diǎn)聯(lián)系的共同的一個(gè)著絲點(diǎn)聯(lián)系的兩條染色單體所組成兩條染色單體所組成。（2）、偶線期）、偶

50、線期(zygonema) 各各同源染色體分別配對(duì)同源染色體分別配對(duì)，出現(xiàn)聯(lián)會(huì)現(xiàn)象。聯(lián)會(huì)了的一，出現(xiàn)聯(lián)會(huì)現(xiàn)象。聯(lián)會(huì)了的一對(duì)同源染對(duì)同源染 色體稱為色體稱為二價(jià)體二價(jià)體。同源染色體經(jīng)過(guò)配對(duì)在偶線期。同源染色體經(jīng)過(guò)配對(duì)在偶線期形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體。聯(lián)會(huì)復(fù)合體聯(lián)會(huì)復(fù)合體(synaptonemal complex) ：同源染色體聯(lián)結(jié)在一起的一種特殊的固定結(jié)構(gòu)，其主要同源染色體聯(lián)結(jié)在一起的一種特殊的固定結(jié)構(gòu)，其主要成分是自我集合的堿性蛋白及酸性蛋白，由中央成分的兩側(cè)成分是自我集合的堿性蛋白及酸性蛋白，由中央成分的兩側(cè)伸出橫絲，因而使同源染色體得以固定在一起。伸出橫絲，因而使同源染色體得以固定在一起

51、。 聯(lián)會(huì)復(fù)合體結(jié)構(gòu)聯(lián)會(huì)復(fù)合體結(jié)構(gòu)看書看書p20圖圖（3）、粗線期）、粗線期(pachynema) 二價(jià)體逐漸縮短加粗，因?yàn)槎r(jià)體包含了四條染色體單二價(jià)體逐漸縮短加粗，因?yàn)槎r(jià)體包含了四條染色體單體，故又稱為四合體或四聯(lián)體體，故又稱為四合體或四聯(lián)體(tetrad)。如圖。如圖 二價(jià)體中一個(gè)染色體的兩條染色單體，互稱二價(jià)體中一個(gè)染色體的兩條染色單體，互稱為姊妹染色單體，而為姊妹染色單體，而 不同染色體的染色單體，不同染色體的染色單體，則互稱為非姊妹染色單體。在粗線期非姊妹染色則互稱為非姊妹染色單體。在粗線期非姊妹染色單體間出現(xiàn)交換，將造成遺傳物質(zhì)的重新組合。單體間出現(xiàn)交換，將造成遺傳物質(zhì)的重新組合

52、。如圖如圖（4）、雙線期）、雙線期(diplonema)： 四合體繼續(xù)縮短變粗，各個(gè)聯(lián)會(huì)了的二價(jià)體雖因四合體繼續(xù)縮短變粗，各個(gè)聯(lián)會(huì)了的二價(jià)體雖因非姊妹非姊妹染色體相互排斥而松懈染色體相互排斥而松懈，但仍被一、二個(gè)至幾個(gè)交叉，但仍被一、二個(gè)至幾個(gè)交叉(chiasmata)聯(lián)結(jié)在一起。這種聯(lián)結(jié)在一起。這種交叉現(xiàn)象就是非姊妹染色體交叉現(xiàn)象就是非姊妹染色體之間某些片段在粗線期發(fā)生交換的結(jié)果之間某些片段在粗線期發(fā)生交換的結(jié)果。如圖：。如圖： （5）、終變期）、終變期(diakinesis)： 染色體變得更為濃縮和粗短。交叉向二價(jià)體的兩端移染色體變得更為濃縮和粗短。交叉向二價(jià)體的兩端移動(dòng)，動(dòng)， 逐漸接近于

