《遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)》PPT課件

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1、 第一章 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) 染色體的結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 細(xì)胞的有絲分裂 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù)分裂 第六節(jié) 配子的形成和受精 第七節(jié) 生活周期 第一節(jié) 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能 一、細(xì)胞壁 二、細(xì)胞膜 三、細(xì)胞質(zhì) 四、細(xì)胞核 序 動物細(xì)胞的組成：細(xì)胞膜 、 細(xì)胞質(zhì) 和細(xì)胞核三部分組成 植物細(xì)胞 的組成：細(xì)胞壁 、 細(xì)胞膜 、 細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核四部分組成 一 、 細(xì)胞壁 （ cell wall） 植物細(xì)胞特有結(jié)構(gòu) 在細(xì)胞最外層 由纖維素和木質(zhì)素等構(gòu)成 “ 堅(jiān)硬 ” 結(jié)構(gòu) 起保護(hù)和支架作用 壁上有使相鄰兩個細(xì)胞相通的 “ 胞間連絲 ” 結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 細(xì) 胞的

2、結(jié)構(gòu)與 功能 一、細(xì)胞壁 二、細(xì)胞膜 三、細(xì)胞質(zhì) 四、細(xì)胞核 二、細(xì)胞膜（ plasma membrane）亦稱質(zhì)膜 在細(xì)胞壁內(nèi)、細(xì)胞質(zhì)外的薄膜 多種功能：物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、能量轉(zhuǎn) 換、代射調(diào)控、細(xì)胞識別等。 三、細(xì)胞質(zhì)（ cytoplasm） 在質(zhì)膜之內(nèi)核之外呈膠體溶液的原生質(zhì)。 內(nèi)含多種物質(zhì)（蛋白質(zhì)、脂肪等）；多種 細(xì)胞器。 主要 細(xì)胞器 有： 線粒體：動力工廠和遺傳物質(zhì)載體 質(zhì)體：葉綠體、有色體、白色體。光合 作用和遺傳物質(zhì)載體 核糖體：合成蛋白質(zhì)場所 其他細(xì)胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 、 高爾基體和液 泡等 。 第一節(jié) 細(xì) 胞的結(jié)構(gòu)與 功能 一、細(xì)胞壁 二、細(xì)胞膜 三、細(xì)胞質(zhì) 四、細(xì)胞核 四、細(xì)胞

3、核（ nucleus） 1、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞 原核細(xì)胞（ prokaryotic cell） 含有核物質(zhì)，但沒有核膜， 稱 “ 擬核 ” 沒有諸如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高 爾基體等細(xì)胞器，有核糖體。 真核細(xì)胞（ eukaryotic cell） 有真正的核（由核膜包裹 著遺傳物質(zhì)） 各種由膜包裹的細(xì)胞器 第一節(jié) 細(xì) 胞的結(jié)構(gòu)與 功能 一、細(xì)胞壁 二、細(xì)胞膜 三、細(xì)胞質(zhì) 四、細(xì)胞核 2 原核生物和真核生物 原核生物 具有原核細(xì)胞的生物 ， 如細(xì)菌和藍(lán) 藻等 真核生物 具有真核細(xì)胞的生物 ， 所有 高等動植物；單細(xì)胞藻類 、 真菌 和原生動物等 。 3 真核的組成及其功能 組成：由核膜和核液組成 ，

4、核液 中含有核仁和染色質(zhì) 。 第一節(jié) 細(xì) 胞的結(jié)構(gòu)與 功能 一、細(xì)胞壁 二、細(xì)胞膜 三、細(xì)胞質(zhì) 四、細(xì)胞核 染色質(zhì)：是細(xì)胞處于分裂間期一種形 態(tài)，它是核內(nèi)由于堿性染料 而染色較深的、纖細(xì)的網(wǎng)狀 物。當(dāng)細(xì)胞處于分裂時，染 色質(zhì)卷縮形成具一定形態(tài)結(jié) 構(gòu)的染色體 。 核仁：是核內(nèi)染色最深通常圓球狀 的結(jié)構(gòu)。 功能：主要的遺傳物質(zhì)所在地，所 以承擔(dān)主要的遺傳功能。 第一節(jié) 細(xì) 胞的結(jié)構(gòu)與 功能 一、細(xì)胞壁 二、細(xì)胞膜 三、細(xì)胞質(zhì) 四、細(xì)胞核 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 一、染色體（ chromosome）的形態(tài) 特征 基本組成 一個 著絲粒 和被著絲粒分開的 2 個臂 ，兩臂

