第一章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

第一章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能第二節(jié)染色體第三節(jié)細(xì)胞的分裂和細(xì)胞周期第四節(jié)生物配子形成和受精第五節(jié)生活周期現(xiàn)在是1頁\一共有91頁\編輯于星期五第二節(jié)染色體一、染色質(zhì)與染色體二、染色體的形態(tài)三、染色體的結(jié)構(gòu)四、染色體的數(shù)目現(xiàn)在是2頁\一共有91頁\編輯于星期五一、染色質(zhì)與染色體染色質(zhì)是染色體在細(xì)胞分裂間期所表現(xiàn)的形態(tài)，亦稱為染色質(zhì)線。真核生物中，是由DNA和蛋白質(zhì)及少量的RNA組成的復(fù)合物。現(xiàn)在是3頁\一共有91頁\編輯于星期五常染色質(zhì)和異染色質(zhì)常染色質(zhì)是染色質(zhì)線中染色很淺的區(qū)段，構(gòu)成常染色質(zhì)的DNA主要是單一序列和中度重復(fù)序列DNA。異染色質(zhì)是染色質(zhì)線中染色很深的區(qū)段，稱為異染色質(zhì)區(qū)。同一染色體上所表現(xiàn)的這種差別稱為異固縮現(xiàn)象。現(xiàn)在是4頁\一共有91頁\編輯于星期五常染色質(zhì)和異染色質(zhì)的區(qū)別現(xiàn)在是5頁\一共有91頁\編輯于星期五(1).組成:著絲粒、長(zhǎng)臂和短臂；(2).著絲點(diǎn):對(duì)于細(xì)胞分裂時(shí)染色體向兩極牽引具有決定性作用；(3).次縊痕、隨體:是識(shí)別特定染色體的重要標(biāo)志；(4).某些次縊痕具有組成核仁的特殊功能。二、染色體的形態(tài)現(xiàn)在是6頁\一共有91頁\編輯于星期五染色體分類（據(jù)著絲點(diǎn)位置）現(xiàn)在是7頁\一共有91頁\編輯于星期五染色體的分類現(xiàn)在是8頁\一共有91頁\編輯于星期五染色體的大小現(xiàn)在是9頁\一共有91頁\編輯于星期五染色體的大小現(xiàn)在是10頁\一共有91頁\編輯于星期五

染色體的大小現(xiàn)在是11頁\一共有91頁\編輯于星期五同源染色體體細(xì)胞中形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同的一對(duì)染色體；非同源染色體：一對(duì)染色體與另一對(duì)形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的染色體，則互稱為非同源染色體。染色體類別現(xiàn)在是12頁\一共有91頁\編輯于星期五染色體編號(hào)根據(jù)染色體長(zhǎng)度、著絲點(diǎn)位置、長(zhǎng)短臂比、隨體有無等特點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)。現(xiàn)在是13頁\一共有91頁\編輯于星期五人類染色體核型分析現(xiàn)在是14頁\一共有91頁\編輯于星期五染色體編號(hào)現(xiàn)在是15頁\一共有91頁\編輯于星期五三、染色體的結(jié)構(gòu)（一）染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)（二）染色體的結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)在是16頁\一共有91頁\編輯于星期五（一）染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體、連接絲和一個(gè)分子的組蛋白H1?，F(xiàn)在是17頁\一共有91頁\編輯于星期五（一）染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是18頁\一共有91頁\編輯于星期五核小體串珠結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)在是19頁\一共有91頁\編輯于星期五（二）染色體的結(jié)構(gòu)模型有絲分裂中期，染色體的結(jié)構(gòu)是由兩條染色單體組成的。每個(gè)染色體所含的染色線是單線的。人類最長(zhǎng)的一條染色體，在間期伸展時(shí)長(zhǎng)達(dá)85mm，但在中期，卻卷縮成為直徑0.5微米，長(zhǎng)度只有10微米的染色體?，F(xiàn)在是20頁\一共有91頁\編輯于星期五染色體的結(jié)構(gòu)模型10nm核小體30nm螺線管300nm伸展染色體700nm卷縮染色體1400nm中期染色體現(xiàn)在是21頁\一共有91頁\編輯于星期五染色體的結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)在是22頁\一共有91頁\編輯于星期五染色體骨架中期染色體去除組蛋白后的電鏡圖片：中間為兩個(gè)非組蛋白形成的兩個(gè)支架。現(xiàn)在是23頁\一共有91頁\編輯于星期五四、染色體的數(shù)目各種生物染色體數(shù)目恒定，它們?cè)隗w細(xì)胞中成對(duì)，在性細(xì)胞中總是成單的。通常以2n表示體細(xì)胞的染色體數(shù)目，用n表示性細(xì)胞的染色體數(shù)目現(xiàn)在是24頁\一共有91頁\編輯于星期五玉米(2n=20)水稻(2n=24)普通小麥(2n=42)蠶豆(2n=12）；大麥(2n=14);馬鈴薯(2n=48)

