遺傳學(xué)----第3章

1、本章重點1、細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分裂，核內(nèi)染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和數(shù)目染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能配子的形成和受精動物和植物的生活周期第一節(jié) 細(xì)胞一、原核細(xì)胞1、細(xì)胞的組成細(xì)胞壁：蛋白聚糖等；細(xì)胞膜：磷脂和蛋白質(zhì)等；細(xì)胞質(zhì)：核糖體等；核區(qū)：DNA、RNA等。二、原核生物細(xì)菌、藍(lán)藻等低等生物由原核細(xì)胞構(gòu)成，沒有真正的細(xì)胞核，統(tǒng)稱為原核生物（prokaryote）二、真核細(xì)胞細(xì)胞壁質(zhì)膜（細(xì)胞膜）原生質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體葉綠體、液泡溶酶體、高爾基體核糖體、中心體核膜染色質(zhì)核仁重要性1、幾乎在所有生物體中，包括病毒和細(xì)菌在內(nèi)都含有染色體；2、真核生物各物種染色體均有特定的形態(tài)特征，在細(xì)胞分裂的中期和

2、早后期最為明顯和典型；3、真核生物中期染色體分散排列在赤道板上，故通常以這個時期進(jìn)行染色體形態(tài)的識別和研究。染色質(zhì) (chromatin) 間期細(xì)胞內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu)染色體（chromosome） 細(xì)胞在分裂過程中，由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)常染色質(zhì) 低度折疊壓縮的染色質(zhì)，處于常染色質(zhì)狀態(tài)是基因轉(zhuǎn)錄 的必要條件。 異染色質(zhì) 壓縮程度高,處于凝集狀態(tài)，堿性染料染色時著色深的染色質(zhì) 活性染色質(zhì) 具有轉(zhuǎn)錄活性的常 染色質(zhì)非活性染色質(zhì) 不進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的染色質(zhì)， 包括異染色質(zhì)和部分常染色質(zhì)核小體核小體組蛋白組蛋白八聚體八聚體組蛋白組蛋白H1DNA短臂短臂著絲粒著絲粒長

3、臂長臂DNA染色單體染色單體l多級螺旋模型多級螺旋模型(multiple coiling model )l骨架骨架放射環(huán)模型放射環(huán)模型( scaffold-radial loop structure model) 中期染色體的兩條姐妹染色單體以著絲粒相連。由著絲粒在染色體上的位置可分為: 中著絲粒染色體中著絲粒染色體 近中著絲粒染色體近中著絲粒染色體 近端著絲粒染色體近端著絲粒染色體 端著絲粒染色體端著絲粒染色體中著絲粒中著絲粒染色體染色體近中著絲粒近中著絲粒染色體染色體近端著絲粒近端著絲粒染色體染色體端著絲粒端著絲粒染色體染色體復(fù)制起點復(fù)制起點 確保染色體能夠自我復(fù)制確保染色體能夠自我復(fù)制著

4、著 絲絲 粒粒 使復(fù)制了的染色體能夠平均使復(fù)制了的染色體能夠平均 分配到子細(xì)胞中分配到子細(xì)胞中端端 粒粒 使使DNA能夠完成復(fù)制，保持能夠完成復(fù)制，保持 染色體的獨立性與穩(wěn)染色體的獨立性與穩(wěn) 定性定性1、各物種之間差異很大，染色體大小主要指長度。同一物種染色體寬度大致相同。2、高等植物中，單子葉植物的染色體比雙子葉植物要大一些。各生物的染色體不僅形態(tài)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，而且其數(shù)目成對。同源染色體：形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同的一對染色體。異源染色體：兩對形態(tài)和結(jié)構(gòu)不同的染色體，互稱為異源染色體。真核生物染色體編號根據(jù)染色體長度、著絲點位置、長短臂比、隨體有無等特點進(jìn)行編號。真核生物染色體的一般特點1、數(shù)目恒定。（