5、頂端各有一個特殊的結(jié) 構(gòu)稱為端粒。 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 二、染色 體的數(shù)目 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 二、染色 體的數(shù)目 形態(tài)結(jié)構(gòu) 著絲點(diǎn) 細(xì)胞分裂時 ， 紡鍾絲附著在著 絲粒區(qū)域 。 著絲點(diǎn)在特定的染色 體中其位置是恒定的 。 這個區(qū)域 又被稱 為主縊痕 。 因?yàn)橹z點(diǎn)染 色后不著色 ， 使染色體在光鏡下 就好象在著絲點(diǎn)部分中斷了 。 根據(jù)著絲點(diǎn)所在的位置 ， 可 把染色體分為以下幾種 : 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 二、染色 體的數(shù)目 中間著絲點(diǎn)染色體：著絲點(diǎn)位于 染色體中間 ， 兩臂相等

6、。 近中著絲點(diǎn)染色體：著絲點(diǎn)較近 于染色體一端，兩臂不等。 近端著絲點(diǎn)染色體：著絲點(diǎn)靠近 染色體末端 （ 端粒 ） 。 端著絲點(diǎn)染色體：著絲點(diǎn)在染色 體末端 。 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 二、染色 體的數(shù)目 次縊痕 除主縊痕外，在某些染色體的一 個或兩個臂上還常另外有縊縮部分， 其染色也較淡，這一部分稱為次縊 痕。 其位置固定，通常在短臂的一端。 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 二、染色 體的數(shù)目 核仁組織中心 次縊痕一般具有組成核仁的特 殊功能 ， 在細(xì)胞分裂時 ， 緊密聯(lián)系 著一個球形的核仁 ， 所以次縊痕又 稱為核仁組織中心 。

7、隨體 （ saellite） 某些染色體 ， 次縊痕的末端所 具有的圓形或略呈長形的突出體 。 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 二、染色 體的數(shù)目 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 二、染色 體的數(shù)目 同源染色體和異源染色體 同源染色體 （ homologous chr.） 各種生物染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)不僅是 相對穩(wěn)定的，而且數(shù)目一般是成 對存在的，這種形態(tài)和結(jié)構(gòu)相同 的一對染色體稱為 同源染色體 . 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 二、染色 體的數(shù)目 異源染色體 （ non-homologous chr.） 同一染色體群體

8、中 ， 形態(tài)結(jié)構(gòu) 不同的染色體 ， 稱為異源染色體 。 染色體組型分析或稱核型分析： 對生物核內(nèi)全部染色體的形態(tài)特 征 包括染色體長度 、 著絲點(diǎn)位 置 、 臂比 、 隨體有無等進(jìn)行全面的 分析 ， 并列表表示 。 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 二、染色 體的數(shù)目 二 、 染色體的數(shù)目 1.染色體的數(shù)目特征 恒定性 ， 同一種生物染色 體數(shù)目是恒定的 。 在體細(xì)胞中是成對的 ， 以 2n表示；在性細(xì)胞中總是 成單的 ， 以 n表示 。 不同種染色體數(shù)目差異很 大 ， 從最少 1對至 600多對 不等 。 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 二、

9、染色 體的數(shù)目 2.A染色體和 B染色體 有些生物：正常恒定染色體 + 額外的小染色體。 通常把正常 的染色體稱為 A染色體；把額 外小染色體稱為 B染色體或副 染色體。 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 二、染色 體的數(shù)目 B染色體的特征與特性 普遍性： 640多種植物 ， 170多種動物 。 玉米 。 較 A染色體小 ， 多由異染色質(zhì) 組成 ， 不載有基因 ， 但可復(fù)制 。 一般對生長沒有影響 ， 但增加 一定數(shù)量時 ， 就不利生存 。 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 二、染色體 的數(shù)目 *黑麥 (S. cereale, 2n=14)的 B染

10、色體 3.原核生物染色體 原核生物的染色體是 裸露的 DNA分子（細(xì)菌等）或 RNA分子（病 毒等）。 細(xì)菌只有一個染色體，其 DNA 呈線狀或環(huán)狀。線粒體和葉綠體的 DNA也是 裸露的 ，呈環(huán)狀。 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 二、染色 體的數(shù)目 第三節(jié) 染色體的結(jié)構(gòu) 一、 染色質(zhì) 二 、染色體的結(jié)構(gòu) 采用堿性染料對未進(jìn)行分裂的細(xì)胞核 (間期核 )染色，會發(fā)現(xiàn)其中具有染色 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。 染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞分 裂過程中所表現(xiàn)的不同形態(tài)。 染色體： 是遺傳信息的主要

11、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)胞分裂過程中數(shù)目與結(jié)構(gòu) 呈連續(xù)而有規(guī)律性的變化。 一 、 染色質(zhì) 染色質(zhì)的組成：由 DNA和蛋白質(zhì) 組成 ， 其中 DNA約占染色質(zhì)重量的 30- 40%， 與 DNA結(jié)合的蛋白為堿性蛋白 。 異染色質(zhì)和常染色質(zhì) 。 這是根據(jù) 染色質(zhì)染色反應(yīng)而劃分的 ， 其中染色 很深的區(qū)段稱異染色質(zhì) ， 染色很淺的 區(qū)段 ， 稱為常染色質(zhì) 。 第三節(jié) 染色體的 結(jié)構(gòu) 一、 染 色質(zhì) 二 、染 色體的結(jié) 構(gòu) 二、染色體的結(jié)構(gòu) 每條染色體是由 兩條染色單 體 （ chromatid） 組成的，每條染色 單體由一條 DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形