人(2n=46)動(dòng)物中某些扁蟲只有4條(n=2)；馬蛔蟲只有2條(n=1)一種蝴蝶(Lysandra)有382條(n=191)四、染色體的數(shù)目現(xiàn)在是25頁\一共有91頁\編輯于星期五通常把正常的染色體稱為A染色體;把額外染色體統(tǒng)稱為B染色體。B染色體比A染色體小，能自我復(fù)制，當(dāng)它在細(xì)胞中增加到一定數(shù)目時(shí)，會(huì)影響生物的生存。四、染色體的數(shù)目現(xiàn)在是26頁\一共有91頁\編輯于星期五原核生物的染色體是裸露的DNA分子或RNA分子。有些是環(huán)狀，有些呈線條狀。原核生物的細(xì)胞內(nèi)通常只有一個(gè)染色體。且DNA含量低于真核生物。四、染色體的數(shù)目現(xiàn)在是27頁\一共有91頁\編輯于星期五第三節(jié)細(xì)胞的分裂和細(xì)胞周期一、細(xì)胞周期二、無絲分裂三、有絲分裂四、減數(shù)分裂現(xiàn)在是28頁\一共有91頁\編輯于星期五一、細(xì)胞周期細(xì)胞分裂的方式分為無絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂。高等生物體細(xì)胞分裂主要是以有絲分裂方式進(jìn)行的。細(xì)胞周期主要包括細(xì)胞有絲分裂過程及其兩次分裂之間的間期?，F(xiàn)在是29頁\一共有91頁\編輯于星期五G1期：主要進(jìn)行細(xì)胞體積的增長(zhǎng)。不分裂細(xì)胞則停留在G1期,也稱為G0期。S期：DNA合成時(shí)期。G2期：為細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備。M期：細(xì)胞分裂期。一、細(xì)胞周期現(xiàn)在是30頁\一共有91頁\編輯于星期五一、細(xì)胞周期細(xì)胞周期中的關(guān)鍵基因：第一類主要控制細(xì)胞周期中所需的關(guān)鍵蛋白質(zhì)或酶的合成；第二類是直接控制細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期各個(gè)時(shí)期的基因。細(xì)胞是否進(jìn)行入S期的控制點(diǎn)存在于G1中期細(xì)胞周期中一個(gè)最重要的控制點(diǎn)就是決定細(xì)胞是否進(jìn)入S期，該控制點(diǎn)的失控往往會(huì)導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生?，F(xiàn)在是31頁\一共有91頁\編輯于星期五無絲分裂是原核生物主要的細(xì)胞分裂方式。高等植物的木質(zhì)部細(xì)胞、絨氈層細(xì)胞、愈傷組織、胚乳細(xì)胞等也存在。二、無絲分裂現(xiàn)在是32頁\一共有91頁\編輯于星期五三、有絲分裂前期中期后期末期現(xiàn)在是33頁\一共有91頁\編輯于星期五有絲分裂的遺傳意義兩個(gè)子細(xì)胞的遺傳基礎(chǔ)與母細(xì)胞完全相同；具有同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體。保證了個(gè)體生長(zhǎng)過程中遺傳物質(zhì)的連續(xù)性和穩(wěn)定性?，F(xiàn)在是34頁\一共有91頁\編輯于星期五有絲分裂的特殊形式⑴.多核細(xì)胞：細(xì)胞核多次分裂而細(xì)胞質(zhì)不分裂。⑵.核內(nèi)有絲分裂：體細(xì)胞染色體加倍著絲點(diǎn)不分裂,形成多線染色體?，F(xiàn)在是35頁\一共有91頁\編輯于星期五四、減數(shù)分裂（一）減數(shù)分裂過程（二）減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義現(xiàn)在是36頁\一共有91頁\編輯于星期五（一）減數(shù)分裂過程減數(shù)分裂是在性母細(xì)胞成熟時(shí)，配子形成過程中所發(fā)生的一種細(xì)胞分裂方式。因?yàn)樗贵w細(xì)胞染色體數(shù)目減半，故稱為減數(shù)分裂?，F(xiàn)在是37頁\一共有91頁\編輯于星期五減數(shù)分裂的主要特點(diǎn)

