《普通遺傳學(xué)2第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《普通遺傳學(xué)2第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)（67頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2020/9/6,1,第二章 遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ),第一節(jié) 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能 第二節(jié) 染色體的形態(tài)和數(shù)目 第三節(jié) 細(xì)胞的有絲分裂 第四節(jié) 細(xì)胞的減數(shù)分裂 第五節(jié) 配子的形成和受精 第六節(jié) 生活周期,2020/9/6,2,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(prokaryotic cell) 真核細(xì)胞(eukaryotic cell
2、)。,2020/9/6,3,第一節(jié) 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能,一、原核細(xì)胞 1-10m 1、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)。,2020/9/6,4,二、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,2020/9/6,5,,,,2020/9/6,6,,,
3、2020/9/6,7,,,線粒體結(jié)構(gòu),2020/9/6,8,葉綠體,2020/9/6,9,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu),2020/9/6,10,,溶酶體結(jié)構(gòu),2020/9/6,11,,,高爾基體結(jié)構(gòu),2020/9/6,12,三、各類型細(xì)胞之間的比較,,,,2020/9/6,13,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:,,2020/9/6,14,1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。,2020/9/6,
4、15,2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。,,2020/9/6,16,3形態(tài)類型:,2020/9/6,17,4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0.20-50 、 寬約0.20-2.00 。,,2020/9/6,18,(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
5、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。,,2020/9/6,19,5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)。,2020/9/6,20,6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、 隨體有無等特點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)。,,2020/9/6,21,人類的23對(duì)染色體及其編號(hào),2020/9/6,22,二、染色體數(shù)目,表2、一些生物的染色體數(shù)目,2020/9/
6、6,23,生物染色體的一般特點(diǎn)： 1數(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）。,2020/9/6,24,三、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3106，長(zhǎng)度1.1mm。 蠶豆 配子中染色體(n=6)的核苷酸對(duì)為21010， 長(zhǎng)度6000mm。 豌豆 配子中染色體(n=7)的核苷酸對(duì)為31010，
7、 長(zhǎng)度10500mm。,2020/9/6,25,第三節(jié) 細(xì)胞的有絲分裂,一、細(xì)胞周期 包括細(xì)胞有絲分裂過程和兩次分裂之間的 間期(interphase),間期：,G1期 S期 G2期,2020/9/6,26,G1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 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。,2020/9/6,27,一般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
8、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)。,2020/9/6,28,二、有絲分裂過程,在整個(gè)過程染色體會(huì)產(chǎn)生有規(guī)律的變化，包括 兩個(gè)緊密過程： 核分裂為二 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；間期前期中期后期末期。,2020/9/6,29,2020/9/6,30,,分裂間期,有絲分裂,前期,中期,2020/9/6,31,,,中期,后期,末期,細(xì)胞質(zhì)分裂,有絲分裂,2020/9/6,32,& 3. 有絲分
9、裂的特殊情況: 正常：間期DNA復(fù)制 染色單體 著絲點(diǎn)裂開染色體核分裂胞質(zhì)分裂間期DNA復(fù)制 .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,2020/9/6,33,.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 形成多線染色體。 % 例如雙翅昆蟲搖蚊、果蠅幼蟲唾腺細(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。,2020/9/6,34,. 4. 有絲分裂的意義: .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
