遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

第一節(jié)遺傳物質(zhì)的分布細(xì)胞核遺傳體系

細(xì)胞質(zhì)遺傳體系

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)一、細(xì)胞核遺傳體系細(xì)胞中絕大部分遺傳信息貯存在細(xì)胞核內(nèi)，基因的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程都在細(xì)胞核中進(jìn)行，因而它是細(xì)胞遺傳和代謝活動(dòng)的調(diào)控中心。在細(xì)胞核的核液中分散著染色質(zhì)（chromatin）或染色體。染色質(zhì)又稱為染色質(zhì)線（chromatinfiber），是生物個(gè)體遺傳基因的載體，是由DNA、組蛋白、非組蛋白和少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu)，核DNA含有該生物主要的遺傳信息。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)二、細(xì)胞質(zhì)遺傳體系

線粒體內(nèi)的遺傳物質(zhì):在線粒體的基質(zhì)中含有DNA、RNA和核糖體，具有獨(dú)立合成蛋白質(zhì)的能力。葉綠體內(nèi)的遺傳物質(zhì):在葉綠體的基質(zhì)中含有DNA、RNA、核糖體、RuBP羧化酶和一些代謝活性物質(zhì)等。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)線粒體遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)線粒體DNA遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)葉綠體遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)葉綠體DNA遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)生物體遺傳物質(zhì)的分布遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳物質(zhì)的分布小結(jié)在生物細(xì)胞中，存在著細(xì)胞核遺傳體系和細(xì)胞質(zhì)遺傳體系，他們都含有生物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的遺傳信息，它們是兩個(gè)功能上相對(duì)獨(dú)立而又密切相關(guān)的部分。但是，由于生物的遺傳物質(zhì)主要集中在細(xì)胞核內(nèi)的染色質(zhì)中，生物的絕大部分性狀都是由核內(nèi)基因決定的，因此核遺傳體系在生物發(fā)育和遺傳過(guò)程中始終處于主導(dǎo)地位。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

第二節(jié)遺傳物質(zhì)載體-染色體

一、染色體的形態(tài)特征和類型

二、染色體的結(jié)構(gòu)

三、染色體的數(shù)目

四、染色體核型和核型分析

五、特化染色體

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)一、染色體的形態(tài)特征和類型

1.染色體的形態(tài)

2.染色體的大小

3.染色體的類型

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)1.染色體的形態(tài)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)2.染色體的大小性染色體生物染色體大小差異很大：*真核生物的染色體遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原核生物的染色體。*大多數(shù)動(dòng)物染色體較大。*植物中禾本科植物染色體普遍較大。*木本植物染色體較小。*有些生物個(gè)體染色體大小差異很大。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)黑麥根尖細(xì)胞有絲分裂中期染色體遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)人的染色體遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)人類的染色體組遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)3.染色體的類型后期染色體示意圖

1.“V”形染色體2.“L”形染色體3.棒狀染色體4.粒狀染色體遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)人類第1、5、13條染色體：中間著絲粒染色體（1）；近端著絲粒染色體（5）；端著絲粒染色體（13）。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)二、染色體的結(jié)構(gòu)

1.染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)2.染色體的結(jié)構(gòu)兩個(gè)概念：染色質(zhì)（細(xì)胞分裂間期）

染色體（細(xì)胞分裂期）遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

電子顯微鏡下的染色質(zhì)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)核小體呈念珠狀排列（電子顯微鏡觀察結(jié)果）遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的核小體模式圖遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)核小體的結(jié)構(gòu)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)電子顯微鏡下觀察到的30nm螺旋管遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)常染色質(zhì)（euchromatin）

常染色質(zhì)：對(duì)堿性染料著色淺且著色均勻、螺旋化程度低、處于較為伸展?fàn)顟B(tài)的染色質(zhì)為常染色質(zhì)，是構(gòu)成染色體DNA的主體。主要是單一序列DNA和中度重復(fù)序列DNA，其基因具有轉(zhuǎn)錄和翻譯的功能，是活性區(qū)域。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)異染色質(zhì)（heterochromatin）