首先是各對(duì)同源染色體在細(xì)胞分裂的前期配對(duì)或稱聯(lián)會(huì)；其次是細(xì)胞在分裂過程中包括兩次分裂，第一次是減數(shù)的；第二次是等數(shù)的。

現(xiàn)在是38頁\一共有91頁\編輯于星期五減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂前期Ｉ中期Ｉ后期Ｉ末期Ｉ前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ減數(shù)分裂過程現(xiàn)在是39頁\一共有91頁\編輯于星期五前期Ｉ

細(xì)線期減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是40頁\一共有91頁\編輯于星期五偶線期:聯(lián)會(huì)了的一對(duì)同源染色體稱為二價(jià)體。同源染色體經(jīng)過配對(duì)在偶線期形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體。減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是41頁\一共有91頁\編輯于星期五聯(lián)會(huì)復(fù)合體由中央成分的兩側(cè)伸出橫絲，使同源染色體得以固定在一起。減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是42頁\一共有91頁\編輯于星期五粗線期減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是43頁\一共有91頁\編輯于星期五二價(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，不同染色體的染色單體，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。粗線期減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是44頁\一共有91頁\編輯于星期五交叉是交換的結(jié)果雙線期:減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是45頁\一共有91頁\編輯于星期五終變期交叉端化。是鑒定染色體數(shù)目的最好時(shí)期。減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是46頁\一共有91頁\編輯于星期五中期ＩF3減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是47頁\一共有91頁\編輯于星期五后期Ｉ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。F4減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是48頁\一共有91頁\編輯于星期五末期Ｉ末期Ｉ同時(shí)細(xì)胞質(zhì)分為兩部分，近而形成兩個(gè)子細(xì)胞，稱為二分體。減數(shù)第一次分裂現(xiàn)在是49頁\一共有91頁\編輯于星期五第二次分裂前期Ⅱ現(xiàn)在是50頁\一共有91頁\編輯于星期五中期ⅡF5減數(shù)第二次分裂現(xiàn)在是51頁\一共有91頁\編輯于星期五后期Ⅱ

