遺傳學(xué)遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

遺傳學(xué)遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第1頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二

本章重點(diǎn)

1．細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能。

*

2．染色體的形態(tài)特征和數(shù)目。

*3．細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分裂。

第2頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能第3頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二一、原核細(xì)胞1．細(xì)胞組成：

細(xì)胞壁：蛋白聚糖等；

細(xì)胞膜：磷脂、蛋白質(zhì)等；

細(xì)胞質(zhì)：核糖體等；

核區(qū)：DNA、RNA等。2．原核生物：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（prokaryote）。第4頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二生物

細(xì)胞

原生質(zhì)質(zhì)膜（細(xì)胞膜）原生質(zhì)體

細(xì)胞壁細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)核膜染色質(zhì)

核仁

非膜相結(jié)構(gòu)

核糖體中心體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體

葉綠體

液泡溶酶體高爾基體

膜相結(jié)構(gòu)

非膜相結(jié)構(gòu)

二、真核細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)真核生物（eukaryote

）第5頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二三、不同類型細(xì)胞間的比較第6頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)染色體的形態(tài)和數(shù)目

第7頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二蠶豆（2n=12）1．重要性:

(1).幾乎所有生物細(xì)胞中均存在染色體；(2).真核生物染色體均有其特定的形態(tài)特征，在細(xì)胞分裂的中期和早后期最為明顯和典型；(3).中期染色體分散排列在赤道板上，故通常以這個(gè)時(shí)期進(jìn)行染色體形態(tài)的識別和研究。一、染色體的形態(tài)特征:第8頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二2．形態(tài):

(1).組成:著絲粒、長臂和短臂；(2).著絲點(diǎn)對于細(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。第9頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二5m

蠶豆：有絲分裂中期染色體（排列于赤道面上，箭頭表示兩條大染色體）

。

次縊痕主縊痕第10頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二3．類型:

第11頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二4．大小:

(1).各物種差異很大，染色體大小主要指長度，同一物種染色體寬度大致相同。植物:

長約0.2~50ｍ、

寬約0.2~2.0ｍ。

大麥（2n=14）第12頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二但雙子葉植物中牡丹屬和鬼臼屬也具

有較大的染色體。

(2).高等植物中單子葉植物的染色體一般

比雙子葉植物要大些。動(dòng)物的染色體一般比較大，如果蠅和人類等。5ｍ鬼臼芍藥單子葉植物間差異：

玉米、小麥、大麥和黑麥>水稻。第13頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二10m普通小麥細(xì)胞中期染色體（2n=42）第14頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二5μm

大麥細(xì)胞中期染色體（2n=14）第15頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二4μm

4μm

草棉2n=26

中棉2n=26陸地棉2n=52海島棉2n=524μm

4μm

第16頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二5μm

第17頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二（2n=38）（2n=20）（2n=24）5μm

第18頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二(2n=8)第19頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二人染色體（2n=46）第20頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二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：這一對染色體與另一對形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的

染色體，互稱為異源染色體。5．類別:第21頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二根據(jù)染色體長度、著絲點(diǎn)位置、長短

臂比、隨體有無等特點(diǎn)進(jìn)行編號。6．染色體編號:10μ

（2n=12）第22頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)粗線期的染色體長度第23頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二人類染色體核型分析第24頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二第25頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二特征：嚴(yán)重智力遲鈍、馬鞍鼻和斜視眼,發(fā)生頻率約為1/600~700。第26頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二二、染色體數(shù)目

第27頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二長白山瓶爾小草不同的物種染色體數(shù)目差異很大：第28頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二染色體數(shù)目最少一種動(dòng)物：螞蟻2n=2染色體數(shù)目最少一種植物：雛菊，2n=4植物：棕櫚2n=596第29頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二中國毛冠鹿（2n=46）通過連續(xù)的易位集中小染色體進(jìn)化成哺乳類動(dòng)物中染色體數(shù)目最少的物種（印度毛冠鹿，2n=7）。兩種鹿的外形較相似。第30頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二2．體細(xì)胞（2n）是性細(xì)胞（n）的一倍；生物染色體的一般特點(diǎn)：

1．?dāng)?shù)目恒定；3．與生物進(jìn)化的關(guān)系：無關(guān)?？捎糜谖锓N間的分類；4．染色體數(shù)目恒定也是相對的（如單子葉植物的種子胚乳、快速生長的細(xì)胞等）。第31頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二三、原核生物的染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和數(shù)目第32頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二

通常原核生物細(xì)胞里只有一個(gè)染色體，且DNA含量低于真核生物。例如:

大腸桿菌E.coli只有一個(gè)環(huán)狀染色體：其DNA含核苷酸對為3×106，長度1.1mm。

蠶豆配子中染色體(n=6)的核苷酸對為2×1010，長度6000mm。

豌豆配子中染色體(n=7)的核苷酸對為3×1010，長度10500mm。第33頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)細(xì)胞的有絲分裂

第34頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二間期一、細(xì)胞周期分裂期MG1期：第一個(gè)間隙，主要進(jìn)行細(xì)胞體積的增長，并為DNA合成作準(zhǔn)備。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：DNA合成后至細(xì)胞分裂開始之前的第二個(gè)間隙，為細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備。M期：細(xì)胞分裂期。第35頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二

一般S期時(shí)間較長，且較穩(wěn)定；G1

和G2

變化也較大。因物種、細(xì)胞種類和生理狀態(tài)的不同而異。

哺乳動(dòng)物離體培養(yǎng)細(xì)

胞的有絲分裂周期,G1為

10小時(shí)，S為9小時(shí),G2為

4小時(shí)，間期共長23小時(shí)。

而細(xì)胞分裂期

M全長只

有1小時(shí)。G2第36頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二二、細(xì)胞分裂過程第37頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二

1.

