遗传的细胞学基础ha

1、第一章遗传的细胞学基础第一章遗传的细胞学基础 第一节 细 胞一、细胞结构一、细胞结构二、原核细胞与真核细胞二、原核细胞与真核细胞三、植物细胞与动物细胞的异同三、植物细胞与动物细胞的异同? ?第一节第一节 细胞细胞( (自学为主自学为主) )一、细胞结构一、细胞结构（一）细胞壁（一）细胞壁（二）细胞膜与细胞器膜（二）细胞膜与细胞器膜（三）细胞质：（三）细胞质：包括：基质；细胞器；内含物。包括：基质；细胞器；内含物。 1.1.线粒体线粒体 2.2.核糖体核糖体 细胞器细胞器 3.3.内质网内质网 4.4.高尔基体高尔基体 5.5.溶酶体溶酶体 6.6.中心体中心体 7.7.质体质体（四）细胞核（四

2、）细胞核 1.1.核膜核膜 2.2.核仁核仁 3.3.核液核液 4.4.染色质和染色体染色质和染色体细胞的结构一、细胞结构一、细胞结构（四）细胞核（四）细胞核 4.4.染色质和染色体染色质和染色体 染色质：染色质：在细胞分裂间期，细胞核中易被碱性染料染色的纤细的网状在细胞分裂间期，细胞核中易被碱性染料染色的纤细的网状物。物。 异固缩异固缩：显微镜下观察染色质着色不均匀、深浅不同的现象显微镜下观察染色质着色不均匀、深浅不同的现象 常染色质常染色质: :着色浅部位的染色质着色浅部位的染色质。 异染色质异染色质: :着色深的染色质。着色深的染色质。染色体：染色体：在细胞分裂时形成的能被碱性染料着色的

3、一类棒状小体。在细胞分裂时形成的能被碱性染料着色的一类棒状小体。18481848年由哈佛迈特观察紫鸭跖草花粉母细胞时发现，年由哈佛迈特观察紫鸭跖草花粉母细胞时发现，18881888年，德国的瓦尔德年，德国的瓦尔德尔根据前人的观察命名为染色体。尔根据前人的观察命名为染色体。巴氏小体巴氏小体两种染色质的区别两种染色质的区别常染色质常染色质异常染色质异常染色质间期间期 染色淡染色淡染色深染色深中期中期 染色深染色深染色淡染色淡染色体大部分区域染色体大部分区域着丝粒附近着丝粒附近含基因含基因不含基因不含基因复制早复制早 可转录可转录复制迟复制迟 不转录不转录收缩程度大收缩程度大收缩程度小收缩程度小第一

4、节第一节 细胞细胞( (自学为主自学为主) )二、原核细胞与真核细胞二、原核细胞与真核细胞p17p17页页三、植物细胞与动物细胞的异同三、植物细胞与动物细胞的异同?(?(课后整理课后整理) )第二节 染色体一、染色体的形态结构一、染色体的形态结构二、染色体的数目和大小二、染色体的数目和大小三、特殊染色体三、特殊染色体四、四、 染色体组型染色体组型一、染色体的形态结构一、染色体的形态结构（一）染色体的一般形态（一）染色体的一般形态1.1.主缢痕（主缢痕（初级缢痕；着丝粒区）：染色较浅、向内凹陷初级缢痕；着丝粒区）：染色较浅、向内凹陷成狭小区段的部位。成狭小区段的部位。着丝粒着丝粒：着丝粒区连结两

5、个染色单体的殊区段。：着丝粒区连结两个染色单体的殊区段。动粒动粒（着丝点；着丝盘）：是主缢痕处，两染色单体外（着丝点；着丝盘）：是主缢痕处，两染色单体外侧表层部位与纺锤丝接触的，微管蛋白组装而成。侧表层部位与纺锤丝接触的，微管蛋白组装而成。 根据根据着丝粒的位置着丝粒的位置和染色体两臂的长度比（和染色体两臂的长度比（臂比臂比），），将染色体分成将染色体分成4 4类：类：染色体的一般形态染色体的一般形态染色体分类染色体分类染色体类型染色体类型符号符号臂比臂比着丝粒指数着丝粒指数分裂后形态分裂后形态中央中央着丝粒染着丝粒染色体色体 m m1-1.71-1.70.5-0.3750.5-0.375 v