異染色質(zhì)：對(duì)堿性染料著色深、螺旋化程度較高、處于凝集狀態(tài)的染色質(zhì)為異染色質(zhì)。異染色質(zhì)一般不編碼蛋白質(zhì)，是惰性區(qū)域，只對(duì)維持染色體結(jié)構(gòu)的完整性起作用。異染色質(zhì)又可分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì)。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)（constitutiveheterochromatin）

結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)就是通常指的異染色質(zhì)，它是一種永久性異染色質(zhì)，在染色體上的位置和大小都較恒定，常出現(xiàn)在端粒、次縊痕、著絲粒附近或染色體臂內(nèi)某些節(jié)段處。在細(xì)胞周期中，除復(fù)制階段以外均處于螺旋化狀態(tài)，染色很深，主要由相對(duì)簡(jiǎn)單、高度重復(fù)的DNA序列構(gòu)成，比常染色質(zhì)具有較高比例的G、C堿基。結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)可以構(gòu)成染色體的一部分，也可以組成整條染色體，例如果蠅的Y染色體和第4染色體（點(diǎn)狀染色體），幾乎完全由結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)組成。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)兼性異染色質(zhì)（facultativeheterochromatin）

兼性異染色質(zhì)，又稱X性染色質(zhì)，它起源于常染色質(zhì)，具有常染色質(zhì)的全部特點(diǎn)和功能，其復(fù)制時(shí)間、染色特征與常染色質(zhì)相同。但在特殊情況下，在個(gè)體發(fā)育的特定階段，它可以轉(zhuǎn)變成異染色質(zhì)，一旦發(fā)生這種轉(zhuǎn)變，則獲得了異染色質(zhì)的屬性，如發(fā)生異固縮、遲復(fù)制、原有的基因失活等變化。例如，在哺乳動(dòng)物和人類胚胎發(fā)育早期的雌性體細(xì)胞的兩條X染色體中的任一條出現(xiàn)異染色質(zhì)化現(xiàn)象，就稱為X染色體失活，這條失活的X染色體就屬于兼性異染色質(zhì)。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)異固縮（heteropycnosis）

根據(jù)電鏡觀察，常染色質(zhì)和異染色質(zhì)在結(jié)構(gòu)上是連續(xù)的。在同一條染色體上既有常染色質(zhì)又有異染色質(zhì)，或者說(shuō)既有染色淺的區(qū)域（解螺旋而呈松散狀態(tài)）又有染色深的區(qū)域（高度螺旋化而呈緊密卷縮狀態(tài)），這種差異表現(xiàn)稱為異固縮現(xiàn)象。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)染色體（chromosome）是指在細(xì)胞分裂期出現(xiàn)的一種能被堿性染料強(qiáng)烈染色，并具有一定形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征的復(fù)合物質(zhì)。染色體與細(xì)胞間期細(xì)胞核中的染色質(zhì)的組成成分是一致的，二者是同一復(fù)合物在細(xì)胞周期的不同時(shí)期所表現(xiàn)出來(lái)的不同存在形式。關(guān)于染色質(zhì)如何進(jìn)一步螺旋化形成染色體，人們?cè)岢霾煌哪Ｐ汀Ｄ壳氨徽J(rèn)為比較合理的是Bak（1977）等人提出的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)從DNA到染色體遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)由染色質(zhì)到染色體的四級(jí)結(jié)構(gòu)模型

