遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

1、第第二二章章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 染色體的結(jié)構(gòu)和功能染色體的結(jié)構(gòu)和功能一一 染色質(zhì)染色質(zhì)染色質(zhì)：染色質(zhì)：在間期細(xì)胞核內(nèi)由在間期細(xì)胞核內(nèi)由DNADNA、組蛋白、非組蛋白和少量、組蛋白、非組蛋白和少量RNARNA組成的，組成的， 易被堿性染料著色的物質(zhì)。易被堿性染料著色的物質(zhì)。常染色質(zhì)：常染色質(zhì)：染色淺，分散而伸展。染色淺，分散而伸展。 異染色質(zhì)：異染色質(zhì)：染色深，折疊壓縮程度高。染色深，折疊壓縮程度高。二二 染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目1 1染色體的形態(tài)染色體的形態(tài)染色體：染色體：染色質(zhì)在細(xì)胞分裂過程中經(jīng)過緊密纏繞、折疊、凝縮、精巧包裝染色質(zhì)在細(xì)胞分裂過程

2、中經(jīng)過緊密纏繞、折疊、凝縮、精巧包裝 而形成的具有固定形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳物質(zhì)的存在形式。而形成的具有固定形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳物質(zhì)的存在形式。染色體組成染色體組成: : 著絲粒、長臂、短臂，以及端粒；著絲粒、長臂、短臂，以及端粒；次溢痕，隨體；次溢痕，隨體； 著絲粒：著絲粒：位置恒定，對于細(xì)胞分裂時染色體位置恒定，對于細(xì)胞分裂時染色體向兩極牽引具有決定性作用；向兩極牽引具有決定性作用； 隨體：隨體：是識別特定染色是識別特定染色體的重要標(biāo)志；體的重要標(biāo)志；次縊痕：次縊痕：次縊痕具有組成核仁的特殊功能；次縊痕具有組成核仁的特殊功能；端粒：端粒：染色體臂末端特化而成，對堿性染料著色深，染色體臂末端特化而成，對堿

3、性染料著色深， 維持染色體的完整性和穩(wěn)定性維持染色體的完整性和穩(wěn)定性著絲粒的位置決定染色體的形態(tài)特著絲粒的位置決定染色體的形態(tài)特征征 中著絲粒中著絲粒 近中著絲粒近中著絲粒 近端著絲粒近端著絲粒 端著絲粒端著絲粒 特殊染色體：特殊染色體：燈刷染色體，多線染色體燈刷染色體，多線染色體 燈刷染色體燈刷染色體：形如燈刷狀，是未成熟的卵母細(xì)胞進(jìn)行第一次減數(shù)分裂：形如燈刷狀，是未成熟的卵母細(xì)胞進(jìn)行第一次減數(shù)分裂 停留在雙線期的染色體，是同源染色體配對形成的含有停留在雙線期的染色體，是同源染色體配對形成的含有 4條染色單體的二價體。條染色單體的二價體。多線染色體多線染色體：核內(nèi)有絲分裂時染色體多次復(fù)制而不

4、分離：核內(nèi)有絲分裂時染色體多次復(fù)制而不分離， 伴隨體細(xì)胞聯(lián)會，即同源染色體緊密配對。伴隨體細(xì)胞聯(lián)會，即同源染色體緊密配對。 2 2染色體的結(jié)構(gòu)染色體的結(jié)構(gòu)染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位：染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位：核小體核小體166bp DNA組蛋白八聚體組蛋白八聚體（H2A、H2B、H3、H4）2DNA雙螺旋雙螺旋染色質(zhì)的染色質(zhì)的“串珠串珠”形形式式30nm染色染色質(zhì)纖維質(zhì)纖維染色體的染色體的伸展形式伸展形式染色體的染色體的致密部分致密部分中期染色體中期染色體從從DNA到到染染色色體體染染色色體體的的包包裝裝方方式式3 3染色體的數(shù)目染色體的數(shù)目染色體數(shù)目：在染色體數(shù)目：在體體細(xì)胞中細(xì)胞中成對成對存在，以存在，

5、以2n表示；表示； 在在性性(生殖生殖)細(xì)胞中細(xì)胞中成單成單存在，以存在，以n表示表示一些生物的染色體數(shù)目一些生物的染色體數(shù)目長白山瓶爾小草長白山瓶爾小草如瓶爾小草如瓶爾小草染色體數(shù)目染色體數(shù)目最少一種最少一種 動物動物：螞蟻螞蟻2n=2植物：植物：棕櫚棕櫚2n=596染色體數(shù)目染色體數(shù)目最少一種最少一種 植物：植物：雛菊雛菊，2n=4第二節(jié)第二節(jié) 染色體在細(xì)胞分裂中的行為染色體在細(xì)胞分裂中的行為 一細(xì)胞周期一細(xì)胞周期G1期：期：有絲分裂完成到有絲分裂完成到DNA復(fù)制前復(fù)制前的間隙。也稱為的間隙。也稱為G0 期。期。 S 期：期：DNA 合成合成時期。時期。 G2期：期：DNA 合成后至有絲分