6、 v近中央近中央着丝粒着丝粒染色体染色体 smsm1.7-31.7-30.374-0.250.374-0.25 l l近端近端着丝粒染着丝粒染色体色体 stst3-73-70.249-0.1250.249-0.125 i i顶端顶端着丝粒染着丝粒染色体色体 t t7 70.124-00.124-0 i i中央着丝粒中央着丝粒(m); v(m); v近中央着丝粒(sm); l近端着丝粒(st);i顶端着丝粒(t);i一、染色体的形态结构一、染色体的形态结构2.2.次缢痕次缢痕（副缢痕；核仁形成区）：主缢痕外着色较浅的染（副缢痕；核仁形成区）：主缢痕外着色较浅的染色体缢缩区，不能弯曲，与核仁形成有

7、关。常在短臂出现。色体缢缩区，不能弯曲，与核仁形成有关。常在短臂出现。位置相对稳定。位置相对稳定。3.3.核仁组织区核仁组织区（核仁组织者；（核仁组织者；nornor）：位于染色体次缢痕部）：位于染色体次缢痕部位，是位，是rrnarrna基因所在部位（基因所在部位（5srrna5srrna除外），核仁形成有关。除外），核仁形成有关。4.4.随体随体：从次缢痕到臂末端有一种圆形或略呈长形的染色体：从次缢痕到臂末端有一种圆形或略呈长形的染色体节段。节段。随体次缢痕（一）染色体的一般形态（一）染色体的一般形态5.端粒：末端特化的着色较深部位。由端粒dna和端粒蛋白组成。作用：防止染色体降解、连粘，抑

8、制细胞凋亡，与寿命长短有关。（二）染色体的超微结构（真核生物）（二）染色体的超微结构（真核生物） 包括：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。包括：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。 1.1.一级结构一级结构：由核小体组成的细纤丝。：由核小体组成的细纤丝。 核小体核小体（核体）：（核体）：核心核心（8 8个组蛋白分子）个组蛋白分子）, ,组蛋白有组蛋白有5 5种：种：h h1 1、h h2 2a a、h h2 2b b、h h3 3、h h4 4，dnadna就缠绕就缠绕1.751.75圈，构成核粒（核心加上外圈的圈，构成核粒（核心加上外圈的dnadna）；核）；核粒之间有连接粒之间有

9、连接dnadna连接，叫连接，叫连接线连接线。 dnadna压缩压缩7 7倍倍（二）染色体的超微结构（真核生物）（二）染色体的超微结构（真核生物）2.2.二级结构二级结构（螺旋管（螺旋管）：）：每圈每圈6 6个核小体，直径个核小体，直径30 nm30 nm、内径、内径10 nm10 nm，间距，间距11 11 nmnm，dnadna压缩了压缩了6 6倍倍，成为染色质粗纤丝。，成为染色质粗纤丝。3.3.三级结构三级结构（超螺线管）：染色质粗纤丝继续螺旋化，形成超螺线管。直（超螺线管）：染色质粗纤丝继续螺旋化，形成超螺线管。直径径400nm400nm，长度，长度111160 60 m m。 dna

10、dna压缩压缩4040倍倍4.4.四级结构四级结构（染色单体（染色单体）：）：超螺线管再次压缩成光镜下可见的超螺线管再次压缩成光镜下可见的210m210m的的染色体，染色体，dnadna压缩压缩5 5倍。倍。 总计压缩倍数总计压缩倍数=7=76 640405= 84005= 8400倍倍 dna dna 核小体核小体 螺旋管螺旋管 超螺线管超螺线管 染色单体染色单体 7 6 40 5 7 6 40 5 染色体的包装方式染色体的包装方式一级一级二级二级三级三级四级四级二、染色体的数目和大小二、染色体的数目和大小（一）染色体的数目（一）染色体的数目1.1.正常情况正常情况每种生物每种生物不同时期的