12、成的 染色質(zhì)線組成 第三節(jié) 染色體的 結(jié)構(gòu) 一、 染 色質(zhì) 二 、染 色體的結(jié) 構(gòu) (一 )、原核生物染色體 (二 )、 染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu) 2. 基本結(jié)構(gòu)單位 . 串珠模型：染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體、連接絲 (linker)、組 蛋白 H1。 每個基本單位約 180-200個核苷酸對 (堿基對 , bp-base pair). 核小體 (nucleosome), 又稱紐體 (-body)(約 11nm). 組蛋白： H2A、 H2B、 H3、 H4四種組蛋白各兩分子的八聚體， 直徑約 10nm). DNA鏈： DNA雙螺旋鏈盤繞于組蛋白八聚體表面 1.75圈，約合 146bp. 核小體的結(jié)

13、構(gòu)示意圖 (二 )、 染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu) 2. 基本結(jié)構(gòu)單位 連接絲 (linker)：核小體間的連接部分，兩個核小體之間的 DNA雙鏈；含 50-60堿基對，變化范圍 8-114bp。 組蛋白 H1：結(jié)合于連接絲與核小體的接合部位。去除 H1不影 響核小體的基本結(jié)構(gòu)。 *采用酶解等方法輕微處理可以消化掉 H1，而不影響其它蛋 白質(zhì)分子。 (三 )、 染色體的結(jié)構(gòu)模型 染色體的單線性 . 未經(jīng)復(fù)制的染色體含有一個染色單體。 染色單體含有一條雙鏈 DNA分子與蛋白質(zhì)結(jié)合后形成的一條線性、無 分支染色質(zhì)線。 間期 DNA分子通過半保留方式復(fù)制后就產(chǎn)生兩條完全相同的 DNA分子， 所以含有兩條姊妹染色

14、單體。 (三 )、 染色體的結(jié)構(gòu)模型 (三 )、 染色體的結(jié)構(gòu)模型 染色質(zhì)的不同狀態(tài)： 在 DNA進(jìn)行復(fù)制或轉(zhuǎn)錄時 (主要在間期 )，必須 (局部 )以 DNA單 鏈狀態(tài)存在，所以核小體的結(jié)構(gòu)也必須解開 (染色質(zhì)呈松弛狀 態(tài) )； 而在細(xì)胞分裂中期，染色質(zhì)呈高度螺旋化狀態(tài)，并且每條染 色體都呈現(xiàn)其固有的形態(tài)特征。 很顯然這兩種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換不是隨機(jī)、無序的卷縮，而應(yīng)該 是按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換的。 (三 )、 染色體的結(jié)構(gòu)模型 貝克等 (Bak, A. L., 1977)：染色體四級結(jié)構(gòu)模型理論能夠在一定 程度上解釋染色質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程 1. DNA+組蛋白 核小體 +連接絲 2. 核小體 螺線體

15、(solenoid) 3. 螺線體 超螺線體 (super-solenoid) 4. 超螺線體 染色體 DNA+組蛋白 核小體 +連接絲 核小體 +連接絲 螺線體 (solenoid) 螺線體 超螺線體 (super-solenoid) 超螺線體 染色體 *幾個值得注意的問題： 1、三個層次與四個層次的問題 (超螺線體階段 ) 2、線性動態(tài)性 3、時間動態(tài)性 4、非組蛋白骨架 (scaffold)/中心 (central core) *染色體形成過程中長度與寬度的變化 寬度增加 長度壓縮 第一級 DNA+組蛋白 核小體 5倍 7倍 第二級 核小體 螺線體 3倍 6倍 第三級 螺線體 超螺線體

16、13倍 40倍 第四級 超螺線體 染色體 2.5-5倍 5倍 500-1000倍 8400倍 (8000-10000) (四 )、著絲粒和端體 著絲粒 (centromere)： 缺少著絲粒的染色體片段 在細(xì)胞分裂過程中不能正 確分配到子細(xì)胞中，因此 經(jīng)常發(fā)生丟失； 同一物種染色體間著絲粒 的結(jié)構(gòu)和功能沒有本質(zhì)區(qū) 別，可以互換； *由兩端保守邊界序列和中 間富含 A+T序列 (約 90bp) 構(gòu)成。 端體 /端粒 (telomere)： 對染色體 DNA分子末端起 封閉、保護(hù)作用； 防止 DNA酶酶切； 防止發(fā)生 DNA分子間融 合； 保持 DNA復(fù)制過程中的 完整性。 *端粒長度可能與細(xì)胞壽