6、裂開始合成后至有絲分裂開始之前的第二個間隙，為之前的第二個間隙，為細(xì)胞細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備分裂作準(zhǔn)備。 M期：期：細(xì)胞細(xì)胞分裂分裂期。期。細(xì)胞周細(xì)胞周期：期：細(xì)胞分裂結(jié)束到下一細(xì)胞分裂結(jié)束到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程。次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程。 在整個過程染色體會產(chǎn)生有規(guī)律的變化，包括兩個緊密過程在整個過程染色體會產(chǎn)生有規(guī)律的變化，包括兩個緊密過程：即即核分裂核分裂和和胞質(zhì)分裂胞質(zhì)分裂。 根據(jù)核分裂的變化特征可以將有絲分裂分為四個時期根據(jù)核分裂的變化特征可以將有絲分裂分為四個時期：間期間期 前期前期 中期中期 后期后期 末期。末期。 二有絲分裂中的染色體行為二有絲分裂中的染色體行為減數(shù)分裂：減

7、數(shù)分裂：性母細(xì)胞成熟時配子形成過程中發(fā)生的性母細(xì)胞成熟時配子形成過程中發(fā)生的 一種特殊有絲分裂一種特殊有絲分裂 使體細(xì)胞的使體細(xì)胞的染色體染色體 數(shù)目減半數(shù)目減半。例如。例如: 受精作用可保證物種染色體數(shù)恒定。受精作用可保證物種染色體數(shù)恒定。 減數(shù)分裂減數(shù)分裂 n=12n=10n=15 n(卵卵) + n (精精) 2n (體體) 水稻水稻2n=24、玉米、玉米2n=20、茶樹、茶樹2n=30 三減數(shù)分裂中的染色體行為三減數(shù)分裂中的染色體行為減數(shù)分裂減數(shù)分裂 模式圖模式圖（一）減數(shù)分裂（一）減數(shù)分裂I：第一次減數(shù)分裂：第一次減數(shù)分裂前期前期I：細(xì)線期：細(xì)線期 偶線期偶線期 粗線期粗線期 雙線期

8、雙線期 濃縮期濃縮期細(xì)線期：細(xì)線期：染色質(zhì)濃縮為細(xì)線，含有兩條染色單體，但看不出雙重性；染色質(zhì)濃縮為細(xì)線，含有兩條染色單體，但看不出雙重性；偶線期：偶線期：同源染色體同源染色體開始開始聯(lián)會聯(lián)會，出現(xiàn)聯(lián)會復(fù)合體出現(xiàn)聯(lián)會復(fù)合體；同源染色體：同源染色體：體細(xì)胞中形態(tài)結(jié)構(gòu)相同，遺傳功能相似的一對染色體。體細(xì)胞中形態(tài)結(jié)構(gòu)相同，遺傳功能相似的一對染色體。聯(lián)會：聯(lián)會：在減數(shù)分裂的偶線期，各對同源染色體彼此靠攏，進(jìn)行準(zhǔn)確的配對，在減數(shù)分裂的偶線期，各對同源染色體彼此靠攏，進(jìn)行準(zhǔn)確的配對， 這種現(xiàn)象稱為聯(lián)會。這種現(xiàn)象稱為聯(lián)會。二價體：二價體：聯(lián)會的一對同源染色體，稱為二價體。聯(lián)會的一對同源染色體，稱為二價體。雙

9、線期：雙線期：同源染色體分開，交叉端化；同源染色體分開，交叉端化；濃縮期：濃縮期：也稱終變期，染色體變粗變短。也稱終變期，染色體變粗變短。非姊妹染色單體：非姊妹染色單體：二價體中不同染色體的染色單體互稱非姊妹染色單體。二價體中不同染色體的染色單體互稱非姊妹染色單體。粗線期：粗線期：同源染色體配對完成，同源染色體配對完成，非姊妹染色單體非姊妹染色單體間可能發(fā)生交換；間可能發(fā)生交換；水稻：粗線期染色體水稻：粗線期染色體玉米減數(shù)分裂粗線期玉米減數(shù)分裂粗線期小麥減數(shù)分裂粗線期小麥減數(shù)分裂粗線期中期中期I：雙價體排列在赤道板上，紡錘絲將著絲粒拉向兩極；雙價體排列在赤道板上，紡錘絲將著絲粒拉向兩極；后期后

10、期I：同源染色體彼此分開，移向兩極；染色體減半；同源染色體彼此分開，移向兩極；染色體減半；末期末期I：染色體解螺旋變成細(xì)絲狀；染色體解螺旋變成細(xì)絲狀；間期：間期：時間極短，沒有時間極短，沒有DNA合成及染色體復(fù)制。合成及染色體復(fù)制。前期前期II：中期中期II: 末期末期II:（二）減數(shù)分裂（二）減數(shù)分裂II：第二次減數(shù)分裂：第二次減數(shù)分裂同有絲分裂同有絲分裂細(xì)線期細(xì)線期 減數(shù)分裂前期有同源染色體減數(shù)分裂前期有同源染色體配對配對（聯(lián)會）；（聯(lián)會）； 減數(shù)分裂遺傳物質(zhì)減數(shù)分裂遺傳物質(zhì)交換交換（非姐妹染色單體片段交換）；（非姐妹染色單體片段交換）； 減數(shù)分裂中期染色體獨(dú)立減數(shù)分裂中期染色體獨(dú)立分離分