11、染色体数目是恒定的。不同时期的染色体数目是恒定的。2.2.不同物种不同物种间染色体数目差异很大。间染色体数目差异很大。 马蛔虫马蛔虫2 2条；真蕨纲瓶尔小草属的高达条；真蕨纲瓶尔小草属的高达80080012001200条。条。（二）染色体的大小：（二）染色体的大小：差别悬殊。差别悬殊。绝对长度绝对长度：一般为：一般为1 125m25m。最短的长度为。最短的长度为0.25m0.25m，最长的长度是最长的长度是30m30m。相对长度相对长度：某一染色体绝对长度占该染色体组绝对长度：某一染色体绝对长度占该染色体组绝对长度的百分数。的百分数。染染 色色 体体三、特殊染色体三、特殊染色体（一）多线染色体

12、（一）多线染色体( (唾线染色体唾线染色体) ) 存在于双翅目昆虫幼虫消化道细胞的、存在于双翅目昆虫幼虫消化道细胞的、有丝分裂间期有丝分裂间期核中核中的、一种可见的、巨大的染色体。的、一种可见的、巨大的染色体。 双翅目昆虫双翅目昆虫的的幼虫唾腺细胞幼虫唾腺细胞，多个染色质（，多个染色质（50050010001000条条染色线）重叠成类似染色体状结构。染色线）重叠成类似染色体状结构。 比一般染色体长比一般染色体长100100200200倍，粗倍，粗1000100020002000倍。倍。三、特殊染色体三、特殊染色体唾线染色体的特点唾线染色体的特点：巨大性和伸展性巨大性和伸展性：体联会体联会：体细

13、胞在：体细胞在有丝分裂过程中，出有丝分裂过程中，出现的同源染色体联会现的同源染色体联会的现象。的现象。有有横纹结构横纹结构：深色部位深色部位带纹区，带纹区，浅色部分浅色部分间带区，间带区，多线性多线性1个个染色中心和染色中心和5个臂个臂唾 线 染 色 体三、特殊染色体三、特殊染色体（二）灯刷染色体（二）灯刷染色体 最先在鲨鱼中发现，后从鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及某些最先在鲨鱼中发现，后从鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及某些无脊椎动物的卵母细胞中发现。无脊椎动物的卵母细胞中发现。 是是rnarna合成的活跃场所。一个侧环是一个转录单位。合成的活跃场所。一个侧环是一个转录单位。（三）性染色体（三

14、）性染色体：决定性别的染色体。：决定性别的染色体。（四）（四）b b染色体染色体（副染色体；超数染色体；附加染色体）：通常比正常（副染色体；超数染色体；附加染色体）：通常比正常染色体小，着丝粒一般在端部，大部分由异染色质组成。其数目不染色体小，着丝粒一般在端部，大部分由异染色质组成。其数目不定。不载有基因，但可复制。定。不载有基因，但可复制。灯刷染色体性染色体性染色体贝母的b染色体b染色体四、四、 染色体组型（染色体核型）染色体组型（染色体核型）染色体组型：染色体组型：每一种生物染色体数目、大小及形态都是特异的，这每一种生物染色体数目、大小及形态都是特异的，这种特定的染色体组成称为染色体组型。