17、命 有關(guān)。 端粒酶 (性母細(xì)胞 ). (五 )、 常染色質(zhì)和異染色質(zhì) 染色是染料分子與染色質(zhì) 線中 DNA分子結(jié)合，使染 色質(zhì)線在光學(xué)顯微鏡下呈 一定的顏色。 如果 DNA鏈存在狀態(tài)不同， 與染料間反應(yīng)也將有所不 同； DNA鏈的密度不同，一定 區(qū)域內(nèi)結(jié)合染料分子的量 不同，染色深淺也將有所 不同。 通常根據(jù)間期染色反應(yīng)，可以將 染色質(zhì)分為異染色質(zhì)和常染色質(zhì)。 異染色質(zhì) (heterochromatin)：在 細(xì)胞間期染色質(zhì)線中，染色很 深的區(qū)段。 常染色質(zhì) (euchromatin)：染色 質(zhì)線中染色很淺的區(qū)段。 常染色質(zhì)和異染色質(zhì) 結(jié)構(gòu)差異 : 兩者結(jié)構(gòu)上連續(xù)，化學(xué)性質(zhì) 上沒有差異，只是核

18、酸螺旋 化程度 (密度 )不同。 異染色質(zhì)在間期的復(fù)制晚于 常染色質(zhì)，間期仍然高度螺 旋化狀態(tài)，緊密卷縮 (異固 縮 , heteropycnosis)，所以染 色很深； 而常染色質(zhì)區(qū)處于松散狀態(tài)， 染色質(zhì)密度較低，因此染色 較淺。 功能差異 : 遺傳信息的表達(dá) (轉(zhuǎn)錄 )主要 在間期進(jìn)行，并需要染色質(zhì) (局部 )處于解螺旋狀態(tài)。 異染色質(zhì)在遺傳功能上是惰 性的，一般不編碼蛋白質(zhì)， 主要起維持染色體結(jié)構(gòu)完整 性的作用。 常染色質(zhì)間期活躍表達(dá)，帶 有重要的遺傳信息。 組成性異染色質(zhì)與兼性異染色質(zhì) 組成性 (constitutive). 構(gòu)成染色體的特殊區(qū)域， 如：著絲點(diǎn)部位等； 在所有組織、細(xì)胞

19、中均 表現(xiàn)異固縮現(xiàn)象； 只與染色體結(jié)構(gòu)有關(guān)， 一般無功能表達(dá)； *主要是衛(wèi)星 DNA。 兼性 (facultative). 可存在于染色體的任何部位； 在一些組織中不表現(xiàn)異固縮現(xiàn) 象 (象常染色質(zhì)一樣正常表達(dá) )， 而在其它組織中表現(xiàn)異固縮現(xiàn) 象 (完全不表達(dá) )； 攜帶組織特異性表達(dá)的遺傳信 息。 X染色體是一個特例，教材上 的例子并不恰當(dāng)。 *染色體組型分析與帶型分析 染色體組型分析 (genome analysis)，又稱核型 分析 (analysis of karyotype): 在細(xì)胞學(xué)制片 (光學(xué) )顯微觀察基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì) 細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目、并根據(jù)染色體的長度、 著絲粒的位置、次縊痕

20、和隨體等特征區(qū)分、 識別物種全部染色體的研究。 當(dāng)這些特征仍然不足以區(qū)分、識別物種各 對同源染色體的時候，常常需要運(yùn)用染色 體顯帶資料。 genome 染色體組 基因組 一個物種細(xì)胞 核內(nèi)全部遺傳 物質(zhì) (染色體 / 基因 )的總和 *染色體組型分析與帶型分析 染色體帶形： 通過一系列特殊的處理，使得螺旋化程度和收縮方式不同的 染色體區(qū)段發(fā)生不同的反應(yīng)，再經(jīng)過染色，使其呈現(xiàn)不同程 度的染色區(qū)段 (往往是異染色質(zhì)區(qū)段被染色 )。 而這些精心設(shè)計(jì)的處理和染色方法就稱為染色體分帶、顯帶 (chromosome banding)或染色體分染 (differtial staining of chromo

21、some)。 不同的處理方法往往可以得到不同的染色體帶形。由于染色 體的部分螺旋化方式、程度是特定的，因此一種好的分帶程 序能夠使染色體呈現(xiàn)豐富而穩(wěn)定的帶形。 帶型分析： 利用細(xì)胞內(nèi)各染色體帶形進(jìn)一步區(qū)分、識別染色體的工作。 *黑麥 (Secale cereale, 2n=14)染色體 Giemsa C-帶 *常規(guī)染色技術(shù)與顯帶技術(shù)的結(jié)果 第四節(jié) 細(xì)胞的有絲分裂 一 、有絲分裂的過程 二、有絲分裂的遺傳學(xué)意義 第四節(jié) 細(xì)胞 的有絲分裂 一 、有絲分裂 的過程 二、有絲分裂 的遺傳學(xué)意 義 一 、 有絲分裂的過程 1.有絲分裂與無絲分裂 無絲分裂 （ 也稱為直接分裂 ） 細(xì)胞核拉長 ， 縊裂成兩

