《普通遺傳學2第二章 遺傳的細胞學基礎》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《普通遺傳學2第二章 遺傳的細胞學基礎（67頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-201第二章第二章 遺傳的細胞學基礎遺傳的細胞學基礎第一節(jié) 細胞的結構和功能第二節(jié) 染色體的形態(tài)和數(shù)目第三節(jié) 細胞的有絲分裂第四節(jié) 細胞的減數(shù)分裂第五節(jié) 配子的形成和受精第六節(jié) 生活周期 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-202 細胞(cell)：是生物體結構和生命活動的基本單位。 除了病毒和噬菌體等生物外，所有的動植物，不論是 低等的還是高等的，都是由細胞構成的。 單細胞生物：細菌、一些真菌和藻類以及原生動物； 多細胞生物 ：由許多形態(tài)和功能不同的細胞所組成 。 根據(jù)細胞結構的復雜程度，可把細胞分為兩類： 原核細胞(prokaryo
2、tic cell) 真核細胞(eukaryotic cell)。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-203第一節(jié)第一節(jié) 細胞的結構和功能細胞的結構和功能一、原核細胞一、原核細胞 1-101-10m 1 1、細胞組成：、細胞組成： 細胞壁：蛋白聚糖； 細胞膜： 細胞質：核糖體等；無膜胞器 擬核區(qū)：DNA、RNA等； 2、原核生物：、原核生物： 各種細菌、藍藻等低等生物,由原核細胞構成，統(tǒng)稱為原核生物(prokaryote)。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-204二、真核細胞二、真核細胞非膜相結構細胞細胞壁質膜(細胞膜)原生質細胞質細胞核內(nèi)質網(wǎng)線粒體線粒體葉綠體葉綠體核
3、糖體高爾基體溶酶體液泡核仁中心體中心體染色質染色質非膜相結構膜相結構核膜 膜相結構核基質核基質真核生物 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-205 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-206 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-207線粒體結構 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-208葉綠體葉綠體 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-209內(nèi)質網(wǎng)結構內(nèi)質網(wǎng)結構 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2010溶酶體結構 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2011高爾基體結構 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-20
4、12三、各類型細胞之間的比較三、各類型細胞之間的比較 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2013第二節(jié)第二節(jié) 染色體的形態(tài)和數(shù)目染色體的形態(tài)和數(shù)目一、染色體的形態(tài)特征一、染色體的形態(tài)特征: : 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2014 1 1重要性重要性: : (1).幾乎所有生物細胞中均存在染色體均存在染色體； (2).各物種染色體均各有其特定的形態(tài)特征特定的形態(tài)特征，在 細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中期染色體分散排列在赤道板上，故通常以 這個時期進行染色體形態(tài)的識別和研究。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10
5、-20152 2結構結構: : ( (1)1).組成組成: : 著絲粒、長臂和短臂、隨體； (2).(2).著絲點著絲點( (主縊痕主縊痕) )：細胞分裂時紡錘絲于著絲粒的區(qū)域， 對于染色體向兩極牽引具有決定性作用； (3)(3).次縊痕、隨體：次縊痕、隨體：是識別特定染色體的重要標志； (4).(4).某些次縊痕具有組成核仁核仁的特殊功能。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-20163 3形態(tài)類型形態(tài)類型: :長臂/ 短臂染色體形態(tài)著絲點位置染色體分類縮寫1.001.011.701 .713.003.017.00 7.01 長短臂極其粗短V 形V 形L 形L 形棒形 粒形正中中部
6、近中近端端部端部 正中著絲點染色體中著絲點區(qū)染色體近中著絲點區(qū)染色體近端著絲點區(qū)染色體端著絲點區(qū)染色體端著絲點染色體MmsmSttT 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2017 4 4大小大小: : (1).各物種差異很大，染色體大小主要指長度， 同一物種染色體寬度大致相同：植物植物: :長長約0.20-50 、 寬寬約0.20-2.00 。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2018(2).高等植物中單子葉單子葉植物植物的染色體一般 比雙子葉雙子葉植物要大些 單子葉植物單子葉植物中:玉米、小麥、大麥和黑麥 水稻。但, 雙子葉植物中的牡丹屬牡丹屬和鬼臼屬鬼臼屬也具有 較