5、各種生物染色體數(shù)目見：P50， 表3-1各種生物的染色體數(shù)目）2、體細(xì)胞（2n）是性細(xì)胞（n）的一倍。3、與生物進(jìn)化的關(guān)系：無關(guān)，可用于物種的分類。4、染色體數(shù)目恒定也是相對的（如動物的肝、單子葉植物的胚乳）。5、通常原核生物細(xì)胞里只有一個染色體，且DNA含量低于真核生物。細(xì)胞繁殖（cell reproduction） 細(xì)胞生命的一個基本特征。單細(xì)胞生物以此繁殖后代，而多細(xì)胞生物則依賴它來完成個體發(fā)育。它是細(xì)胞分化的基礎(chǔ)細(xì)胞分化（細(xì)胞分化（cell differentiation） 胚胎細(xì)胞分裂后的未定型細(xì)胞胚胎細(xì)胞分裂后的未定型細(xì)胞或簡單可塑性細(xì)胞，在形態(tài)和化學(xué)或簡單可塑性細(xì)胞，在形態(tài)和化學(xué)

6、組成上向?qū)Ｒ恍曰蛱禺愋苑较蜣D(zhuǎn)化，組成上向?qū)Ｒ恍曰蛱禺愋苑较蜣D(zhuǎn)化，演變?yōu)樘囟?xì)胞類型的過程演變?yōu)樘囟?xì)胞類型的過程第二節(jié) 細(xì)胞分裂細(xì)菌的有絲分裂：細(xì)菌屬于原核類。原核類與真核類細(xì)胞的不同（1）原核類細(xì)胞缺少某些細(xì)胞器（如真核類細(xì)胞中含有線粒體、葉綠體）。（2）細(xì)菌染色體位于細(xì)胞內(nèi)核區(qū)中，核區(qū)外面沒有核膜，故稱原核。每一原核類細(xì)胞中通常只有一個染色體，且染色體結(jié)構(gòu)簡單，是一個裸露的DNA分子。細(xì)菌染色體附著在一個稱為間體的圓形結(jié)構(gòu)上，這結(jié)構(gòu)是由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷而成的。染色體分裂為二后，原有染色體和新復(fù)制的染色體分別附著在與膜相連的間體上。細(xì)菌分裂時，細(xì)胞延長，帶著原有染色體的細(xì)胞膜部分與帶著新復(fù)制染色

7、體的另一細(xì)胞膜部分彼此遠(yuǎn)離，當(dāng)兩染色體充分分開時，中間發(fā)生凹陷，細(xì)菌細(xì)胞分成兩個，這樣每一染色體處在各別的細(xì)胞中。細(xì)菌細(xì)胞的有絲分裂真核類細(xì)胞分裂一、間期：兩次分裂的中間時期。一般看不到染色體結(jié)構(gòu)，這是細(xì)胞核在生長增大，代謝旺盛，貯備了細(xì)胞分裂時所需的物質(zhì)?？煞譃槿齻€時期：1、合成前期（G1）：有絲分裂結(jié)束與DNA合成開始前的間隙。RNA和蛋白質(zhì)的合成。（蠶豆5.0小時）2、合成期（S）：DNA合成期，DNA加倍，RNA繼續(xù)合成，但程度降低。 （蠶豆7.5小時）3、合成后期（G2）：DNA合成結(jié)束和有絲分裂前的間隙。有絲分裂所需能量儲積。 （蠶豆5.0小時）二、分裂期（M）：一個細(xì)胞形成兩個子

8、細(xì)胞（1）前期：染色體細(xì)絲開始螺旋化，染色體縮短變粗，著絲區(qū)域變的相對清楚。前期末，染色體縮得很短，核仁逐漸消失，核膜開始崩解。（2）中期：染色體向赤道面移動，著絲粒區(qū)域排列在赤道板上。（3）后期：每一染色體的著絲粒已分裂為二，相互分離。著絲粒分開后，被紡錘體拉向兩極，并列的染色單體分別向兩極移動。（4）末期：兩組染色體到達(dá)兩極，染色體的螺旋結(jié)構(gòu)消失。最后，兩個子核的膜重新形成，核仁重新出現(xiàn)，紡錘體也跟著消失。（5）胞質(zhì)分割：動物細(xì)胞在赤道區(qū)域收縮、深化、細(xì)胞一分為二；植物細(xì)胞由兩個子核中間殘留的紡錘體形成細(xì)胞板，最后成為細(xì)胞膜、分成兩個子細(xì)胞。有絲分裂圖解有絲分裂意義1、生物學(xué)意義有絲分裂促