22、部分 ， 接 著胞質(zhì)分裂 2個子細(xì)胞 ， 看不到紡 鍾絲 。 細(xì)菌等原核生物 、 高等植物 一些?；M織或病變組織中發(fā)生 。 第四節(jié) 細(xì)胞的有 絲分裂 一 、有 絲分裂的 過程 二、有絲 分裂的遺 傳學(xué)意義 有絲分裂 基本特征 包含兩個緊密相連的過程：先 是核分裂為二 ， 接著質(zhì)才分裂 2 個子細(xì)胞 。 在核分裂啟動前 ， 還 存在一個準(zhǔn)備期 ， 進(jìn)行 DNA復(fù)制 ， 即所謂的間期 ， 核分裂的變化有 明顯特征 ， 可進(jìn)一步劃分為 四個 時期 ， 即前期 、 中期 、 后期和末 期 。 第四節(jié) 細(xì)胞的有 絲分裂 一 、有 絲分裂的 過程 二、有絲 分裂的遺 傳學(xué)意義 間期 細(xì)胞連續(xù)兩次分裂之間

23、的一段時 間 ， 稱為間期 。 間期看不到染色體 ， 只有染色質(zhì) ， 核處于高度活躍的代謝 狀態(tài) ， 主要是進(jìn)行 DNA和組蛋白的合 成以及細(xì)胞生長 ， 為分裂作準(zhǔn)備 。 根 據(jù)間期 DNA合成特點(diǎn) ， 間期又細(xì)分三 個時期合成前期 G1、 合成期 S和合成 后期 G2， 所以 細(xì)胞周期 包括 G1、 S、 G2 和分裂期 M。 M期最短 。 第四節(jié) 細(xì)胞的有 絲分裂 一 、有 絲分裂的 過程 二、有絲 分裂的遺 傳學(xué)意義 前期 （ prophase） 細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長而卷曲的染色 體 ， 以后逐漸縮短變粗 。 每個染色體 有兩個 染色單體 。 核膜和核仁逐漸模 糊不清 。 動物細(xì)胞中中心體分

24、裂為二 ， 并向兩極分開 ， 每個中心體周圍出現(xiàn) 星射線 ， 在前期最后階段將逐漸形成 絲狀的紡錘絲 。 植物細(xì)胞沒有中心體 ， 只在兩極出現(xiàn)紡錘絲 。 第四節(jié) 細(xì)胞的有 絲分裂 一 、有 絲分裂的 過程 二、有絲 分裂的遺 傳學(xué)意義 中期（ metaphase） 核仁和核膜均消失了，核與細(xì) 胞質(zhì)已無可見的界限，細(xì)胞中部形 成紡錘體， 染色體的著絲點(diǎn)均排列 在紡錘體中央的 赤道面上， 而兩臂 則自由地分散在赤道面的兩側(cè)。 第四節(jié) 細(xì)胞的有 絲分裂 一 、有 絲分裂的 過程 二、有絲 分裂的遺 傳學(xué)意義 后期（ anaphase） 每個染色體的著絲點(diǎn)分裂為二， 這時各條染色單體已各成為一個染 色

25、體 。 隨著紡錘絲牽引每個染色體 分別向兩極移動， 因而兩極各具有 與原來細(xì)胞同樣數(shù)目的染色體。 第四節(jié) 細(xì)胞的有 絲分裂 一 、有 絲分裂的 過程 二、有絲 分裂的遺 傳學(xué)意義 末期（ telophase） 染色體已全部移向兩極，并逐漸 變得松散細(xì)長， 核仁重新出現(xiàn) ，核膜 重新形成。于是在一個母細(xì)胞內(nèi)形成 兩個子核。同時 細(xì)胞質(zhì)分裂 ，在紡錘 體的赤道板區(qū)域形成細(xì)胞板，不久形 成新的細(xì)胞壁，分裂為 兩個子細(xì)胞 。 子細(xì)胞進(jìn)入下一次分裂前的間期狀態(tài)， 或只進(jìn)行生長并分化成?；?xì)胞 。 第四節(jié) 細(xì)胞的有 絲分裂 一 、有 絲分裂的 過程 二、有絲 分裂的遺 傳學(xué)意義 有絲分裂要注意 的問題 1

26、.DNA復(fù)制是在間期進(jìn)行 2、間期為染色質(zhì)，分裂期 是染色體！ 3、前期（含中期）染色體 是由兩條染色單體組成 的。 4、中期著絲點(diǎn)排列中央赤 道板上。 5、后期是染色單體分開。 6、從后期至末期染色體重 新變成染色質(zhì)期間染色 體是單條的。 7.兩個子細(xì)胞的染色體數(shù) 目與結(jié)構(gòu)和母體的一樣 有絲分裂過程的持續(xù)時間 因物種和外界環(huán)境而異， 一般前期 最長（ 1-2h），其他時期較短（ 5-30min） 舉例：在 25 條件下，幾種作物 有絲 分裂的持續(xù)時間 豌豆根尖細(xì)胞 83min 大豆根尖細(xì)胞 114min 蠶豆根尖細(xì)胞 114min 第四節(jié) 細(xì)胞的有 絲分裂 一 、有 絲分裂的 過程 二、有絲