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)按照這個(gè)模型，核小體組成的串珠式染色質(zhì)線是染色體的一級(jí)結(jié)構(gòu)。直徑為10nm的染色質(zhì)線過(guò)螺旋化，每一圈包含6個(gè)核小體，形成了外徑30nm，內(nèi)徑10nm，螺距11nm的螺線體（solenoid），這是染色體的二級(jí)結(jié)構(gòu)。螺線體再螺旋化，形成直徑為400nm的圓筒狀超螺線體（supersolenoid），這是染色體的三級(jí)結(jié)構(gòu)。超螺線體再次折疊盤(pán)繞和螺旋化，形成直徑約1um的染色體。在這一過(guò)程中，DNA分子的長(zhǎng)度經(jīng)過(guò)一、二、三和四級(jí)結(jié)構(gòu)分別被壓縮了7倍、6倍、40倍和5倍，則DNA分子的長(zhǎng)度總的被壓縮了7×6×40×5=8400倍。所以，經(jīng)過(guò)4次壓縮后，染色體中的DNA雙鏈分子最初的長(zhǎng)度大致被壓縮了8000～10000倍。例如，人最長(zhǎng)的一條染色體，其DNA分子伸展時(shí)長(zhǎng)85mm，um，長(zhǎng)度為10um，長(zhǎng)度大約縮短了8500倍。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

我們常說(shuō)的染色體是指真核生物的染色體，一般的：1.生物個(gè)體的染色體具有一定的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。

2.每種生物的染色體數(shù)目是穩(wěn)定的。

3.高等生物的染色體在體細(xì)胞是成雙存在的，在性細(xì)胞是成單存在的，在被子植物的胚乳細(xì)胞是成仨存在的。

4.低等生物的染色體是成單存在的。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)三、染色體的數(shù)目

各種生物的染色體不僅形態(tài)結(jié)構(gòu)是相對(duì)穩(wěn)定的，而且數(shù)目也是恒定的。同一物種，每個(gè)個(gè)體的染色體數(shù)目是相同的，不同的物種之間染色體的數(shù)目差異很大，少的只有一對(duì)，多的可達(dá)數(shù)百對(duì)。但染色體數(shù)目的多少與該物種的進(jìn)化程度一般并無(wú)關(guān)系。染色體的數(shù)目和形態(tài)特征對(duì)于鑒定系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中物種的親緣關(guān)系，特別是對(duì)于近緣物種的分類，具有重要的意義。通常用2n代表生物的體細(xì)胞染色體數(shù)目，n代表性細(xì)胞染色體數(shù)目。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

同源染色體：

高等植物的細(xì)胞遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，高等生物體細(xì)胞中的染色體一般是成對(duì)存在的，成對(duì)存在的染色體的每對(duì)染色體都具有相同的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，因此:

遺傳學(xué)把生物體細(xì)胞中形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同的一對(duì)染色體叫同源染色體。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)非同源染色體：

但生物體細(xì)胞中的染色體，不僅是一對(duì)，而且是多對(duì)，在已做過(guò)的研究中，馬蛔蟲(chóng)只有一對(duì)染色體，而人有23對(duì)，小麥有21對(duì)，玉米有10對(duì)，果蠅有4對(duì)，在這些成對(duì)染色體中，一對(duì)與另一對(duì)在形態(tài)、結(jié)構(gòu)上都有差異，并能一一區(qū)分，因此:遺傳學(xué)上，把生物體細(xì)胞內(nèi)一對(duì)染色體與另一對(duì)形態(tài)和結(jié)構(gòu)不同的染色體，互稱為異源染色體。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

姊妹染色體：

細(xì)胞分裂前，每條染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制后縱裂為兩條單體染色體，稱為姊妹染色體。非姊妹染色體：

細(xì)胞分裂前，同源染色體的每條染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制后縱裂為兩條單體染色，一條染色體的兩條單體染色體與同源的另一條染色體的兩個(gè)單體染色體互為非姊妹染色體。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)四、染色體核型和核型分析