53、未端，逐漸接近于未端，出現(xiàn)交叉端化出現(xiàn)交叉端化。此時(shí)每個(gè)二價(jià)體分。此時(shí)每個(gè)二價(jià)體分散在整個(gè)核內(nèi)，散在整個(gè)核內(nèi)， 可以一一區(qū)分開來(lái)。所以是可以一一區(qū)分開來(lái)。所以是鑒定染色體數(shù)鑒定染色體數(shù)目的最好時(shí)期。目的最好時(shí)期。如圖：如圖： 2、中期、中期i(metaphase i) 核仁和核膜消失，細(xì)胞質(zhì)里出現(xiàn)核仁和核膜消失，細(xì)胞質(zhì)里出現(xiàn)紡錘體紡錘體。紡錘絲與各染。紡錘絲與各染色體的著絲點(diǎn)連接，這時(shí)也是色體的著絲點(diǎn)連接，這時(shí)也是鑒定染色體數(shù)目的最好時(shí)期。鑒定染色體數(shù)目的最好時(shí)期。如圖所示：如圖所示： 從紡錘體的側(cè)面觀察，二價(jià)體每個(gè)同源染體的著絲從紡錘體的側(cè)面觀察，二價(jià)體每個(gè)同源染體的著絲點(diǎn)是向著相反點(diǎn)是向著

54、相反 的兩極的，并且的兩極的，并且每個(gè)同源染色體的著絲點(diǎn)每個(gè)同源染色體的著絲點(diǎn)朝向哪一極是隨機(jī)的。朝向哪一極是隨機(jī)的。 3、后期、后期i(anaphase i) 由于紡錘絲的索引，各個(gè)由于紡錘絲的索引，各個(gè)二價(jià)體的兩個(gè)同源染色體各自二價(jià)體的兩個(gè)同源染色體各自分開分開。每一級(jí)只分到每對(duì)同源染色體中的一個(gè)，實(shí)現(xiàn)了染色每一級(jí)只分到每對(duì)同源染色體中的一個(gè)，實(shí)現(xiàn)了染色體數(shù)目減半。體數(shù)目減半。 由于著絲點(diǎn)沒有分裂，由于著絲點(diǎn)沒有分裂，每個(gè)染色體包含兩條染每個(gè)染色體包含兩條染色單體色單體。如圖：。如圖： 4、末期、末期i (telophase i) 染色體移到兩極后，松散變細(xì)，逐漸形成兩個(gè)子核；同染色體移到

55、兩極后，松散變細(xì)，逐漸形成兩個(gè)子核；同時(shí)細(xì)胞質(zhì)分為兩部分，于是形成兩個(gè)子細(xì)胞，稱為二分體時(shí)細(xì)胞質(zhì)分為兩部分，于是形成兩個(gè)子細(xì)胞，稱為二分體(dyad)。如圖：。如圖：在末期在末期i后大都有一個(gè)短暫停頓時(shí)期，稱為后大都有一個(gè)短暫停頓時(shí)期，稱為中間期中間期，相當(dāng)于有絲分裂的間期；但有兩點(diǎn)顯著的不同：相當(dāng)于有絲分裂的間期；但有兩點(diǎn)顯著的不同：一是時(shí)間很短一是時(shí)間很短 二是二是dna不復(fù)制不復(fù)制 中間期的前后中間期的前后dna含量沒有變化。這一時(shí)期在含量沒有變化。這一時(shí)期在很多動(dòng)物中幾乎是沒有很多動(dòng)物中幾乎是沒有的，它們?cè)谀┢诘?，它們?cè)谀┢趇后緊接著后緊接著就進(jìn)入下一次分裂。就進(jìn)入下一次分裂。1前期前

56、期ii (prophase ii) 每個(gè)染色體有兩條染色單體每個(gè)染色體有兩條染色單體，著絲點(diǎn)仍連接在一起，但，著絲點(diǎn)仍連接在一起，但染色單體彼此染色單體彼此散得很開散得很開。如圖：。如圖： 二、第二次分裂二、第二次分裂 2中期中期ii (metaphase ii) 每個(gè)染色體的著絲點(diǎn)整齊地排列每個(gè)染色體的著絲點(diǎn)整齊地排列在各個(gè)分裂細(xì)胞的在各個(gè)分裂細(xì)胞的赤道赤道板上板上。著絲點(diǎn)開始分裂。著絲點(diǎn)開始分裂。 3后期后期ii (anaphase ii) 著絲點(diǎn)分裂為二，各個(gè)染色單體由紡錘絲分別拉向兩極。著絲點(diǎn)分裂為二，各個(gè)染色單體由紡錘絲分別拉向兩極。 4、末期、末期ii (telophase ii)