27、 分裂的遺 傳學(xué)意義 二、有絲分裂的遺傳學(xué)意義 1保證了物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性 2維持個體的正常生長和發(fā)育 第四節(jié) 細(xì)胞的有 絲分裂 一 、有 絲分裂的 過程 二、有絲 分裂的遺 傳學(xué)意義 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù)分裂 一、減數(shù)分裂的過程 二、減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義 一、減數(shù)分裂的過程和特點(diǎn) 1.定義 減數(shù)分裂（ meiosis），又稱 成熟分裂，是在性母細(xì)胞成熟時， 配子形成過程中所發(fā)生的一種特 殊的有絲分裂。由于它使體細(xì)胞 染色體數(shù)目減半，所以稱為減數(shù) 分裂。 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù) 分裂 一、減數(shù) 分裂的過 程和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的遺 傳學(xué)意義 2.主要特點(diǎn) 同源染色體在前期 發(fā)生配 對聯(lián)會。 包括兩次

28、分裂，即減數(shù)分裂 和減數(shù)分裂 。第一次發(fā)生 染色體減數(shù)，第二次是等數(shù)。 最后形成的子細(xì)胞染色體數(shù) 目較母細(xì)胞減少一半。 第五節(jié) 細(xì)胞減 數(shù)分裂 一、減數(shù) 分裂的 過程 和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的 遺傳學(xué) 意義 植物減數(shù)分裂示意圖 前期 I 1 細(xì)線期 2 偶線期 3 粗線期 4 雙線期 5 終變期 6 中期 I 7 后期 I 8 末期 I 9 前期 II 10 中期 II 11 后期 II 12 末期 II 第五節(jié) 細(xì)胞減 數(shù)分裂 一、減 數(shù)分裂 的過程 和特點(diǎn) 二、減 數(shù)分裂 的遺傳 學(xué)意義 3.分裂過程 的主要特點(diǎn) (1)前期 可進(jìn)一分為五個時期：細(xì)線 期、偶線期、粗線期、雙線期和 終變期。

29、 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù) 分裂 一、減數(shù) 分裂的過 程和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的遺 傳學(xué)意義 細(xì)線期 (leptotene) 核內(nèi)出現(xiàn) 細(xì)長如線 的染色體 ， 染色體圍繞核仁凝聚呈“半月 形”。 由于染色體在間期已經(jīng)復(fù) 制 ,這時每個染色體都是由共同的 一個著絲點(diǎn)聯(lián)系的兩條 染色單體 組成 第五節(jié) 細(xì)胞減 數(shù)分裂 一、減 數(shù)分裂 的過程 和特點(diǎn) 二、減 數(shù)分裂 的遺傳 學(xué)意義 偶線期 (zygotene) 同源染色體（ homologous chromosomes）開始配對 pairing） 和重組（ recombination），形成 聯(lián)會復(fù)合體 (SC）。染色體仍主要 集中在核仁周圍，但開始有所散

30、開。 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù) 分裂 一、減數(shù) 分裂的過 程 和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的遺 傳學(xué)意義 粗線期 (pachytene) 完全聯(lián)會配對（ fully synapsed）， 染色體明顯縮短變粗，分散在核液中， 易于鑒別。 因?yàn)槎r體實(shí)際上已經(jīng)包 含了四條染色單體 ,故又稱為四合體 (tetrad).在二價體中一個染色體的 兩條染色單體 ,互稱為姊妹染色體。 而不同染色體的染色單體 ,互稱為非 姊妹染色單體。此時非姊妹染色單體 間出現(xiàn) 相互 交換 (reciprocal recombination)。 第五節(jié) 細(xì)胞減 數(shù)分裂 一、減數(shù) 分裂的 過程和 特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的 遺傳學(xué) 意義 二價體

31、是指同源染色體對應(yīng)部位相 互緊密排列 ,并縱向聯(lián)結(jié)在一起 ,這樣 聯(lián)會的一對同源染色體就稱為二價體。 粗線期 (pachytene) 完全聯(lián)會配對 (fully synapsed）， 染色體明顯縮短變粗，分散在核液 中，易于鑒別。 因?yàn)槎r體實(shí)際上 已經(jīng)包含了四條染色單體 ,故又稱為 四合體 (tetrad).在二價體中一個染 色體的兩條染色單體 ,互稱為姊妹染 色體。而不同染色體的染色單體 ,互 稱為非姊妹染色單體。此時非姊妹 染色單體間出現(xiàn) 相互 交換 (reciprocal recombination)。 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù) 分裂 一、減數(shù) 分裂的過 程 和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的遺 傳學(xué)意