染色體組型或核型（karyotype）：每一生物的染色體的形態(tài)特征和數(shù)目的多少都是特異的，這種特定的染色體組成稱為染色體組型或核型。染色體組型分析或核型分析（karyotypeanalysis）：按照染色體的數(shù)目、大小和著絲粒位置、臂比、次縊痕和隨體等形態(tài)特征，對(duì)生物核內(nèi)的染色體進(jìn)行配對(duì)、分組、歸類、編號(hào)和分析的過(guò)程稱為染色體組型分析或核型分析。核型模式圖（idiogram）：在進(jìn)行核型分析的過(guò)程中，可將各染色體根據(jù)其特征繪制成圖，稱為核型模式圖。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)正常男性染色體的形態(tài)特征遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)正常男性染色體的帶型遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)正常男性的染色體組遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)表2-4人類染色體組型的分類類別染色體編號(hào)染色體長(zhǎng)度著絲粒位置隨體ABCDEFG1~34~56~12，X13~1516~1819~2021~22，Y最長(zhǎng)長(zhǎng)較長(zhǎng)中較短短最短中間，近中近中近中近端中間，近中中間近端無(wú)無(wú)無(wú)有無(wú)無(wú)有遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)關(guān)于B染色體在某些動(dòng)、植物細(xì)胞核中除正常染色體（稱為A染色體）外，還有一類數(shù)目不定的染色體，稱為B染色體或超數(shù)染色體（supernumerarychromosome）或副染色體（accessorychromosome）。遺傳學(xué)研究者已在1000多種植物和300多種動(dòng)物甚至人類中報(bào)道了B染色體的存在。有研究表明，大多數(shù)動(dòng)物的B染色體是由結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)所組成。關(guān)于B染色體的來(lái)源和功能，目前尚不甚了解。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)五、特化染色體

特化染色體：有一些特殊的染色體，只存在于某些生物的特定組織，或某些群體。這些染色體稱為特化染色體。

暫時(shí)特化染色體：只是正常染色體的臨時(shí)性結(jié)構(gòu)和形態(tài)的變化，例如多線染色體（polytenechromosome）和燈刷染色體（lampbrushchromosome）。

永久特化染色體：是一種特殊類型的染色體，是生物在進(jìn)化過(guò)程中適應(yīng)特殊的遺傳功能而分化出來(lái)的，或是因具備某種特殊的傳遞機(jī)制而保留在群體中的一類染色體，例如性染色體（sexchromosome）和超數(shù)染色體等。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)果蠅唾腺細(xì)胞多線染色體遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)2.燈刷染色體

(a）配對(duì)的燈刷染色體（b）單條染色體區(qū)域遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)染色體小結(jié)染色體與染色質(zhì)的組成成分是一致的，二者是同一復(fù)合物在細(xì)胞周期的不同時(shí)期所表現(xiàn)出來(lái)的不同存在形式。染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體和連接絲,串聯(lián)成念珠狀。經(jīng)四級(jí)螺旋形成染色體。同源染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能是相似的。同一物種或不同物種的染色體之間大小差異很大。同一物種，每個(gè)個(gè)體的染色體數(shù)目是相同的，不同的物種之間染色體的數(shù)目差異很大。通過(guò)染色體核型分析技術(shù)，可用來(lái)診斷由于染色體異常而引起的遺傳性疾病，輔助動(dòng)植物育種，研究物種間的親緣關(guān)系，探討物種進(jìn)化機(jī)制，鑒定遠(yuǎn)緣雜種，追蹤鑒別外源染色體或染色體片段等。除正常染色體外，還存在有特化染色體。例如：X染色體、B染色體、多線染色體和燈刷染色體等。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)