57、 拉到兩級(jí)的染色體形成新的子核，同時(shí)細(xì)胞質(zhì)又分為兩拉到兩級(jí)的染色體形成新的子核，同時(shí)細(xì)胞質(zhì)又分為兩部分。這樣經(jīng)過(guò)兩次分裂，形成四個(gè)子細(xì)胞，這稱為部分。這樣經(jīng)過(guò)兩次分裂，形成四個(gè)子細(xì)胞，這稱為四分體四分體(tetrad)或四分孢子或四分孢子(tetraspore)。各細(xì)胞的核里只有最初。各細(xì)胞的核里只有最初細(xì)胞的半數(shù)染色體，即細(xì)胞的半數(shù)染色體，即從從2n減數(shù)為減數(shù)為n。如圖：如圖： 減數(shù)分裂過(guò)程減數(shù)分裂過(guò)程(動(dòng)畫動(dòng)畫) 二、減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義二、減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義 首先，減數(shù)分裂后形成的四個(gè)子細(xì)胞，發(fā)育為首先，減數(shù)分裂后形成的四個(gè)子細(xì)胞，發(fā)育為雌性細(xì)胞或雄性細(xì)胞，各具有半數(shù)的染色體（雌性細(xì)胞

58、或雄性細(xì)胞，各具有半數(shù)的染色體（n）雌）雌雄性細(xì)胞受精結(jié)合為合子，受精卵（合子），又恢雄性細(xì)胞受精結(jié)合為合子，受精卵（合子），又恢復(fù)為全數(shù)的染色體復(fù)為全數(shù)的染色體zn。保證了親代與子代間染色體保證了親代與子代間染色體數(shù)目的恒定性，為后代的正常發(fā)育和性狀遺傳提供數(shù)目的恒定性，為后代的正常發(fā)育和性狀遺傳提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；同時(shí)保證了物種相對(duì)的穩(wěn)定性。了物質(zhì)基礎(chǔ)；同時(shí)保證了物種相對(duì)的穩(wěn)定性。 其次，各對(duì)染色體中的兩個(gè)成員在后期分其次，各對(duì)染色體中的兩個(gè)成員在后期分向兩極是隨向兩極是隨機(jī)的機(jī)的，即一對(duì)染色體的分離與任何另一對(duì)染體的分離不發(fā)生，即一對(duì)染色體的分離與任何另一對(duì)染體的分離不發(fā)生關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)，各個(gè)非

59、同源染色體之間均可能自由組合在一個(gè)子細(xì)胞各個(gè)非同源染色體之間均可能自由組合在一個(gè)子細(xì)胞里里，n對(duì)染色體，就可能有對(duì)染色體，就可能有2n種自由組合方式。（種自由組合方式。（ 如圖）如圖） 此外，同源染色體的此外，同源染色體的非妹妹染色單體之間還非妹妹染色單體之間還可能出現(xiàn)各種方式的交換可能出現(xiàn)各種方式的交換，這就更增加了這種差，這就更增加了這種差異的復(fù)雜性。異的復(fù)雜性。為生物的變異提供了重要的物質(zhì)基為生物的變異提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。礎(chǔ)。例如，水稻例如，水稻n12，其非同源染色體分離時(shí)的可能組合，其非同源染色體分離時(shí)的可能組合數(shù)為數(shù)為212=4096。各個(gè)子細(xì)胞之間在染色體組成上將可能。各個(gè)子細(xì)胞

60、之間在染色體組成上將可能出現(xiàn)多種多樣的組合。出現(xiàn)多種多樣的組合。 第五節(jié)配子的形成和受精第五節(jié)配子的形成和受精 1、無(wú)性生殖無(wú)性生殖(asexual reproduction)，是通過(guò)親本營(yíng)，是通過(guò)親本營(yíng)養(yǎng)體的分割而產(chǎn)生許多后代個(gè)體，這一方式也稱為營(yíng)養(yǎng)體養(yǎng)體的分割而產(chǎn)生許多后代個(gè)體，這一方式也稱為營(yíng)養(yǎng)體生殖。生殖。 生物的生殖方式生物的生殖方式有兩種：有兩種：2、有性生殖有性生殖(sexual reproduction)，是通過(guò)親本的，是通過(guò)親本的雌配子和雄配子受精而形成合子，隨后進(jìn)一步分裂、分雌配子和雄配子受精而形成合子，隨后進(jìn)一步分裂、分化和發(fā)育而產(chǎn)生后代。這是最普遍而重要的生殖方式，化和