11、離，而，而有絲分裂有絲分裂則著絲點(diǎn)則著絲點(diǎn) 裂開后均衡分向兩極；裂開后均衡分向兩極； 減數(shù)分裂完成后染色體數(shù)減數(shù)分裂完成后染色體數(shù)減半減半； 分裂中期著絲點(diǎn)在赤道板上的分裂中期著絲點(diǎn)在赤道板上的排列排列有差異：有差異： 減數(shù)分裂中同源染色體的著絲點(diǎn)分別排列于赤道板兩側(cè)，減數(shù)分裂中同源染色體的著絲點(diǎn)分別排列于赤道板兩側(cè)， 而而有絲分裂有絲分裂時則整齊地排列在赤道板上。時則整齊地排列在赤道板上。有絲分裂與減數(shù)分裂的比較有絲分裂與減數(shù)分裂的比較染色體和基因之間的平行現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：染色體和基因之間的平行現(xiàn)象主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1、染色體成對存在，基因也是成對的。在配子中每對基因只有一個，、染

12、色體成對存在，基因也是成對的。在配子中每對基因只有一個， 而每對同源染色體也只有一個。而每對同源染色體也只有一個。2、全套染色體，同全套基因一樣，在從親代傳遞給子代時并無改變。、全套染色體，同全套基因一樣，在從親代傳遞給子代時并無改變。3、個體中成對的基因一個來自母本，一個來自父本；染色體也是如此，、個體中成對的基因一個來自母本，一個來自父本；染色體也是如此， 兩個同源染色體也是分別來自父本和母本。兩個同源染色體也是分別來自父本和母本。4、減數(shù)分裂時配對的同源染色體分離，非同源染色體自由組合，、減數(shù)分裂時配對的同源染色體分離，非同源染色體自由組合， 等位基因在形成配子時分離，非等位基因則自由組

13、合。等位基因在形成配子時分離，非等位基因則自由組合。四遺傳的染色體學(xué)說四遺傳的染色體學(xué)說第三節(jié)第三節(jié) 生物體的有性生殖與無性生殖生物體的有性生殖與無性生殖一有性生殖一有性生殖（一）（一）動物精子和卵子的發(fā)生動物精子和卵子的發(fā)生（二）植物大小孢子的發(fā)生和雌雄配子的形成（二）植物大小孢子的發(fā)生和雌雄配子的形成1個花粉母細(xì)胞可以形成個花粉母細(xì)胞可以形成4個雄配子體和個雄配子體和8個精細(xì)胞；個精細(xì)胞；1個大孢子母細(xì)胞可以形成個大孢子母細(xì)胞可以形成1個雌配子體，個雌配子體，1個卵細(xì)胞，個卵細(xì)胞，2個極核，個極核，2個助細(xì)胞，個助細(xì)胞，3個反足細(xì)胞。個反足細(xì)胞。(三三) 受精受精受精：雌雄配子結(jié)合為一個合

14、子的過程。受精：雌雄配子結(jié)合為一個合子的過程。 被子植物的雄配子體即花粉形成的兩個精子，一個與卵融合形成二倍被子植物的雄配子體即花粉形成的兩個精子，一個與卵融合形成二倍體的合子，另一個與中央細(xì)胞的極核（通常兩個）融合形成初生胚乳核的體的合子，另一個與中央細(xì)胞的極核（通常兩個）融合形成初生胚乳核的現(xiàn)象。雙受精后由現(xiàn)象。雙受精后由合子發(fā)育成胚合子發(fā)育成胚，初生胚乳核發(fā)育成胚乳初生胚乳核發(fā)育成胚乳.針對二倍體生物：針對二倍體生物：精子和卵子是單倍體；精子和卵子是單倍體；合子及體細(xì)胞是二倍體；合子及體細(xì)胞是二倍體；胚乳細(xì)胞是三倍體。胚乳細(xì)胞是三倍體。二無性生殖二無性生殖無性生殖：無性生殖：不經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合，由親體直接產(chǎn)生新個體的生殖方式。不經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合，由親體直接產(chǎn)生新個體的生殖方式。方式：分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖和營養(yǎng)生殖。方式：分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖和營養(yǎng)生殖。優(yōu)點(diǎn)：保持親本的性狀。優(yōu)點(diǎn)：保持親本的性狀?？寺。嚎寺。簭囊粋€祖先經(jīng)無性繁殖所產(chǎn)生的一群生物體，稱為克?。◤囊粋€祖先經(jīng)無性繁殖所產(chǎn)生的一群生物體，稱為克隆（clone）。）。細(xì)胞克?。杭?xì)胞克隆：來源于同一祖先細(xì)胞的、基因型完全相同的眾多的子細(xì)胞。來源于同一祖先細(xì)胞的