遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)ppt第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二

生物的生殖方式可分為無性生殖(asexualreproduction)和有性生殖(sexualreproduction)和無融合生殖。無性生殖——通過親本營養(yǎng)體的分割而產(chǎn)生后代，又稱為營養(yǎng)體生殖。如利用根、莖、芽、枝條等進(jìn)行的繁殖。有性生殖——通過親本產(chǎn)生的雌雄配子結(jié)合成合子，再進(jìn)一步分裂、分化、發(fā)育而成為新個(gè)體的生殖方式。第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二根據(jù)雌雄配子間的差異程度，可分為：同配生殖，異配生殖和卵式生殖三類。同配生殖：是指結(jié)合的配子在形態(tài)，結(jié)構(gòu)，大小，運(yùn)動(dòng)能力等方面相同，配子間經(jīng)表面識(shí)別蛋白進(jìn)行識(shí)別和交配成為合子，再發(fā)育成新個(gè)體。異配生殖：是形態(tài)結(jié)構(gòu)相同，但大小不同的配子間，或形態(tài)和大小無差異，但交配型上有差異的配子間相互結(jié)合成為合子，再發(fā)育成新個(gè)體。第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二卵式生殖：是大小不同，在形態(tài)，結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)能力等方面也出現(xiàn)了明顯的差異的兩性配子結(jié)合成為合子，再發(fā)育成新個(gè)體。雌配子是大的，呈卵形，無鞭毛的，稱為卵子。雄配子較小，細(xì)長，有的具有鞭毛，稱為精子。精子和卵子融合稱為受精，受精后的合子稱為受精卵，再由受精卵發(fā)育成個(gè)體。第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二（一）動(dòng)物性細(xì)胞（配子）的發(fā)生1.

精子的發(fā)生高等動(dòng)物雄性生殖腺中有精原細(xì)胞，染色體數(shù)目為2n，生長分化為初級(jí)精母細(xì)胞(2n)，經(jīng)減數(shù)分裂Ⅰ產(chǎn)生兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞(n),再經(jīng)減數(shù)分裂Ⅱ產(chǎn)生四個(gè)精細(xì)胞(n)，經(jīng)一系列變化形成精子。2.卵子的發(fā)生雌性生殖腺中有卵原細(xì)胞(2n)，它生長分化為初級(jí)卵母細(xì)胞(2n)，經(jīng)減數(shù)分裂Ⅰ產(chǎn)生大小懸殊的兩個(gè)細(xì)胞，大的是次級(jí)卵母細(xì)胞(n)，小的是第一極體(n)，次級(jí)卵母細(xì)胞再經(jīng)減數(shù)分裂Ⅱ又產(chǎn)生大小不同的兩個(gè)細(xì)胞，大的為卵細(xì)胞(n)，小的為第二極體(n)，一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂只形成一個(gè)有功能的卵細(xì)胞

第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二圖２－１2高等動(dòng)物雌雄配子形成的過程第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二（二）、植物性細(xì)胞的形成1.

雄配子體的形成在幼小的雄蕊花藥內(nèi)，首先分化出孢原細(xì)胞，經(jīng)有絲分裂后分化為花粉母細(xì)胞(或小孢子母細(xì)胞)。花粉母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成4個(gè)小孢子。每一個(gè)小孢子發(fā)生一次有絲分裂后形成二核花粉粒，包括營養(yǎng)核和生殖核。隨后生殖核又經(jīng)過一次有絲分裂后形成成熟的三核花粉粒，即雄配子體，包括2個(gè)精核和1個(gè)營養(yǎng)核2.

雌配子體的形成在雌蕊子房里著生胚珠，在胚珠的珠心里分化出胚囊母細(xì)胞(或大孢子母細(xì)胞)。胚囊母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成呈直線排列的4分孢子，其中近珠孔端的3個(gè)大孢子自然解體，而遠(yuǎn)離珠孔端的1個(gè)大孢子繼續(xù)發(fā)育，經(jīng)過連續(xù)的3次有絲分裂，依此形成二核胚囊、四核胚囊和八核胚囊。成熟的八核胚囊即雌配子體，其中3個(gè)為反足細(xì)胞、2個(gè)極核、2個(gè)助細(xì)胞和1個(gè)卵細(xì)胞。第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二即，成熟的花粉粒雌配子體：即成熟胚囊2個(gè)極核(n)3個(gè)反足細(xì)胞(n)2個(gè)助細(xì)胞(n)1個(gè)卵細(xì)胞（n)雄配子體：2個(gè)精細(xì)胞(n)1個(gè)營養(yǎng)核（n)第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二高等植物雌雄配子形成第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二二、植物的授粉與受精（一）授粉pollination：成熟的花粉粒落到柱頭上并開始萌發(fā)的過程。自花授粉異花授粉（風(fēng)媒、蟲媒）常異花授粉受精fertilization：雌雄配子融合成為合子的過程。第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二

