遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)、細(xì)胞增殖與分裂第三節(jié)、人類染色體當(dāng)前第1頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)1第一節(jié)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)根據(jù)構(gòu)成生物體的基本單位，可以將生物分為非細(xì)胞生物：包括病毒、噬菌體(細(xì)菌病毒)，具有前細(xì)胞形態(tài)的構(gòu)成單位；細(xì)胞生物：以細(xì)胞為基本單位的生物；根據(jù)細(xì)胞核和遺傳物質(zhì)的存在方式不同又可以分為：真核生物(eukaryote)(真核細(xì)胞)

：原生動(dòng)物、單細(xì)胞藻類、真菌、高等植物、動(dòng)物、人類原核生物(prokaryote)(原核細(xì)胞)：細(xì)菌、藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)真核細(xì)胞：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核及(植物、微生物)細(xì)胞壁當(dāng)前第2頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)2P6圖2-1原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第3頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)3P8圖2-2動(dòng)物和植物細(xì)胞的比較當(dāng)前第4頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)4一、細(xì)胞膜(plasmamembrane)主要由磷脂雙分子層和蛋白分子組成。細(xì)胞內(nèi)的許多其它構(gòu)成部分也具有膜結(jié)構(gòu)，稱為膜相結(jié)構(gòu)(membranousstructure)；相對(duì)地，不具有膜的部分則稱為非膜相結(jié)構(gòu)(non-membranousstructure)。膜結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞形態(tài)、生理生化功能具有重要作用，如：選擇性透過(guò)某些物質(zhì)，而大分子物質(zhì)則通過(guò)膜地的微孔進(jìn)出細(xì)胞；提供生理生化反應(yīng)的場(chǎng)所；對(duì)細(xì)胞內(nèi)空間進(jìn)行分隔，形成結(jié)構(gòu)、功能不同又相互協(xié)調(diào)的區(qū)域。當(dāng)前第5頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)5二、細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)細(xì)胞質(zhì)的構(gòu)成成分除了由蛋白分子、脂肪、游離氨基酸和電解質(zhì)組成的基質(zhì)外，具有許多重要的結(jié)構(gòu)，稱為細(xì)胞器(organelle)：如線粒體(mitochondria)、質(zhì)體(plastid)、核糖體(ribosome)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum)等。在此要強(qiáng)調(diào)的細(xì)胞器是：核糖體：主要成分是蛋白質(zhì)和rRNA，是合成蛋白質(zhì)的主要場(chǎng)所，是遺傳信息表達(dá)的主要途徑。線粒體和葉綠體：分別是有氧呼吸和光合作用的場(chǎng)所，但它們含有DNA、RNA等成分，研究表明：這些核酸分子也具有遺傳物質(zhì)的功能。當(dāng)前第6頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)6三、細(xì)胞核(nucleus)細(xì)胞核的形狀一般為圓球形，其形狀、大小也因生物和組織而異。植物細(xì)胞核一般為5-25m，變動(dòng)范圍可達(dá)1-600m。遺傳物質(zhì)集聚的場(chǎng)所，控制細(xì)胞發(fā)育和性狀遺傳。細(xì)胞核組成：1.核膜；2.核液；3.核仁；4.染色質(zhì)和染色體。當(dāng)前第7頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)71.核膜(nuclearmembrane)核膜是雙層膜，對(duì)核與質(zhì)間起重要的分隔作用；但不是完全隔絕，核膜上分布有一些直徑約40-70nm的核孔(nuclearpore)，以利于質(zhì)與核間進(jìn)行大分子物質(zhì)的交換。核膜在細(xì)胞分裂過(guò)程中存在一個(gè)“解體-重建”的過(guò)程，并可作為細(xì)胞分裂階段劃分的標(biāo)志。進(jìn)入細(xì)胞分裂中期：核膜解體；進(jìn)入細(xì)胞分裂末期：核膜重建。當(dāng)前第8頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)82.核液(nuclearsap)充滿核內(nèi)的液體狀物質(zhì)稱為核液，也稱為核漿或核內(nèi)基質(zhì)。核液主要成分為蛋白質(zhì)、RNA、酶等。其中存在一種與核糖體大小類似的顆粒，據(jù)推測(cè)可能與核內(nèi)蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。核仁和染色質(zhì)存在于核液中。當(dāng)前第9頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)93.核仁(nucleolus)一個(gè)或幾個(gè)、折光率高、呈球形、外無(wú)被膜。主要成分是蛋白質(zhì)和RNA，還可能存在少量的類脂和DNA。細(xì)胞分裂過(guò)程中也會(huì)暫時(shí)分散(周期與核膜相近)。功能：可能與核糖體和核內(nèi)的蛋白質(zhì)合成有關(guān)。當(dāng)前第10頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)104.染色質(zhì)(chromatin)和染色體(chromosome)是同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂過(guò)程中所表現(xiàn)的不同形態(tài)。采用堿性染料對(duì)未進(jìn)行分裂的細(xì)胞核(間期核)染色，其中染色較深的、纖細(xì)的網(wǎng)狀物，稱為染色質(zhì)。在細(xì)胞分裂過(guò)程，核內(nèi)的染色質(zhì)便卷縮而呈現(xiàn)為一定數(shù)目和形態(tài)的染色體。染色體：是遺傳信息的主要載體；具有穩(wěn)定的、特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目；具有自我復(fù)制能力；在細(xì)胞分裂過(guò)程中數(shù)目與結(jié)構(gòu)呈連續(xù)而有規(guī)律的變化。當(dāng)前第11頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)11第一節(jié)、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