7、大的染色體。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2019 5 5類別類別: : 各生物的染色體不僅形態(tài)結構相對穩(wěn)定結構相對穩(wěn)定， 而且其數(shù)目成對數(shù)目成對。 同源染色體同源染色體: :形態(tài)和結構相同的一對染色體, 含有相同的基因位點； 異源染色體異源染色體: :這一對染色體與另一對形態(tài)結構 不同的染色體，互稱為異源染色體, 含有不同的基因位點。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2020 6 6染色體編號染色體編號: : 根據(jù)染色體長度、著絲點位置、長短臂比、 隨體有無等特點進行編號編號。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2021 人類的23對染色體及其編號
8、 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2022二、染色體數(shù)目二、染色體數(shù)目表表2 2、一些生物的染色體數(shù)目、一些生物的染色體數(shù)目水稻水稻2424條條(2n) (2n) 大豆40條(2n) 煙草48條(2n)普通小麥普通小麥4242條條(2n) (2n) 蠶豆12條(2n) 陸地棉52條(2n)大麥14條(2n) 豌豆14條(2n) 茶樹茶樹3030條條(2n)(2n)玉米玉米2020條條(2n) (2n) 馬鈴薯48條(2n) 人人4646條條(2n)(2n)高粱20條(2n) 甘薯90條(2n)動物動物中某些扁蟲只有4條(n=2)線蟲類馬蛔蟲只有2條(n=1)一種蝴蝶(lysanr
9、a)有382條(n=191)被子植物被子植物中的一種菊科植物n=2有些植物有些植物n=400n=400600600 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2023 生物染色體的一般特點：生物染色體的一般特點： 1數(shù)目恒定恒定； 2體細胞(2n)是性細胞(n)的二倍二倍； 3與生物進化的關系：無關無關， 可用于物種間的分類； 4染色體數(shù)目恒定也是相對相對的（如動物的肝、 單子葉植物的種子胚乳）。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2024三、原核生物的染色體形態(tài)、結構和三、原核生物的染色體形態(tài)、結構和數(shù)目數(shù)目 通常原核生物原核生物細胞里只有一個染色體，呈線狀或環(huán)狀，且DNA含
10、量低于真核生物。例如例如: : 大腸桿菌大腸桿菌 E.coli只有一個環(huán)狀環(huán)狀染色體：其DNA分子 含核苷酸對為3106，長度1.1mm。 蠶豆蠶豆 配子中染色體(n=6)的核苷酸對為21010， 長度6000mm。 豌豆豌豆 配子中染色體(n=7)的核苷酸對為31010， 長度10500mm。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2025第三節(jié)第三節(jié) 細胞的有絲分裂細胞的有絲分裂 一、細胞周期一、細胞周期 包括細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 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2026G1期期：第一個間隙，主要進行第一
11、個間隙，主要進行細胞細胞 體積體積的增長，并為的增長，并為DNA 合成合成 作準備。不分裂細胞則停留在作準備。不分裂細胞則停留在 G1 期期, 也稱為也稱為G0 期。期。S 期期：DNA 合成合成時期，染色體數(shù)目時期，染色體數(shù)目 在此期加倍。在此期加倍。G2期期：DNA 合成后至細胞分裂開合成后至細胞分裂開 始之前的第二個間隙，為始之前的第二個間隙，為 細胞分裂作準備細胞分裂作準備。M期期：細胞分裂期細胞分裂期。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2027 一般S 期時間較長，期時間較長，且較穩(wěn)定；G1 和和G2 的時間較短的時間較短，變化也較大。因物種、細胞種類和生理狀態(tài)的不同而
12、異。 哺乳動物哺乳動物離體培養(yǎng)細胞的有絲分裂周期,G1為10小時，S為9小時,G2為4小時，間期共長23小時。而細胞分裂期細胞分裂期M 全長只有全長只有1小時小時。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2028二、有絲二、有絲分裂分裂過程過程 在整個過程染色體會產(chǎn)生有規(guī)律的變化，包括包括兩個緊密過程：兩個緊密過程： 核分裂為二 細胞質分裂， 二個子細胞中各含一個核。 根據(jù)核分裂的變化特征，可以將有絲分裂分為四個時期；間期前期中期后期末期。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2029 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2030分裂間期有絲分裂前期中期 普通遺傳學
13、普通遺傳學 長江大學2021-10-2031中期后期末期細胞質分裂有絲分裂 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2032& 3. 3. 有絲分裂的特殊情況有絲分裂的特殊情況: : 正常：間期間期DNADNA復制復制 染色單體 著絲點裂開著絲點裂開染色體核分裂胞質分裂胞質分裂間期間期DNADNA復制復制.多核細胞多核細胞： 細胞核多次分裂而細胞質不分裂細胞質不分裂，形成具有很多游離核的多核細胞。 蕓苔類：絨氈層多核細胞蕓苔類：絨氈層多核細胞 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2033. .核內(nèi)有絲分裂核內(nèi)有絲分裂： 核內(nèi)染色體中的染色線連續(xù)復制染色線連續(xù)復制， 但著絲點不裂