授粉過程就是指成熟的花粉粒落在雌蕊柱頭上。1、自花授粉－－同一朵花內(nèi)或同株上花朵間的授粉。2、異花授粉－－不同株的花朵間授粉。二、受精受精：雄配子(精子)與雌配子(卵細(xì)胞)融合為一個(gè)合子。植物在受精前有一個(gè)授粉的過程授粉方式可分為兩大類：第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二(二)受精授粉后，花粉粒在柱頭上萌發(fā)，長出花粉管，穿過花柱、子房、珠孔進(jìn)入胚囊，花粉管延伸時(shí)，營養(yǎng)核走在最前面，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)被破壞，兩個(gè)極核及內(nèi)含物同時(shí)進(jìn)入胚囊。這時(shí)，一個(gè)精核與卵細(xì)胞結(jié)合形成合子－胚(2n)；同時(shí)另一個(gè)精核與兩個(gè)極核結(jié)合形成胚乳核－胚乳(3n)，這一過程稱為雙受精。通過雙受精，最后發(fā)育成種子，種子胚是二倍體(2n)，胚乳是三倍體(3n)，種子外圍種皮、果皮為二倍體(2n)，是由珠被和子房壁形成，因而果皮屬于母體組織，與雙受精無關(guān)。

第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二植物雙受精：

成熟的花粉粒落在雌蕊柱頭上，花粉粒萌發(fā)出花粉管，穿過花柱、子房和珠孔，伸入胚囊，一個(gè)精核(n)與卵細(xì)胞(n)受精結(jié)合為合子(2n)，將來發(fā)育成胚，另一精核(n)與兩個(gè)極核(n)受精結(jié)合為胚乳核(3n)，將來發(fā)育成胚乳的過程。

通過雙受精后發(fā)育成種子，種子的主要組成部分是胚，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，它們都是母本花朵的營養(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。第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二被子植物的雙受精1898年俄國科學(xué)家納瓦興發(fā)現(xiàn)了被子植物的雙受精現(xiàn)象doublefertilization。一個(gè)精核與卵細(xì)胞融合成合子（2n）一個(gè)精核與2個(gè)極核融合形成胚乳核（3n）第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二種子的結(jié)構(gòu)種子：胚、胚乳、種皮、果皮果皮：由子房壁發(fā)育而來種皮：來自胚珠的珠被胚（2n）胚乳（3n）母體組織的一部分（2n）受精產(chǎn)物第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二（三）、直感現(xiàn)象(一)胚乳直感(花粉直感)

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。一些單子葉植物的種子會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，如用玉米黃粒的植株花粉給白粒的植株花絲授粉，當(dāng)代所結(jié)子粒即表現(xiàn)父本的黃粒性狀。(二)果實(shí)直感種皮或者果皮組織在發(fā)育過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。例如，棉花纖維是由種皮細(xì)胞延伸的。在一些雜交試驗(yàn)中，當(dāng)代棉籽的發(fā)育常因父本花粉的影響，而使纖維長度、纖維著生密度表現(xiàn)出一定的果實(shí)直感現(xiàn)象。第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二三、直感現(xiàn)象胚乳直感（xenia）：3n胚乳直接表現(xiàn)父本的某些性狀玉米白?！狻痢狳S粒→當(dāng)代種子黃色果實(shí)直感（metaxenia）：2n種皮或果皮由于花粉影響而表現(xiàn)父本的某些性狀棉花短纖維♀×♂長纖維→種子長纖維第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二