細(xì)胞分裂與生殖

一、無(wú)絲分裂

二、有絲分裂三、減數(shù)分裂四、有性生殖

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)一、無(wú)絲分裂（amitosis）

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)二、有絲分裂

（mitosis）

細(xì)胞周期

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)表2-5幾種生物的細(xì)胞周期時(shí)間（單位：小時(shí)）生物類別G1SG2M合計(jì)蠶豆根尖細(xì)胞（19℃）洋蔥根尖細(xì)胞（21℃）紫鴨跖草根尖細(xì)胞小鼠成纖維細(xì)胞中國(guó)倉(cāng)鼠成纖維細(xì)胞小鼠皮膚上皮細(xì)胞人宮頸癌細(xì)胞（H）骨髓單核細(xì)胞性白血病停滯期細(xì)胞哺乳動(dòng)物離體培養(yǎng)細(xì)胞4.93.31.09.12.7﹥22天8.047.710.07.512.010.59.95.830.06.031.09.04.93.72.52.32.16.54.57.34.02.04.03.00.70.43.81.50.71.019.323.017.022.011.0﹥22天20.086.724.0遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)1.有絲分裂的過(guò)程動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂模式圖（2n=4）遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)..\geneticmovies\有絲分裂.mov..\geneticmovies\有絲分裂（顯微）.mov..\geneticmovies\有絲分裂（顯微2）.MOV..\geneticmovies\有絲分裂過(guò)程中染色體運(yùn)動(dòng).MOV某植物的有絲分裂過(guò)程遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)黑麥根尖細(xì)胞（2n=14）有絲分裂的分裂期

..\geneticmovies\百合的有絲分裂（顯微）.mov遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)2.有絲分裂中的特殊情況

（1）多核細(xì)胞：細(xì)胞核進(jìn)行多次重復(fù)分裂，而細(xì)胞質(zhì)卻不分裂，因而形成具有許多游離核的細(xì)胞，稱為多核細(xì)胞。醫(yī)學(xué)上在白血病患者的血樣中觀察到多核的瘤細(xì)胞。

（2）核內(nèi)有絲分裂：有兩種情況，①核內(nèi)染色體中的染色線連續(xù)復(fù)制后，其染色體也分裂，但其細(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)核里。這種情況在組織培養(yǎng)的細(xì)胞中較為常見(jiàn)，植物花藥的絨氈層細(xì)胞中也有發(fā)現(xiàn)。②核內(nèi)染色體中的染色線連續(xù)復(fù)制后，其染色體并不分裂，仍緊密聚集在一起，形成前面已經(jīng)介紹過(guò)的多線染色體。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)3.有絲分裂的遺傳學(xué)意義

有絲分裂的主要特點(diǎn)是：染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，染色體精確地分配到兩個(gè)子細(xì)胞的細(xì)胞核中，使子細(xì)胞含有與母細(xì)胞質(zhì)量和數(shù)量相同的遺傳信息。因此，有絲分裂既維持了個(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。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)三、減數(shù)分裂（meiosis）

1.減數(shù)分裂的過(guò)程

（1）減數(shù)第一次分裂：分為前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ四個(gè)時(shí)期。

前期I：細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期。

（2）減數(shù)第二次分裂：與有絲分裂過(guò)程十分相似。分為前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ四個(gè)時(shí)期。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)減數(shù)分裂過(guò)程示意圖遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)非姊妹染色單體交換遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

黑麥花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂（2n=14）..\geneticmovies\減數(shù)分裂.mov遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

2.減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義

（1）通過(guò)減數(shù)分裂，產(chǎn)生染色體數(shù)目減半（n）的配子。受精后，合子及由合子發(fā)育成的個(gè)體恢復(fù)為2n的染色體數(shù)，保證了親代與子代之間染色體數(shù)目的恒定性，為后代的正常發(fā)育和性狀遺傳提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)保證了物種的相對(duì)穩(wěn)定性。（2）在減數(shù)分裂過(guò)程中，各對(duì)同源染色體中的哪一條在后期Ⅰ分向兩極中的哪極是隨機(jī)的，非同源染色體在后期Ⅰ的組合方式也是隨機(jī)的，因此導(dǎo)致了不同子細(xì)胞或配子中染色體組合方式的多樣性，使雜合體的配子受精后得到的子代群體產(chǎn)生多樣性變異。n對(duì)染色體，就可能有2n種組合方式，產(chǎn)生2n種不同的配子。受精時(shí)，再由配子隨機(jī)結(jié)合，后代的生物類型就可能有2n×2n種，這就是生物既遺傳又變異的主要原因。（3）在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體的非姐妹染色單體間會(huì)發(fā)生交換，導(dǎo)致染色體節(jié)段及其遺傳物質(zhì)的重新組合，進(jìn)一步增加了配子中遺傳差異的多樣性，使生物后代出現(xiàn)更多的變異類型。這不僅有利于生物的適應(yīng)及進(jìn)化，也為動(dòng)植物育種提供了更豐富的變異材料。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)減數(shù)分裂與有絲分裂的比較遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)四、有性生殖