細(xì)胞是生物（人）體進(jìn)行生命活動(dòng)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位細(xì)胞質(zhì)高爾基體細(xì)胞膜：液態(tài)鑲嵌，嵌有蛋白，脂質(zhì)雙層溶酶體線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核膜細(xì)胞核核仁染色質(zhì)（堿性染料著色,遺傳信息的載體,遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)）當(dāng)前第12頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)12第二節(jié)細(xì)胞的增殖與分裂

一、細(xì)胞周期生物保持生長(zhǎng)所必須的三個(gè)前提：首先細(xì)胞體積的增加其次遺傳物質(zhì)的復(fù)制最后要有一種機(jī)制保證遺傳物質(zhì)能從母細(xì)胞精確地傳遞給子細(xì)胞，即細(xì)胞分裂。所以說(shuō)細(xì)胞分裂是生物進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖的基礎(chǔ)。當(dāng)前第13頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)13細(xì)胞分裂的方式：1、無(wú)絲分裂(mitosis)：也叫直接分裂，細(xì)胞核拉長(zhǎng)，縊裂成兩部分，接著細(xì)胞質(zhì)也分裂，從而成為兩個(gè)細(xì)胞。因?yàn)樵谡麄€(gè)分裂過(guò)程中看不到紡錘絲，故稱為無(wú)絲分裂，是低等生物如細(xì)菌等的主要分裂方式。2、有絲分裂(amitosis)

也叫間接分裂，在細(xì)胞分裂過(guò)程中，由于有紡綞絲的出現(xiàn)故稱為有絲分裂。高等生物的細(xì)胞分裂主要是以有絲分裂方式進(jìn)行。當(dāng)前第14頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)14細(xì)胞分裂的方式無(wú)絲分裂有絲分裂等數(shù)分裂（有絲分裂）減數(shù)分裂高等植物細(xì)胞周期G1(DNA合成前期)細(xì)胞質(zhì)分裂間期有絲分裂S(DNA合成期)G2(DNA合成后期)核分裂(分為前、中、后、末期）當(dāng)前第15頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)15當(dāng)前第16頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)16二、有絲分裂過(guò)程有絲分裂包含兩個(gè)緊密相連的過(guò)程：先是細(xì)胞核分裂，即核分裂為兩個(gè)；后是細(xì)胞質(zhì)分裂，即細(xì)胞分裂為二，各含有一個(gè)核。細(xì)胞分裂是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，但為了便于描述起見(jiàn)，一般把核分裂的變化特征分為四個(gè)時(shí)期，前期、中期、后期和未期。

現(xiàn)把這4個(gè)時(shí)期描述如下：當(dāng)前第17頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)171、前期

前期：細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)而卷曲的染色體，以后逐漸縮短變粗，每個(gè)染色體含有兩個(gè)染色單體。核仁和核膜逐漸模糊不明顯，出現(xiàn)紡綞絲?？茨Ｊ綀D當(dāng)前第18頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)18前期的四個(gè)時(shí)期模式圖當(dāng)前第19頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)19核仁和核膜消失，細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)由來(lái)自兩極的紡錘絲所構(gòu)成的紡錘體。各個(gè)染色體的著絲點(diǎn)均排列在紡錘體中間的赤道面上。染色體具有曲型的形狀，因此是鑒別和計(jì)數(shù)的好時(shí)期。2.中期模式圖照片當(dāng)前第20頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)20每個(gè)染色體的著絲點(diǎn)分裂為二，各條染色體單體各成為一個(gè)染色體，由紡錘絲拉向二極。3、后期當(dāng)前第21頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)214、末期在兩極圍繞著染色體出現(xiàn)新的核膜，染色體變得松亂細(xì)長(zhǎng)，核仁重新出現(xiàn)。一個(gè)細(xì)胞內(nèi)形成兩個(gè)子核，接著細(xì)胞質(zhì)分裂，在紡錘體的赤道板區(qū)域形成細(xì)胞板，分裂為兩個(gè)子細(xì)胞。又恢復(fù)為分裂前的間期狀態(tài)。如圖：當(dāng)前第22頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)225.中期6.后期7-9.末期當(dāng)前第23頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)23有絲分裂過(guò)程中的一些特殊情況：