三、無融合生殖雌雄配子不發(fā)生核融合的一種無性生殖方式，稱為無融合生殖(apomixis)。它被認(rèn)為是有性生殖的一種特殊方式或變態(tài)。第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二無融合生殖可以概分為兩大類（一）營養(yǎng)無融合生殖營養(yǎng)的無融合生殖包括那些代替有性生殖的營養(yǎng)生殖類型。例如，大蒜的總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。（二）無融合結(jié)子無融合結(jié)子是指能產(chǎn)生種子的無融合生殖。主要包括單倍配子體無融合生殖(haploidgametophyteapomixis)、二倍配子體無融合生殖(diploidgametophyteapomixis)和不定胚(adventitiousembryony)三種類型。第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二1．單倍配子體無融合生殖（也稱單性生殖）指雌雄配子體不經(jīng)過正常受精而產(chǎn)生單倍體胚(n)的一種生殖方式。孤雌生殖過程中授粉是必要的條件。卵細(xì)胞雖然沒有受精，而能發(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)孤雌生殖：從未經(jīng)受精卵細(xì)胞發(fā)育成個(gè)體的現(xiàn)象。(2)孤雄生殖：在傳粉之后，卵細(xì)胞消失，由精核單獨(dú)發(fā)育成單倍體植株。精子入卵后尚未與卵核融合，而卵核即發(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。（二）無融合結(jié)子類型第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二孤雌生殖過程第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二2．二倍配子體無融合生殖指從二倍體的配子體發(fā)育而成孢子體的那些無融合生殖類型。3．不定胚不定胚是最簡單的一種方式。它直接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。這種現(xiàn)象在柑桔類中往往是與配子融合同時(shí)發(fā)生的。（二）無融合結(jié)子類型第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二4.單性結(jié)實(shí)它是在卵細(xì)胞沒有受精，但在花粉的刺激下，果實(shí)也能正常發(fā)育的現(xiàn)象。葡萄和柑桔的一些品系常有自然發(fā)生的單性結(jié)實(shí)。利用生長素代替花粉的刺激也可能誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)，番茄、煙草和辣椒等植物就有這種現(xiàn)象。第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二在上述的各種無融合生殖的方式中，有些可形成單倍體的胚，從而分離出各種遺傳組成的后代；有些可以形成二倍體的胚，從而產(chǎn)生與親本遺傳組成相同的后代。因此，在植物育種工作，如何利用無融合生殖特點(diǎn)，大量培育單倍體植株，或固定雜種優(yōu)勢(shì)的遺傳組成，已經(jīng)成為一項(xiàng)重要的研究課題。第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二被子植物種子、果實(shí)各部分的遺傳來源染色體數(shù)前體來源胚2n合子受精產(chǎn)物胚乳3n胚乳核受精產(chǎn)物種皮2n珠被母本組織果皮2n子房壁母本組織第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第五節(jié)生活周期即個(gè)體發(fā)育全過程。一般有性生殖的動(dòng)物和植物的生活周期就是指從合子到個(gè)體成熟和死亡所經(jīng)歷的一系列發(fā)育階段。各種生物的生活周期是不相同的。

生活周期(lifecycle)，即個(gè)體發(fā)育全過程。任何生物都具有一定的生活周期(lifecycle).第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二一。世代交替世代交替：生物的無性世代與有性世代交替出現(xiàn)的現(xiàn)象有性生殖的生物的生活周期大多數(shù)是包括一個(gè)有性世代和一個(gè)無性世代，這樣二者交替發(fā)生，圖（世代交替）。

第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二圖（世代交替）第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二世代交替受精卵2n孢子體2n配子體（n)減數(shù)分裂受精過程第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二無性世代

1個(gè)受精卵(合子)發(fā)育成為一個(gè)孢子體(2n)，這稱為孢子體世代，就是無性世代。有性世代孢子體經(jīng)過一定的發(fā)育階段，某些細(xì)胞特化進(jìn)行減數(shù)分裂，染色體數(shù)減半，遂轉(zhuǎn)入配子體(gametophyte)(n)，產(chǎn)生雌性和雄性配子，這稱為配子體世代，就是有性世代。雌性和雄性配子經(jīng)過受精作用形成合子，發(fā)育為新一代的孢子體(2n)。孢子體世代與配子體世代的相互交替，恰與這兩個(gè)世代的染色體數(shù)目的變換是一致的，因而能保證各物種染色體數(shù)目的恒定性，從而保證各物種遺傳性狀的穩(wěn)定性。

第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二二、低等植物的生活周期低等植物的生活周圍明顯地不同于高等植物?，F(xiàn)以紅色面包霉為例(圖2－14)說明低等植物的世代交替。第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二紅色面包霉的生活周期第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二三、高等植物的生活周期高等植物的一個(gè)完整的生活周期是從種子胚到下一代的種子胚；它包括無性世代和有性世代兩個(gè)階段。現(xiàn)以玉米為例說明高等植物的生活周期：第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二種子植物的生活周期第38頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二第39頁，共42頁，2023年，2月20日，星期二根據(jù)上圖可知，低等植物和高等植物的一個(gè)完整的生活周期，是交替進(jìn)行著無性世代和有性世代。它們都具有自己的單倍世體和二倍體世代，只是各世代的時(shí)間和繁殖過程有所不同，這種不同從低等植物到高等植物之間存在著一系列的過渡類型。四、高等動(dòng)物的生活周期現(xiàn)以果蠅為例，說明高等動(dòng)物的一般生活周期。第40頁，共42頁，2023年，2月