32、義 雙線期 (diplotene) 同源染色體分開，但 交叉 處仍相 連（ the homologous chromosomes separate but remain associated by chiasmata） , 這種交叉現(xiàn)象是非 姊妹染色單體之間某些片段在粗線期 發(fā)生相互交換的結(jié)果。 。 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù) 分裂 一、減數(shù) 分裂的過 程 和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的遺 傳學(xué)意義 終變期（ diakinesis） 染色體縱向收縮 （ chomosovnes contract lengthwise） ， 高度濃 縮變粗 。 此時每個二價體分散在整個核內(nèi) ， 可以一一區(qū)分開來 ， 所以是鑒定染

33、 色體數(shù)目的最好時期 。 第五節(jié) 細(xì)胞減 數(shù)分裂 一、減數(shù) 分裂的 過程 和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的 遺傳學(xué) 意義 （ 2）中期 核仁和核膜消失，細(xì)胞質(zhì)里出現(xiàn)紡錘 體。紡錘絲與各染色體的著絲粒連接。 同 源染色體的著絲點(diǎn)不象有絲分裂中期整齊 地排列在赤道板上，而是分散在赤道板的 兩側(cè)， 即同源染色體的二條染色體著絲點(diǎn) 是面向相反的兩極，并且每個染色體的著 絲點(diǎn)朝哪一極是 隨機(jī) 的。也是鑒定染色體 數(shù)目的最好時期。 有絲分裂中期 減數(shù)分裂中期 I和后期 I (3） 后期 由于附著在同源染色體著絲點(diǎn)上的 紡錘絲的牽引， 同源染色體彼此向 兩極方向分開， 即同源染色體中的 二條染色體分別移向兩極，使兩

34、極分別 得到一半染色體，實(shí)現(xiàn)了 2n數(shù)目的減半 （ n）。 這時每個染色體還是包含兩條 染色單體 ， 因?yàn)樗鼈兊闹z點(diǎn)并沒有分 裂。 （ 4）末期 染色體移到兩極后，松散變細(xì)，逐 漸形成 2個子核。同時細(xì)胞質(zhì)分為兩部分， 形成兩個子細(xì)胞，稱之為 二分體（ dyad） 在末期 后大都有一個短暫的時期 稱為中間期（ interkinesis）。與前面 間期和有絲分裂的間期有兩點(diǎn)顯著的不 同： 一是時間很短。 二是 DNA不復(fù)制， DNA含量沒有變化。 （ 5）前期 染色體重新出現(xiàn)，但數(shù)目是 減半 的。每個染色體有兩條染色 單體，彼此散得很開，但著絲點(diǎn) 仍接在一起。 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù) 分裂 一、減數(shù)

35、 分裂的過 程 和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的遺 傳學(xué)意義 （ 6）中期 染色體向赤道板靠攏， 每個染 色體的著絲點(diǎn)整齊地排列在赤道 板上。 （ 7）后期 著絲點(diǎn)分裂為二， 染色單體 分別移向兩極。 第五節(jié) 細(xì)胞減 數(shù)分裂 一、減數(shù) 分裂的 過程 和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的 遺傳學(xué) 意義 （ 8）末期 染色體形成新的子核，同時 細(xì)胞質(zhì)又分成兩部分。這樣經(jīng)過 兩次分裂，形成四個子細(xì)胞，稱 為 四分體（ tetrad） 或 四分孢子 （ tetraspore）。每個孢子只有 母細(xì)胞一半的染色體。 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù) 分裂 一、減數(shù) 分裂的過 程 和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的遺 傳學(xué)意義 二、減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義

36、 1. 減數(shù)分裂與有絲分裂的異同點(diǎn) 名 稱 間 期 前 期 中 期 有絲分裂 合成 100%DNA 染色質(zhì) 染色體 著絲點(diǎn)排列 赤道板上 減數(shù)分裂 間期 , 合成 前期 , 持續(xù)時間 中期 , 著 99.7%DNA 長 ,進(jìn)行同源染色 絲點(diǎn)不排列 配對、聯(lián)會、交 赤道板上 , 換和交叉 。合 朝向兩極 成 0.3%DNA. 名 稱 后 期 末 期 間 期 有絲分裂 著絲點(diǎn)分開 細(xì)胞質(zhì)分裂形成 染色單體分開 兩個子細(xì)胞，染 色體數(shù)目不變 減數(shù)分裂 后期 ，著絲 末期 ，形成兩個 短，無 點(diǎn)不分開，同 子細(xì)胞，染色體數(shù) DNA合成 源染色體分開 目減半 名 稱 前 期 中 期 后 期 末 期 有絲