14、開著絲點不裂開 形成多線染色體。 % 例如雙翅昆蟲搖蚊雙翅昆蟲搖蚊、果蠅幼蟲唾腺細胞果蠅幼蟲唾腺細胞 出現(xiàn)巨型染色體，其染色體中染色質線可以多達1000條以上，并具有不同的條紋和條帶。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2034. 4. . 有絲分裂的意義有絲分裂的意義: :. .生物學意義生物學意義： * *有絲分裂促進細胞數(shù)目和體積細胞數(shù)目和體積增加； * *均等方式有絲分裂，能維持個體正常生長和發(fā)育， 保證物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性；. .遺傳學意義：遺傳學意義： 核內(nèi)各染色體準確復制為二兩個子細胞提供 與母細胞完全相同的遺傳基礎相同的遺傳基礎； 復制的各對染色
15、體有規(guī)則而均勻地分配到兩個子 細胞中子母細胞具有同樣質量和數(shù)量的染色體同樣質量和數(shù)量的染色體。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2035第四節(jié)第四節(jié) 細胞的減數(shù)分裂細胞的減數(shù)分裂 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2036一、減數(shù)分裂一、減數(shù)分裂(meiosis)(meiosis)概念概念& 減數(shù)分裂：減數(shù)分裂： 是性母細胞成熟時配子形成過程中發(fā)生一種特殊的有絲分裂使性細胞染色體數(shù)目減半。 由于這種分裂方式使子細胞內(nèi)的染色體數(shù)目比母細胞減少一半, 因此稱為減數(shù)分裂 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2037例如： 水稻水稻2n=24、玉米玉米2n=20、茶
16、樹茶樹2n=30 減數(shù)分裂減數(shù)分裂 水稻n=12、 玉米n=10、 茶樹n=15n(卵) + + n(精) 2n(體) 受精作用可保證物種染色體數(shù)恒定。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2038二、減數(shù)分裂二、減數(shù)分裂過程過程 減數(shù)分裂前間期 減數(shù)分裂期 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2039 減數(shù)分裂前間期 DNA的合成 其它細胞物質的積累 最大特點: 其S期的持續(xù)時間較長. 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2040 減數(shù)分裂期減數(shù)分裂期包括兩次連續(xù)進行的細胞分裂 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)
17、分裂期: 為等數(shù)分裂 前期 、中期 、 后期 、 末期 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2041 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2042 1、減數(shù)分裂期、減數(shù)分裂期(1) 前期(prophase ) 染色體進行配對和基因重組, 其形態(tài)特點變化復雜, 可進一步劃分為5 個時期: 細線期細線期(leptotene) 偶線期偶線期(zygotene) 粗線期粗線期(pachytene) 雙線期雙線期(diplotene) 終變期終變期(diakinesis) 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2043 細線期細線期(leptotene) 染色質濃縮為染色體
18、但染色體仍為細長的線狀 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2044 偶線期偶線期(zygotene) 染色體縮短變粗，同源染色體聯(lián)會 二價體二價體: 發(fā)生聯(lián)會的一對同源染色體， 包括 4 條染色單體 聯(lián)會復合體聯(lián)會復合體: 在同源染色體聯(lián)會的部為形成一種 特殊的復合結構，與基因重組有關 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2045 粗線期粗線期(pachytene) 二價體呈現(xiàn)粗線狀 非姐妹染色單體之間發(fā)生部分DNA片段的交換 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2046 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2047 雙線期雙線期(diplotene)
19、 染色體繼續(xù)縮短變粗， 聯(lián)會的同源染色體相互分離， 二價體的不同部位出現(xiàn)交叉結。 交叉是發(fā)生交換的結果 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2048 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2049 終變期終變期(diakinesis) 染色體收縮到最大程度， 短棒狀 交叉結端化 核膜裂解，核仁開始消失. 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2050 (2)中期中期 核膜、核仁完全消失. 二價體排列在細胞中央,形成赤道板. 細胞內(nèi)出現(xiàn)紡錘絲, 產(chǎn)生紡錘體. 每個二價體的著絲粒分別朝向細胞兩極. 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2051 (3)后期后期 兩