9、進(jìn)細(xì)胞數(shù)目和體積的增加；均等方式的有絲分裂，能維持個體正常生長和發(fā)育，保證物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性。2、遺傳學(xué)意義核內(nèi)各染色體準(zhǔn)確復(fù)制為二兩個子細(xì)胞具有與母細(xì)胞完全相同的遺傳基礎(chǔ)。復(fù)制的各對染色體有規(guī)則且均勻地分配到兩個子細(xì)胞中-子、母細(xì)胞具有同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體。成熟分裂（減數(shù)分裂）1、概念：減數(shù)分裂是性母細(xì)胞成熟時配子形成過程中發(fā)生的一種特殊有絲分裂-使細(xì)胞染色體數(shù)目減半。例如：水稻2n=24-n=12玉米2n=20-n=10n（卵）+ n（精子）-2n（體）受精作用可保證物種染色體數(shù)恒定。2、減數(shù)分裂特點：1、各同源染色體在細(xì)胞分裂前期配對（或聯(lián)會）；1、連續(xù)進(jìn)行二次核分裂，而染色體只復(fù)制

10、一次，結(jié)果形成四個核，每個核只含有單倍數(shù)的染色體，即染色體數(shù)減半，所以又稱減數(shù)分裂。第一次分裂染色體減半，第二次分裂染色體等數(shù)；2、前期特別長，而且變化復(fù)雜，其中包括相同染色體的配對、交換和分離等。3、減數(shù)分裂各個時期第一次減數(shù)分裂1、細(xì)線期：染色質(zhì)濃縮為幾條細(xì)而長的細(xì)線。2、偶線期：形態(tài)與細(xì)線期沒有多大變化。但同源染色體開始配對。3、粗線期：染色體繼續(xù)縮短變粗，兩條同源染色體配對完畢。（此時2n條染色體變?yōu)?n組染色體，每一組含有兩條同源染色體，這種配對的染色體稱為雙價體。同源染色體配對或聯(lián)合過程中，出現(xiàn)聯(lián)會復(fù)合體。它的形成可能與同源染色體配對和染色體交換有關(guān)。粗線期末，每一染色體含有兩條染

11、色單體，即姐妹染色單體。即雙價體含有四條染色單體。）4、雙線期：雙價體中兩條同源染色體開始分開，但分開不完全，在同源染色體之間若干處發(fā)生交叉而相互連接。染色體螺旋化程度加深。5、濃縮期：染色體變得更粗短，螺旋化程度達(dá)到最高。雙價開始向赤道面移動，紡錘體開始形成。6、中期：雙價體排列在赤道面上。7、后期：雙價體中的兩條同源染色體分開，分別向兩極移動。8、末期：核膜重建，核仁重新形成，細(xì)胞質(zhì)分裂，成為兩個子細(xì)胞。9、減數(shù)間期：細(xì)胞核形態(tài)與有絲分裂相似。但沒有DNA合成期，所以沒有染色體復(fù)制。第二次減數(shù)分裂與有絲分裂相似。減數(shù)分裂各個時期圖解 4、減數(shù)分裂的意義1、生物生活周期和配子形成過程中必要階段。2、最后形成雌雄性細(xì)胞，各具半數(shù)染色體（n）。雌雄性細(xì)胞受精-（ n+ n-2 n ）-合子-全數(shù)染色體-保證親、子代間染色體數(shù)目的恒定和物種的相對穩(wěn)定性。3、在中期各對同源染色體排列在赤道板上，在后期染色體是隨機分別拉向二極自由組合。n對染色體，非同源染色體分離時的可能組合數(shù)為2n 。如水稻n=12，故組合數(shù)為2n = 212 =4096；茶n=15，組合數(shù)為2n = 215 = 32768。4、各同源染色體非姐妹染色單體間的片段可發(fā)生各種方式的交換，因而可為生物變異提供物質(zhì)基礎(chǔ)-有利于生物生物生存及進(jìn)化為人工選擇提供材料。5、有絲分裂與減數(shù)分裂的比較（