37、分裂 減數(shù)分裂 染色質(zhì) 著絲點(diǎn)排列 染色單體分開 胞質(zhì)分 染色體 赤道板上 染色體數(shù)目不 裂，形 變 成四個 子細(xì)胞 2. 減數(shù)分裂的意義 通過減數(shù)分裂，產(chǎn)生具有體細(xì) 胞半數(shù)的染色體的配子（精子和卵 子），精卵受精形成合子后，染色 體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞原有的染色 體數(shù)目。 從而保證物種染色體數(shù)目 的恒定性，保證物種的穩(wěn)定。 第五節(jié) 細(xì)胞減數(shù) 分裂 一、減數(shù) 分裂的過 程 和特點(diǎn) 二、減數(shù) 分裂的遺 傳學(xué)意義 為生物的變異提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，為進(jìn) 化和人工選擇提供條件。 雜合 同源染色體隨機(jī)分離 基因重組 分離 變異 雜合 非姐妹染色體交換 基因重組 分離 變異 第六節(jié) 配子的形成和受精 一、高等動

38、物配子的形成和生活史 二、高等植物配子的形成和世代交替 (一 )、植物的生殖方式 (二 )、植物的有性生殖過程 (三 )、植物的無融合生殖 一、高等動物配子的形成和生活史 精原細(xì)胞 2n 卵原細(xì)胞 2n (生長 ) 初級精母細(xì)胞 2n 初級卵母細(xì)胞 2n (減數(shù)分裂 I) 次級精母細(xì)胞 n 次級卵母細(xì)胞 n (減數(shù)分裂 II) 第一極體 第二極體 精細(xì)胞 精子 卵 (成熟 ) 二、高等植物配子的形成和世代交替 (一 )、植物的生殖方式 有性生殖：精卵受精結(jié)合 胚 種子 后代 生殖方式 無性生殖：通過營養(yǎng)體插植直接 繁衍后代（不產(chǎn)生種子） 無融合生殖 : 不經(jīng)過精卵受精結(jié)合 胚 種子 后代 (二

39、 )、植物的有性生殖過程 通常是雌雄同花或同株。 通常是雌雄異株。 胚和胚乳的倍性 精子和卵子 合子和胚胎 胚乳 果實(shí) 果皮和種皮 倍性 n(單倍 ) 2n（二倍） 3n(三倍 ) 2n 2n 胚乳直感 (xenia) 在 3n胚乳的性狀上由于精核的影響 而直接表現(xiàn)父本某些性狀的現(xiàn)象。 一些單子葉植物的種子常出現(xiàn)這種胚乳直感現(xiàn)象。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 果實(shí)直感 （ metaxenia） 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 。 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

40、度、 纖維著生密度表現(xiàn)出一定的果實(shí)直感現(xiàn)象。 (三）、無融合生殖 (apomixis) 無融合生殖：植物不經(jīng)過受精卵，雌雄配子不發(fā)生 核融合的一種無性生殖方式?？梢苑譃閮纱箢悾?1.孢子體無融合生殖 (vegetative apomixis):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，可代替種子而繁殖。 2.配子體無融合生殖 (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

41、 apomixis) ； 不定胚 (adventitious embryony) 。 第七節(jié) 生活周期 生活周期 (life cycle) 從合子到個體成熟和死亡之所經(jīng)歷的 一系列的發(fā)育階段。 世代交替 (alternation of generations) 生活周期包括一個有性世代和一個無 性世代 ,這樣二者交替發(fā)生就稱為 世代交 替 . 孢子體世代 (sporophyte generation) 從一個合子發(fā)育成為一個孢子體 (到減數(shù) 分裂之前 )的世代 (合子開始 -減數(shù) 分裂 開始之前 )。也稱無性世代。 配子世代（ gametophyte generation） 減數(shù)分裂形成減 數(shù)

42、的配子開始至卵細(xì) 胞受精前的世代。也稱有性世代。 紅色面包酶的生活史 具異形世代交替的孢子減數(shù)分裂型，由孢子萌發(fā)成原絲體，原絲體上產(chǎn)生配子體，配子 體發(fā)達(dá)，孢子體退化，孢子體寄生于配子體上，平時看到的綠色植物是配子體。 生活周期短： 25 下， 12天完成一個周期。 繁殖率高 飼養(yǎng)方便 變異類型豐富 染色體數(shù)目少（ 2n=8） 代表性廣： Drosophila的減數(shù)分裂和受精過程與人、牛等高等的沒有 區(qū)別。 雌雄異體 生活周期 雌雄個體的性原細(xì)胞分別產(chǎn)生卵細(xì)胞和精細(xì)胞，交配后形成受精 卵，受精卵離體發(fā)育到一定程度時，形成第一齡幼蟲、第二齡幼蟲、第 三齡幼蟲、蛹，最后又變成成蟲。 高等動物和植物生活周期的差異 動物從二倍體的性原細(xì)胞減數(shù)分裂直接產(chǎn)生卵細(xì)胞和精細(xì)胞，單倍體 的配子時間很短。 植物從二倍體的性原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂后先產(chǎn)生大（小）孢子，大（ 小）孢子再經(jīng)過一系列的有絲分裂才成為精子和卵細(xì)胞，單倍體的配子 時間較長。