1.雌雄配子的形成

（1）高等動(dòng)物的配子形成（以哺乳動(dòng)物為代表）

（2）高等植物的配子形成（以被子植物為代表）

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

動(dòng)物的雌雄配子形成

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)花的雌雄蕊圖解遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

高等植物雄配子體的形成過(guò)程遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

高等植物雌配子體的形成過(guò)程遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)2.受精

雌雄配子融合成一個(gè)合子的過(guò)程稱為受精。對(duì)于植物來(lái)說(shuō)，有一個(gè)授粉（pollination）的過(guò)程，并且為雙受精（doublefertilization）。花粉粒從花藥中釋放出來(lái)傳遞到雌蕊柱頭上的過(guò)程稱為授粉。授粉后，花粉粒在柱頭上萌發(fā)，形成花粉管，花粉管穿過(guò)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。一旦接觸到助細(xì)胞，花粉管就破裂，助細(xì)胞也同時(shí)解體。兩個(gè)精核進(jìn)入胚囊，一個(gè)與卵細(xì)胞結(jié)合形成合子（2n），以后發(fā)育成種子胚；另一個(gè)與兩個(gè)極核（n+n）結(jié)合形成胚乳核（3n），將來(lái)發(fā)育成胚乳。這一過(guò)程稱為雙受精。胚（2n）、胚乳（3n）和種皮（2n）組成了種子。胚和胚乳是受精的產(chǎn)物，而種皮卻不是。種皮（或果皮）是由母本花朵的營(yíng)養(yǎng)組織，如胚珠的珠被、子房壁等發(fā)育而來(lái)的。因此，從遺傳組成上來(lái)講，一個(gè)正常的種子是由胚、胚乳和母體組織三方面密切結(jié)合的嵌合體。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)3.直感現(xiàn)象

胚乳直感（xenis）：如果在3n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)象稱為胚乳直感或花粉直感。果實(shí)直感（metaxenia）：如果種皮或果皮組織在發(fā)育過(guò)程中，由于花粉影響而表現(xiàn)父本的某些性狀，則稱為果實(shí)直感。遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)五、無(wú)融合生殖營(yíng)養(yǎng)的無(wú)融合生殖單倍配子體孤雌生殖孤雄生殖無(wú)融合結(jié)子二倍配子體

不定胚單性結(jié)實(shí)

（無(wú)融合生殖的作用）遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)的無(wú)融合生殖：指能夠代替有性生殖的營(yíng)養(yǎng)生殖類型。例如，大蒜的絲狀花序上常形成近似種子的氣生小鱗莖，可代替種子而生殖。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)無(wú)融合結(jié)籽指能夠產(chǎn)生種子的無(wú)融合生殖

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

①單倍無(wú)融合生殖（不復(fù)生的無(wú)融合生殖）

單倍配子體無(wú)融合生殖a.單倍孤雌生殖（棉蚜，植物中多）雌核發(fā)育(a).未經(jīng)過(guò)受精，直接由雌配子發(fā)育成胚(b).有精子，但精子進(jìn)入后死亡，刺激雌配子發(fā)育b.單倍孤雄生殖（雄核發(fā)育）在精子進(jìn)入卵細(xì)胞后，卵細(xì)胞退化，由精核占據(jù)卵核位置發(fā)育成胚

單倍無(wú)配子無(wú)融合生殖:卵細(xì)胞退化，由胚囊中的其它細(xì)胞發(fā)育成胚。

遺傳生物學(xué)中的的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)②雙倍無(wú)融合生殖（復(fù)生的無(wú)融合生殖）

a.胚囊產(chǎn)自孢