20、條同源染色體分離,并分別移向細胞兩極. 細胞每一極只能得到兩條同源染色體中的一條,從而導致子細胞內(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相連的兩條姐妹染色單體. 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2052 (4)末期末期 重新形成核膜和核仁. 胞質分裂,形成兩個子細胞. 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-20532減數(shù)分裂期減數(shù)分裂期2 前期 、 中期 、 后期 、 末期 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2054&三三減數(shù)分裂減數(shù)分裂特點特點: (1). 各對同源染色體在細胞分裂前期配對(或聯(lián)會)； (2). 細胞分裂過程中包括兩次
21、分裂: 第一次分裂第一次分裂中染色體減數(shù)，這次分裂的前期較復雜，又可細分為五期（細線期偶線期粗線期 雙線期終變期）； 第二次分裂第二次分裂染色體等數(shù)。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2055& 四減數(shù)分裂的遺傳學意義四減數(shù)分裂的遺傳學意義: : (1) (1). 生物生活周期中和配子形成過程中必要階段必要階段； (2)(2). 最后形成雌雄性細胞雌雄性細胞，各具半數(shù)染色體(n)； 雌雄性細胞受精 ( n + + n 2n) 合子 全數(shù)染色體 保證親子代間染色體數(shù)目的 恒定和物種的相對穩(wěn)定性。 (3). (3). 在中期中期I I 各對同源染色體排列在赤道板上，在后期后期I I
22、染色體是隨機分別拉向二極自由組合自由組合，n n 對染色體， 非同源染色體分離時的可能組合數(shù)為2n 。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2056 (4). 各對同源染色體的非姐妹染色單體間的片斷可發(fā)生各種方式的交換交換，因而因而可為生物變異提供物質基礎 利于生物生存及進化 為人工選擇提供材料。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2057(4). 有絲分裂與減數(shù)分裂的比較有絲分裂與減數(shù)分裂的比較 減數(shù)分裂前期有同源染色體配對配對（聯(lián)會）； 減數(shù)分裂遺傳物質交換交換（非姐妹染色單體片段交換）； 減數(shù)分裂中期后染色體獨立分離分離，而有絲分裂則 著絲點裂開后均衡分向兩極； 減
23、數(shù)分裂完成后染色體數(shù)減半減半； 分裂中期著絲點在赤道板上的排列排列有差異：減數(shù)分裂中同源染色體的著絲點分別排列于赤道板兩側，而有絲分裂時則整齊地排列在赤道板上。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2058第五節(jié)第五節(jié) 配子的形成和受精配子的形成和受精 一、雌雄配子一、雌雄配子 的形成：的形成： 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2059 高等植物雌雄配子高等植物雌雄配子 的形成過程的形成過程 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2060二、受精二、受精 受精受精(fertilization)：雄配子( 精子) 與雌配子( 卵細胞) 融合為合子， 植物在受精前。
24、 植物的授粉方式：植物的授粉方式：自花授粉自花授粉(self-pollination)：同一朵花內(nèi)或同株上花朵間的授粉異花授粉異花授粉(cross pollination)：不同株的花朵間授粉。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2061三、直感現(xiàn)象三、直感現(xiàn)象 胚乳直感胚乳直感(xenia)或花粉直感：或花粉直感： 如果在3 X 胚乳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。 一些單子葉植物單子葉植物的種子常出現(xiàn)這種胚乳直感現(xiàn)象。例如例如，以玉米黃粒的植株花粉給白粒的植株授粉，當代 所結子即表現(xiàn)父本的黃粒性狀。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2062
25、果實直感果實直感(metaxenia)： 如果種皮或果皮組織種皮或果皮組織在發(fā)育過程中由于花粉影響而表現(xiàn)父本的某些性狀表現(xiàn)父本的某些性狀。 例如例如，棉花纖維是由種皮細胞延伸的。在一些 雜交試驗中，當代棉籽的發(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)出一定的果實直 感現(xiàn)象。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2063四、無融合生殖四、無融合生殖 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。 可分為兩大類： 營養(yǎng)的無融合生殖營養(yǎng)的無融合生殖(vegetative apomixis)： 能代替有性生殖的營養(yǎng)生殖類型。例如，大蒜的
26、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。 無融合結子無融合結子(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) 。 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2064第六節(jié)生活周期第六節(jié)生活周期 一、低等植物的生活周期一、低等植物的生活周期 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2065 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2066 二、高等植物的生活周期二、高等植物的生活周期 普通遺傳學普通遺傳學 長江大學2021-10-2067 三、三、高高等等動動物物的的生生活活周周期期
普通遺傳學2第二章 遺傳的細胞學基礎