1、細(xì)胞核進(jìn)行多次重復(fù)的分裂，而細(xì)胞質(zhì)卻不分裂，因而形成具有很多游離核的多核細(xì)胞。2、核內(nèi)染色體分裂，即染色體中的染色線連續(xù)復(fù)制，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，這就稱為核內(nèi)有絲分裂(endomitosis)。當(dāng)前第24頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)24三、有絲分裂的遺傳學(xué)意義首先是核內(nèi)每個(gè)染色體準(zhǔn)確地復(fù)制分裂為二，為形成兩個(gè)子細(xì)胞在遺傳組成上與母細(xì)胞完全一樣提供了基礎(chǔ)。其次是復(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)胞中去，從而使兩個(gè)細(xì)胞與母細(xì)胞具有同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體。這種均等方式的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。當(dāng)前第25頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)25第四節(jié)細(xì)胞的減數(shù)分裂一、減數(shù)分裂的過(guò)程減數(shù)分裂:(meiosis)稱為成熟分裂，是在性母細(xì)胞成熟時(shí)，配子形成過(guò)程中所發(fā)生的一種特殊的有絲分裂。因?yàn)樗贵w細(xì)胞染色體數(shù)目減半，故稱為減數(shù)分裂。減數(shù)分裂的主要特點(diǎn)：1、首先是各對(duì)同源染色體在細(xì)胞分裂的前期配對(duì)(pairing)，或稱聯(lián)會(huì)(synapsis)。2、其次是細(xì)胞在分裂過(guò)程中包括兩次分裂：第一次是減數(shù)的，第二次是等數(shù)的。當(dāng)前第26頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)26二、減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義首先，減數(shù)分裂后形成的四個(gè)子細(xì)胞，發(fā)育為雌性細(xì)胞或雄性細(xì)胞，各具有半數(shù)的染色體（n）雌雄性細(xì)胞受精結(jié)合為合子，受精卵（合子），又恢復(fù)為全數(shù)的染色體zn。保證了親代與子代間染色體數(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)保證了物種相對(duì)的穩(wěn)定性。

當(dāng)前第27頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)27其次，各對(duì)染色體中的兩個(gè)成員在后期Ｉ分向兩極是隨機(jī)的，即一對(duì)染色體的分離與任何另一對(duì)染體的分離不發(fā)生關(guān)聯(lián)，各個(gè)非同源染色體之間均可能自由組合在一個(gè)子細(xì)胞里，n對(duì)染色體，就可能有2n種自由組合方式。（如圖）當(dāng)前第28頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)28

此外，同源染色體的非妹妹染色單體之間還可能出現(xiàn)各種方式的交換，這就更增加了這種差異的復(fù)雜性。為生物的變異提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如，水稻n＝12，其非同源染色體分離時(shí)的可能組合數(shù)為212=4096。各個(gè)子細(xì)胞之間在染色體組成上將可能出現(xiàn)多種多樣的組合。

當(dāng)前第29頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)29四人類的配子發(fā)生

配子發(fā)生：精子和卵子的形成過(guò)程。

當(dāng)前第30頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)30

授粉過(guò)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(guò)程授粉方式可分為兩大類：當(dāng)前第31頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)31染色質(zhì)：是細(xì)胞間期核內(nèi)伸展開(kāi)的DNA蛋白質(zhì)纖維。染色質(zhì)DNA(deoxyribonucleicacid)蛋白質(zhì):組蛋白（H1、H2A、H2B、H3、H4）非組蛋白染色質(zhì)染色體（分裂間期）（分裂期）

螺旋化第三節(jié)、染色質(zhì)與染色體當(dāng)前第32頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)32

基本單位：核小體核心顆粒：四種組蛋白（H2A、H2B、H3、H4）構(gòu)成八聚體，外面圍繞13/4周的核心DNA連接區(qū)：相鄰兩個(gè)核小體由60bp的DNA相連，H1位于表面

染色體（23對(duì)，46條）——DNA鏈——總長(zhǎng)2米——細(xì)胞核直徑0.006mm當(dāng)前第33頁(yè)\共有35頁(yè)\編于星期三\9點(diǎn)33四級(jí)結(jié)構(gòu):由超螺線管在纏繞折疊——中期染色體（兩條染色單體）（直徑1400nm,÷5）三級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管進(jìn)一步折疊螺旋化——超螺線管（直徑0.4μm,÷40)二級(jí)結(jié)構(gòu)：