著絲點(diǎn)一分為二，各個(gè)染色單體由紡錘絲分別拉向兩極。F7減數(shù)第二次分裂現(xiàn)在是52頁\一共有91頁\編輯于星期五末期Ⅱ拉到兩極的染色體形成新的子核，同時(shí)細(xì)胞質(zhì)又分為兩部分，形成四個(gè)子細(xì)胞，稱為四分體或四分孢子。減數(shù)第二次分裂現(xiàn)在是53頁\一共有91頁\編輯于星期五（二）減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義1、保證了親代與子代間染色體數(shù)目的恒定性，保證了物種相對(duì)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在是54頁\一共有91頁\編輯于星期五2、為生物變異提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。非同源染色體間后期Ｉ自由組合，n對(duì)染色體，就可能有2n種組合方式。水稻：212=4096；人類：223=8388608同源染色體的非姊妹染色單體之間可能出現(xiàn)交換(二)減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義現(xiàn)在是55頁\一共有91頁\編輯于星期五第四節(jié)配子的形成和受精一、雌雄配子的形成二、植物的授粉與受精三、無融合生殖現(xiàn)在是56頁\一共有91頁\編輯于星期五一、雌雄配子的形成生物的生殖方式分為三種：無性生殖、有性生殖和無融合生殖。無性生殖也稱為營(yíng)養(yǎng)體生殖?，F(xiàn)在是57頁\一共有91頁\編輯于星期五高等生物有性生殖是通過親本雌、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。一、雌雄配子的形成現(xiàn)在是58頁\一共有91頁\編輯于星期五（一）高等動(dòng)物性細(xì)胞的形成現(xiàn)在是59頁\一共有91頁\編輯于星期五高等植物有性生殖的全部過程都是在花器里進(jìn)行的。（二）高等植物性細(xì)胞的形成現(xiàn)在是60頁\一共有91頁\編輯于星期五被子植物雄配子形成過程雄蕊的花藥中分化出孢原組織，進(jìn)一步分化為花粉母細(xì)胞(2n)，發(fā)育成4個(gè)小孢子，并進(jìn)一步發(fā)育成4個(gè)單核花粉粒，每個(gè)花粉粒經(jīng)過一次有絲分裂，形成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞，生殖細(xì)胞又經(jīng)過一次有絲分裂，形成一個(gè)成熟的花粉粒（雄配子體），其中包括兩個(gè)精細(xì)胞和一個(gè)營(yíng)養(yǎng)核。現(xiàn)在是61頁\一共有91頁\編輯于星期五被子植物雌配子形成過程雌蕊子房胚珠的珠心中分化為大孢子母細(xì)胞或胚囊母細(xì)胞，由一個(gè)大孢子母細(xì)胞(2n)經(jīng)過減數(shù)分裂，形成直線排列的4個(gè)大孢子，即四分孢子。其中一個(gè)遠(yuǎn)離珠孔的大孢子繼續(xù)發(fā)育，核通過連續(xù)三次有絲分裂，形成8個(gè)核(ｎ)的胚囊（雌配子體），其中3個(gè)為反足細(xì)胞，2個(gè)為助細(xì)胞，2個(gè)為極核，另一個(gè)為卵細(xì)胞現(xiàn)在是62頁\一共有91頁\編輯于星期五二、植物的授粉與受精現(xiàn)在是63頁\一共有91頁\編輯于星期五授粉：指成熟的花粉粒落在雌蕊柱頭上。植物授粉方式可分為兩大類型：自花授粉和異花授粉。自花授粉:同一朵花內(nèi)或同株上花朵間的授粉；異花授粉:不同株的花朵間授粉。柱頭與花粉的選擇性：種間的不親和或生殖隔離；花粉生活力強(qiáng)弱；自交不親和（一）授粉現(xiàn)在是64頁\一共有91頁\編輯于星期五雄配子(精子)與雌配子(卵細(xì)胞)融合為一個(gè)合子，稱為受精。授粉后，花粉粒在柱頭上萌發(fā)形成花粉管，穿過花柱、子房和珠孔，進(jìn)入胚囊。花粉管延伸時(shí)，營(yíng)養(yǎng)核走在兩個(gè)精核的前端，花粉管進(jìn)入胚囊，一旦接觸助細(xì)胞即破裂，助細(xì)胞同時(shí)破壞。（二）受精現(xiàn)在是65頁\一共有91頁\編輯于星期五兩個(gè)精核與花粉管內(nèi)的含物一同進(jìn)入胚囊，這時(shí)一個(gè)精核(ｎ)與卵細(xì)胞受精結(jié)合為合子，將來發(fā)育成胚（2n)同時(shí)，另一個(gè)精核（n）與兩個(gè)極核(ｎ+ｎ)受精結(jié)合為胚乳核(3ｎ)，將來發(fā)育成胚乳，這一過程就稱為雙受精（二）受精現(xiàn)在是66頁\一共有91頁\編輯于星期五現(xiàn)在是67頁\一共有91頁\編輯于星期五通過雙受精后發(fā)育成的種子，其主要組成部分是胚、胚乳和種皮。胚和胚乳都是通過受精而形成的，但種皮或果皮都是母本花朵的營(yíng)養(yǎng)組織，與雙受精過程并沒有聯(lián)系。一個(gè)正常種子胚，胚乳和種皮的染色體數(shù)目分別為2ｎ，3ｎ和2ｎ。（二）受精現(xiàn)在是68頁\一共有91頁\編輯于星期五（三）直感現(xiàn)象直感現(xiàn)象：花粉對(duì)種子或果實(shí)的性狀產(chǎn)生影響的現(xiàn)象。分為花粉直感和果實(shí)直感?；ǚ壑备校涸?ｎ胚乳的性狀上，由于精核的影響而直接表現(xiàn)父本的某些性狀，這種現(xiàn)象稱為花粉直感或胚乳直感。原因：花粉中帶有控制胚乳性狀的顯性基因現(xiàn)在是69頁\一共有91頁\編輯于星期五例如：以玉米的黃粒的植株的花粉給白粒的植株花絲授粉，當(dāng)代所結(jié)子粒即表現(xiàn)為父本的黃粒性狀。胚乳直感現(xiàn)在是70頁\一共有91頁\編輯于星期五果實(shí)直感如果種皮或果皮組織在發(fā)育過程中由花粉影響而表現(xiàn)父本的某些性狀，則稱為果實(shí)直感。與花粉直感的區(qū)別：非受精的直接結(jié)果現(xiàn)在是71頁\一共有91頁\編輯于星期五例如：棉花的纖維是由種皮細(xì)胞延伸的，棉花長(zhǎng)纖維品種作為父本和棉花短纖維品種作母本雜交，當(dāng)代棉籽的發(fā)育常因長(zhǎng)纖維的父本花粉的影響，而表現(xiàn)出果實(shí)直感現(xiàn)象。果實(shí)直感現(xiàn)在是72頁\一共有91頁\編輯于星期五三、無融合生殖現(xiàn)在是73頁\一共有91頁\編輯于星期五無融合生殖無融合生殖：雌雄配子不發(fā)生核融合，但又能形成種子的一種無性生殖方式。

