普通遺傳學(xué)2遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第1頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/132細(xì)胞(cell)：是生物體結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位。除了病毒和噬菌體等生物外，所有的動(dòng)植物，不論是低等的還是高等的，都是由細(xì)胞構(gòu)成的。單細(xì)胞生物：細(xì)菌、一些真菌和藻類以及原生動(dòng)物；多細(xì)胞生物：由許多形態(tài)和功能不同的細(xì)胞所組成。根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，可把細(xì)胞分為兩類：原核細(xì)胞(prokaryoticcell)真核細(xì)胞(eukaryoticcell)。第2頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/133第一節(jié)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能一、原核細(xì)胞1-10μm1、細(xì)胞組成：

細(xì)胞壁：蛋白聚糖；細(xì)胞膜：細(xì)胞質(zhì)：核糖體等；無(wú)膜胞器擬核區(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3頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/134二、真核細(xì)胞非膜相結(jié)構(gòu)→細(xì)胞細(xì)胞壁質(zhì)膜(細(xì)胞膜)原生質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體葉綠體核糖體高爾基體溶酶體液泡核仁中心體染色質(zhì)非膜相結(jié)構(gòu)膜相結(jié)構(gòu)核膜—

膜相結(jié)構(gòu)核基質(zhì)真核生物第4頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/135第5頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/136第6頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/137線粒體結(jié)構(gòu)第7頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/138葉綠體第8頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/139內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)第9頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1310溶酶體結(jié)構(gòu)第10頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1311高爾基體結(jié)構(gòu)第11頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1312三、各類型細(xì)胞之間的比較第12頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1313第二節(jié)染色體的形態(tài)和數(shù)目一、染色體的形態(tài)特征:第13頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/13141．重要性:(1).幾乎所有生物細(xì)胞中均存在染色體；

(2).各物種染色體均各有其特定的形態(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(shí)別和研究。第14頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/13152．結(jié)構(gòu):(1).組成:著絲粒、長(zhǎng)臂和短臂、隨體；

(2).著絲點(diǎn)(主縊痕)：細(xì)胞分裂時(shí)紡錘絲于著絲粒的區(qū)域，對(duì)于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。第15頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/13163．形態(tài)類型:長(zhǎng)臂/短臂染色體形態(tài)著絲點(diǎn)位置染色體分類縮寫(xiě)1.001.01~1.701.71~3.003.01~7.00>7.01長(zhǎng)短臂極其粗短V形V形L形L形棒形

粒形正中中部近中近端端部端部正中著絲點(diǎn)染色體中著絲點(diǎn)區(qū)染色體近中著絲點(diǎn)區(qū)染色體近端著絲點(diǎn)區(qū)染色體端著絲點(diǎn)區(qū)染色體端著絲點(diǎn)染色體MmsmSttT第16頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/13174．大小:(1).各物種差異很大，染色體大小主要指長(zhǎng)度，同一物種染色體寬度大致相同：植物:

長(zhǎng)約0.20-50μｍ、

寬約0.20-2.00μｍ。第17頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1318(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單子葉植物中:

玉米、小麥、大麥和黑麥>水稻。但,雙子葉植物中的牡丹屬和鬼臼屬也具有較大的染色體。第18頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/13195．類別:

各生物的染色體不僅形態(tài)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，而且其數(shù)目成對(duì)。

?同源染色體:形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同的一對(duì)染色體,

含有相同的基因位點(diǎn)；

?異源染色體:這一對(duì)染色體與另一對(duì)形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的染色體，互稱為異源染色體,

含有不同的基因位點(diǎn)。第19頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/13206．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(wú)等特點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)。第20頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1321人類的23對(duì)染色體及其編號(hào)第21頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1322二、染色體數(shù)目表2、一些生物的染色體數(shù)目水稻24條(2n)大豆40條(2n)煙草48條(2n)普通小麥42條(2n)蠶豆12條(2n)陸地棉52條(2n)大麥14條(2n)豌豆14條(2n)

茶樹(shù)30條(2n)玉米20條(2n)馬鈴薯48條(2n)人46條(2n)高粱20條(2n)甘薯90條(2n)動(dòng)物中某些扁蟲(chóng)只有4條(n=2)線蟲(chóng)類馬蛔蟲(chóng)只有2條(n=1)一種蝴蝶(lysanra)有382條(n=191)被子植物中的一種菊科植物n=2有些植物n=400－600第22頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1323生物染色體的一般特點(diǎn)：