無絲分裂（amitosis）亦稱直接分裂。

細(xì)胞核拉長后縊裂為二

細(xì)胞質(zhì)分裂

2個(gè)子細(xì)胞

染色體分裂無規(guī)律

整個(gè)過程看不到紡錘絲。高等植物某些生長迅速部分可以發(fā)生：

小麥莖節(jié)部分和番茄葉腋發(fā)生新枝處；

一些腫瘤和愈傷組織常發(fā)生無絲分裂。第38頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二

2.

有絲分裂（mitosis）：

在整個(gè)過程染色體會產(chǎn)生有規(guī)律的變化：核分裂為二

細(xì)胞質(zhì)分裂，二個(gè)子細(xì)胞各含一個(gè)核。根據(jù)核分裂的變化特征可以將有絲分裂分為四個(gè)時(shí)期：間期

前期

中期

后期

末期。第39頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二第40頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二蕓苔類：絨氈層多核細(xì)胞

3.有絲分裂的特殊情況:正常：間期DNA復(fù)制

2個(gè)染色單體

著絲點(diǎn)裂開

染色體

核分裂

胞質(zhì)分裂

間期DNA復(fù)制。這一過程發(fā)生異常的后果：

⑴.多核細(xì)胞：細(xì)胞核多次分裂而細(xì)胞質(zhì)

不分裂形成具有很多游離核的多核細(xì)胞。

第41頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二果蠅幼蟲唾腺細(xì)胞巨型染色體⑵.核內(nèi)有絲分裂：核內(nèi)染色體中染色線連續(xù)復(fù)制，但著絲點(diǎn)不裂開

形成多線染色體。

例如雙翅昆蟲搖蚊、果蠅幼蟲唾腺細(xì)胞出現(xiàn)巨型染色體，

其染色體中染色質(zhì)線可多達(dá)1000條以上，并具有不同的

條紋和條帶。

第42頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二

三、有絲分裂的意義:1.

生物學(xué)意義：*增加細(xì)胞數(shù)目和體積；*

維持個(gè)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：

⑴.

復(fù)制的各對染色體有規(guī)則而均勻地分配到兩個(gè)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；⑵.

核內(nèi)各染色體準(zhǔn)確復(fù)制為二

兩個(gè)子細(xì)胞的遺傳基礎(chǔ)

與母細(xì)胞完全相同。

第43頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二第四節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分裂第44頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二

1．概念:減數(shù)分裂：性母細(xì)胞成熟時(shí)配子形成過程中發(fā)生的一種

特殊有絲分裂

使體細(xì)胞染色體數(shù)目減半。一、減數(shù)分裂（meiosis）過程：例如:水稻2n=24、玉米2n=20、茶樹2n=30

減數(shù)分裂

n=12

n=10

n=15

n（卵）

n（精）

2n（體）

受精作用可保證物種染色體數(shù)恒定。第45頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二

2．特點(diǎn):

(1).各對同源染色體在細(xì)胞分裂前期配對（或聯(lián)會）；(2).細(xì)胞分裂過程中包括兩次分裂:

第一次分裂中染色體減數(shù)，這次分裂的前期較復(fù)雜，又可細(xì)分為五期（細(xì)線期→偶線期→粗線期→雙線期→

終變期）；

第二次分裂染色體等數(shù)。第46頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)線期：出現(xiàn)長如線的染色體，著絲點(diǎn)連著2條染色單體。偶線期：同源染色體配對，出現(xiàn)聯(lián)會，聯(lián)會的一對染色體稱二價(jià)體。粗線期：進(jìn)一步變短、變粗，二價(jià)體包含4條染色單體，形成四聯(lián)體。雙線期：繼續(xù)縮短變粗，同源染色體出現(xiàn)分離，出現(xiàn)一個(gè)或數(shù)個(gè)交叉。終變期：同源染色體相互分開，二價(jià)體兩端移動(dòng)，分散在整個(gè)核內(nèi)。第47頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二同源染色體聯(lián)會、交叉、分離第48頁，共52頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)線期偶線期粗線期雙線期終變期偶線期局部百合減數(shù)分裂前期I

的5個(gè)時(shí)期聯(lián)

會復(fù)合體細(xì)線期偶線期粗線期雙線期終變期偶線期局部第49頁，共52頁，2023年，2月20日，星