主要有單倍配子體無融合生殖，二倍配子體無融合生殖、不定胚和單性結(jié)實(shí)?，F(xiàn)在是74頁\一共有91頁\編輯于星期五單性生殖：雌雄配子體不經(jīng)過正常受精而產(chǎn)生單倍體胚(n)的生殖方式。孤雌生殖：卵細(xì)胞未經(jīng)過受精而發(fā)育成有機(jī)體的生殖方式。卵細(xì)胞雖然未經(jīng)過受精發(fā)育成單倍體胚，但它的極核細(xì)胞卻必須受精才能發(fā)育成胚乳。1、單倍配子體無融合生殖現(xiàn)在是75頁\一共有91頁\編輯于星期五孤雄生殖：精細(xì)胞入卵后尚未與卵核融合，卵核即發(fā)生退化、解體，雄核取代了卵核地位，在卵細(xì)胞質(zhì)內(nèi)發(fā)育成僅具有父本染色體的胚?；ㄋ?、花粉的離體培養(yǎng)，人為創(chuàng)造孤雄生殖的一種方式。1、單倍配子體無融合生殖現(xiàn)在是76頁\一共有91頁\編輯于星期五2、二倍配子體無融合生殖

指從二倍體的配子體發(fā)育而成孢子體的無融合生殖類型。由造孢細(xì)胞或者由鄰近的珠心細(xì)胞形成的胚囊，由于沒有經(jīng)過減數(shù)分裂，故胚囊里所有核都是二倍體(2n)。因此又稱為不減數(shù)的單性生殖。

在禾本科、薔薇科、菊科等植物中均有發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)在是77頁\一共有91頁\編輯于星期五由珠心或珠被的二倍體細(xì)胞產(chǎn)生為胚，完全不經(jīng)過配子階段。。柑桔類中常出現(xiàn)多胚現(xiàn)象，其中一個(gè)胚就是正常受精發(fā)育而成的。其余的胚則是珠心組織的二倍體體細(xì)胞進(jìn)入胚囊發(fā)育的不定胚。3、不定胚現(xiàn)在是78頁\一共有91頁\編輯于星期五4.單性結(jié)實(shí)單性結(jié)實(shí)：子房不經(jīng)過受精作用，在花粉的刺激下發(fā)育成果實(shí)的現(xiàn)象。葡萄、柑橘常有自然發(fā)生的單性結(jié)實(shí)。利用生長(zhǎng)素代替花粉的刺激也可以誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)，如番茄、辣椒等?，F(xiàn)在是79頁\一共有91頁\編輯于星期五第五節(jié)生活周期現(xiàn)在是80頁\一共有91頁\編輯于星期五一、世代交替生物的生活周期是指?jìng)€(gè)體發(fā)育的全過程。高等生物的生活周期是指從合子到個(gè)體成熟所經(jīng)歷的一系列的發(fā)育階段。有性生殖生物的生活周期大多包括一個(gè)有性世代和無性世代，二者交替發(fā)生，稱為世代交替.現(xiàn)在是81頁\一共有91頁\編輯于星期五一、世代交替在高等植物中，一個(gè)受精卵發(fā)育成一個(gè)孢子體（2n），稱為孢子體世代，是無性世代。孢子體經(jīng)過一定的發(fā)育階段，某些細(xì)胞特化經(jīng)過減數(shù)分裂，染色體數(shù)目