1．?dāng)?shù)目恒定；

2．體細(xì)胞(2n)是性細(xì)胞(n)的二倍；

3．與生物進(jìn)化的關(guān)系：無(wú)關(guān)，可用于物種間的分類；

4．染色體數(shù)目恒定也是相對(duì)的（如動(dòng)物的肝、單子葉植物的種子胚乳）。第23頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1324三、原核生物的染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)和數(shù)目通常原核生物細(xì)胞里只有一個(gè)染色體，呈線狀或環(huán)狀，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分子含核苷酸對(duì)為3×106，長(zhǎng)度1.1mm。

·蠶豆配子中染色體(n=6)的核苷酸對(duì)為2×1010，長(zhǎng)度6000mm。

·豌豆配子中染色體(n=7)的核苷酸對(duì)為3×1010，長(zhǎng)度10500mm。第24頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1325第三節(jié)細(xì)胞的有絲分裂一、細(xì)胞周期包括細(xì)胞有絲分裂過(guò)程和兩次分裂之間的間期(interphase)間期：G1期S期G2期第25頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1326G1期：第一個(gè)間隙，主要進(jìn)行細(xì)胞體積的增長(zhǎng)，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，染色體數(shù)目在此期加倍。G2期：DNA合成后至細(xì)胞分裂開(kāi)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26頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1327

一般S期時(shí)間較長(zhǎng)，且較穩(wěn)定；G1和G2

的時(shí)間較短，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(zhǎng)23小時(shí)。而細(xì)胞分裂期M全長(zhǎng)只有1小時(shí)。第27頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1328二、有絲分裂過(guò)程

在整個(gè)過(guò)程染色體會(huì)產(chǎn)生有規(guī)律的變化，包括兩個(gè)緊密過(guò)程：核分裂為二è細(xì)胞質(zhì)分裂，二個(gè)子細(xì)胞中各含一個(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è前期è中期è后期è末期。第28頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1329第29頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1330分裂間期有絲分裂前期中期第30頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1331中期后期末期細(xì)胞質(zhì)分裂有絲分裂第31頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1332&

3.有絲分裂的特殊情況:正常：間期DNA復(fù)制è染色單體è著絲點(diǎn)裂開(kāi)è染色體è核分裂è胞質(zhì)分裂è間期DNA復(fù)制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。蕓苔類：絨氈層多核細(xì)胞第32頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1333⑵.核內(nèi)有絲分裂：

核內(nèi)染色體中的染色線連續(xù)復(fù)制，

但著絲點(diǎn)不裂開(kāi)→形成多線染色體。%

例如雙翅昆蟲(chóng)搖蚊、果蠅幼蟲(chóng)唾腺細(xì)胞出現(xiàn)巨型染色體，其染色體中染色質(zhì)線可以多達(dá)1000條以上，并具有不同的條紋和條帶。第33頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1334.4.有絲分裂的意義:⑴.生物學(xué)意義：

*有絲分裂促進(jìn)細(xì)胞數(shù)目和體積增加；*均等方式有絲分裂，能維持個(gè)體正常生長(zhǎng)和發(fā)育，保證物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性；⑵.遺傳學(xué)意義：?核內(nèi)各染色體準(zhǔn)確復(fù)制為二è兩個(gè)子細(xì)胞提供與母細(xì)胞完全相同的遺傳基礎(chǔ)；②復(fù)制的各對(duì)染色體有規(guī)則而均勻地分配到兩個(gè)子細(xì)胞中è子母細(xì)胞具有同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體。第34頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1335第四節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分裂第35頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1336一、減數(shù)分裂(meiosis)概念&減數(shù)分裂：

是性母細(xì)胞成熟時(shí)配子形成過(guò)程中發(fā)生一種特殊的有絲分裂è使性細(xì)胞染色體數(shù)目減半。

由于這種分裂方式使子細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目比母細(xì)胞減少一半,因此稱為減數(shù)分裂第36頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1337例如：

水稻2n=24、玉米2n=20、茶樹(shù)2n=30

↓

↓

↓減數(shù)分裂水稻n=12、玉米n=10、茶樹(shù)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37頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1338二、減數(shù)分裂過(guò)程㈠減數(shù)分裂前間期㈡減數(shù)分裂期第38頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1339㈠減數(shù)分裂前間期

DNA的合成其它細(xì)胞物質(zhì)的積累最大特點(diǎn):其S期的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng).第39頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1340㈡減數(shù)分裂期包括兩次連續(xù)進(jìn)行的細(xì)胞分裂

1減數(shù)分裂期Ⅰ:為染色體數(shù)目減半的分裂前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ2減數(shù)分裂期Ⅱ:為等數(shù)分裂前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ第40頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1341第41頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/13421、減數(shù)分裂期Ⅰ(1)前期Ⅰ(prophaseⅠ)