10、續(xù)性和穩(wěn)定性； .遺傳學(xué)意義： 核內(nèi)各染色體準(zhǔn)確復(fù)制為二兩個(gè)子細(xì)胞提供 與母細(xì)胞完全相同的遺傳基礎(chǔ)； 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)胞中子母細(xì)胞具有同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體。,2020/9/6,35,第四節(jié) 細(xì)胞的減數(shù)分裂,,2020/9/6,36,一、減數(shù)分裂(meiosis)概念 & 減數(shù)分裂： 是性母細(xì)胞成熟時(shí)配子形成過程中發(fā)生一種特殊的 有絲分裂使性細(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,2020/9/6,37,例如： 水稻2n=24、玉米2n=20、茶樹2n=30 減數(shù)分裂 水稻n=12、 玉米n=1
11、0、 茶樹n=15 n(卵) + n(精) 2n(體) 受精作用可保證物種染色體數(shù)恒定。,2020/9/6,38,二、減數(shù)分裂過程, 減數(shù)分裂前間期 減數(shù)分裂期,2020/9/6,39, 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).,2020/9/6,40, 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: 為染色體數(shù)目減半的分裂 前期 、 中期 、 后期 、末期 2 減數(shù)分裂期: 為等數(shù)分裂 前期 、中期 、 后期 、 末期,2020/9/6,41,,,2020/9/6,42,1、減數(shù)分裂期,(1) 前期(prophase
12、 ) 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: 細(xì)線期(leptotene) 偶線期(zygotene) 粗線期(pachytene) 雙線期(diplotene) 終變期(diakinesis),2020/9/6,43, 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,2020/9/6,44, 偶線期(zygotene),,染色體縮短變粗，同源
13、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),2020/9/6,45, 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,2020/9/6,46,,,2020/9/6,47, 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,2020/9/6,48,,2020/9/6,49, 終變期(diakinesis),,,染色體收縮到最大程度， 短棒狀 交
14、叉結(jié)端化 核膜裂解，核仁開始消失.,2020/9/6,50,(2)中期,,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.,2020/9/6,51,(3)后期,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.,2020/9/6,52,(4)末期,重新形成核膜和核仁. 胞質(zhì)分裂,形成兩個(gè)子細(xì)胞.,2020/9/6,53,減數(shù)分裂期,前期 、 中期 、 后期 、 末期,20
15、20/9/6,54,&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)。,2020/9/6,55,& 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 + n 2n) 合子 全數(shù)染色體 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
16、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 。,2020/9/6,56,(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) 利于生物生存及進(jìn)化 為人工選擇提供材料。,2020/9/6,57,(4). 有絲分裂與減數(shù)分裂的比較 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）； 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
17、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。,2020/9/6,58,第五節(jié) 配子的形成和受精,一、雌雄配子 的形成：,2020/9/6,59,高等植物雌雄配子 的形成過程,,2020/9/6,60,二、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(cross pollination)： 不同株的花朵間授粉。,,2020/9/6,61,三、直感現(xiàn)象 胚乳直感(xenia)或花粉直感：
18、如果在3 X 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。 一些單子葉植物的種子常出現(xiàn)這種胚乳直感現(xiàn)象。 例如，以玉米黃粒的植株花粉給白粒的植株授粉，當(dāng)代 所結(jié)子即表現(xiàn)父本的黃粒性狀。,,2020/9/6,62,果實(shí)直感(metaxenia)： 如果種皮或果皮組織在發(fā)育過程中由于花粉影響而表現(xiàn)父本的某些性狀。 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(zhǎng)度、纖維著生密度表現(xiàn)出一定的果實(shí)直 感現(xiàn)象。,2020/9/6,63,四、無融合生殖 無融合生殖(apomixis): 雌雄配子不發(fā)生核融合的一種無性生殖方式。 可分為
19、兩大類： 營(yíng)養(yǎng)的無融合生殖(vegetative apomixis)： 能代替有性生殖的營(yíng)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。 無融合結(jié)子(agamospermy)： 指能產(chǎn)生種子的無融合生殖。主要包括三種類型： . 單倍配子體無融合生殖(haploidgametophyte apomixis) ； . 二倍配子體無融合生殖(diploid gametophyte apomixis) ； . 不定胚(adventitious embryony) 。,2020/9/6,64,第六節(jié)生活周期,一、低等植物的生活周期,2020/9/6,65,,,2020/9/6,66,二、高等植物的生活周期,2020/9/6,67,三、 高 等 動(dòng) 物 的 生 活 周 期,,
普通遺傳學(xué)2第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)