染色體進(jìn)行配對(duì)和基因重組,其形態(tài)特點(diǎn)變化復(fù)雜,可進(jìn)一步劃分為5個(gè)時(shí)期:①細(xì)線期(leptotene)②偶線期(zygotene)③粗線期(pachytene)④雙線期(diplotene)⑤終變期(diakinesis)第42頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1343①細(xì)線期(leptotene)

染色質(zhì)濃縮為染色體但染色體仍為細(xì)長(zhǎng)的線狀第43頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1344

②偶線期(zygotene)

染色體縮短變粗，同源染色體聯(lián)會(huì)二價(jià)體:

發(fā)生聯(lián)會(huì)的一對(duì)同源染色體，包括4條染色單體聯(lián)會(huì)復(fù)合體:

在同源染色體聯(lián)會(huì)的部為形成一種特殊的復(fù)合結(jié)構(gòu)，與基因重組有關(guān)第44頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1345

③粗線期(pachytene)

二價(jià)體呈現(xiàn)粗線狀

非姐妹染色單體之間發(fā)生部分DNA片段的交換第45頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1346第46頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1347

④雙線期(diplotene)

染色體繼續(xù)縮短變粗，聯(lián)會(huì)的同源染色體相互分離，二價(jià)體的不同部位出現(xiàn)交叉結(jié)。交叉是發(fā)生交換的結(jié)果第47頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1348第48頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1349⑤終變期(diakinesis)

染色體收縮到最大程度，短棒狀交叉結(jié)端化核膜裂解，核仁開(kāi)始消失.第49頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1350(2)中期Ⅰ核膜、核仁完全消失.二價(jià)體排列在細(xì)胞中央,形成赤道板.細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)紡錘絲,產(chǎn)生紡錘體.每個(gè)二價(jià)體的著絲粒分別朝向細(xì)胞兩極.第50頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1351(3)后期Ⅰ

兩條同源染色體分離,并分別移向細(xì)胞兩極.

細(xì)胞每一極只能得到兩條同源染色體中的一條,從而導(dǎo)致子細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目減少一半.

移向兩極的每一條染色體都包含有同一著絲點(diǎn)相連的兩條姐妹染色單體.第51頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1352(4)末期Ⅰ重新形成核膜和核仁.胞質(zhì)分裂,形成兩個(gè)子細(xì)胞.第52頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1353減數(shù)分裂期Ⅱ

前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ第53頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1354&三．減數(shù)分裂特點(diǎn):

(1).各對(duì)同源染色體在細(xì)胞分裂前期配對(duì)(或聯(lián)會(huì))；

(2).細(xì)胞分裂過(guò)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54頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1355&四．減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義:(1).生物生活周期中和配子形成過(guò)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

+

nè2n)

è合子è

全數(shù)染色體è保證親子代間染色體數(shù)目的恒定和物種的相對(duì)穩(wěn)定性。

(3).在中期I各對(duì)同源染色體排列在赤道板上，在后期I

染色體是隨機(jī)分別拉向二極自由組合，n對(duì)染色體，非同源染色體分離時(shí)的可能組合數(shù)為2n。第55頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1356(4).各對(duì)同源染色體的非姐妹染色單體間的片斷可發(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)è利于生物生存及進(jìn)化è為人工選擇提供材料。第56頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1357(4).有絲分裂與減數(shù)分裂的比較

①減數(shù)分裂前期有同源染色體配對(duì)（聯(lián)會(huì)）；?減數(shù)分裂遺傳物質(zhì)交換（非姐妹染色單體片段交換）；

③減數(shù)分裂中期后染色體獨(dú)立分離，而有絲分裂則著絲點(diǎn)裂開(kāi)后均衡分向兩極；?減數(shù)分裂完成后染色體數(shù)減半；?分裂中期著絲點(diǎn)在赤道板上的排列有差異：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)，而有絲分裂時(shí)則整齊地排列在赤道板上。第57頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1358第五節(jié)配子的形成和受精一、雌雄配子的形成：第58頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1359高等植物雌雄配子的形成過(guò)程第59頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1360二、受精受精(fertilization)：

雄配子(精子)與雌配子(卵細(xì)胞)融合為合子，植物在受精前。植物的授粉方式：自花授粉(self-pollination)：

同一朵花內(nèi)或同株上花朵間的授粉異花授粉(crosspollination)：

不同株的花朵間授粉。第60頁(yè)/共68頁(yè)2023/4/1361三、直感現(xiàn)象胚乳直感(x