15、种特定的染色体组成称为染色体组型。染色体组型分析染色体组型分析：根据染色体数目、大小和着丝粒位置、臂比、次：根据染色体数目、大小和着丝粒位置、臂比、次缢痕、随体等形态特征，对生物核内染色体进行配对、分组、归类、缢痕、随体等形态特征，对生物核内染色体进行配对、分组、归类、编号、进行分析的过程。编号、进行分析的过程。染色体组型分析意义染色体组型分析意义：研究生物的：研究生物的遗传变异遗传变异、物种间的亲、物种间的亲缘关系缘关系、生物的生物的系统演化系统演化，远缘，远缘杂交杂交、染色体工程染色体工程、辐射的遗传效应和人类辐射的遗传效应和人类染色体疾病染色体疾病等，都具有十分重要的意义。等，都具有十分

16、重要的意义。四、四、 染色体组型染色体组型第三节第三节 细胞分裂细胞分裂 一、原核细胞的无丝分裂一、原核细胞的无丝分裂 二、真核细胞的有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂 三、细胞的减数分裂三、细胞的减数分裂第三节第三节 细胞分裂细胞分裂细胞分裂：无丝、有丝、减数分裂。细胞分裂：无丝、有丝、减数分裂。一、原核细胞的无丝分裂一、原核细胞的无丝分裂包括包括dnadna的复制和分配以及胞质的分裂两的复制和分配以及胞质的分裂两个方面。个方面。 真核细胞仅在极少数情况下真核细胞仅在极少数情况下发生无丝分裂（神经细胞、发生无丝分裂（神经细胞、胚乳细胞、腺细胞等）。胚乳细胞、腺细胞等）。color-enhance

17、d electron micrograph of e.coli undergoing cell division. 二、真核细胞的有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂（一）有丝分裂的过程（一）有丝分裂的过程（二）有丝分裂的特点（二）有丝分裂的特点（三）有丝分裂的意义（三）有丝分裂的意义二、真核细胞的有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂（一）有丝分裂的过程（一）有丝分裂的过程细胞周期细胞周期: :指从一次细胞指从一次细胞分裂完成到下一次细胞分裂完成到下一次细胞分裂结束所经历分裂结束所经历的全过程。的全过程。 包括间期（两次包括间期（两次有丝分裂中间的有丝分裂中间的时期）和分裂期时期）和分裂期。 （一）有丝分

18、裂的过程（一）有丝分裂的过程有丝分裂有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂二、真核细胞的有丝分裂（二）有丝分裂的特点（二）有丝分裂的特点：染色体复制：染色体复制1 1次，细胞分裂次，细胞分裂1 1次，次，1 1次次分裂分裂1 1个细胞形成个细胞形成2 2个细胞，子细胞与母细胞一样。个细胞，子细胞与母细胞一样。 （三）有丝分裂的意义（三）有丝分裂的意义 1 1、保证了细胞上下代之间遗传物质的稳定性和连续性。、保证了细胞上下代之间遗传物质的稳定性和连续性。 2 2、维持个体的正常生长和发育、维持个体的正常生长和发育 分裂分裂 数量数量 个体发育个体发育 细胞细胞 分化分化 种类种类三、细胞的减数分裂三、细

19、胞的减数分裂 减数分裂减数分裂：是一种特殊方式的细胞分裂，是是一种特殊方式的细胞分裂，是在配子形成过程中发生的，包括在配子形成过程中发生的，包括两次连续的两次连续的核分裂核分裂，但染色体只，但染色体只复制一次复制一次，因而在形成，因而在形成的的四个子细胞四个子细胞核中，每个核只含有单倍数的核中，每个核只含有单倍数的染色体，即染色体，即染色体数减少一半染色体数减少一半. . 1 细线期细线期 2 偶线期偶线期 3 粗线期粗线期 4 双线期双线期 5 终变期终变期 6 中期中期i 7 后期后期i 8 末期末期i 减数减数i 9 9 前期前期iiii 10 10 中期中期iiii 11 11 后期后

20、期iiii 12 12 末期末期iiii 减数减数iiii减数分裂仅在性母细胞进行。减数分裂有两次分裂减数分裂仅在性母细胞进行。减数分裂有两次分裂: :第一次减数分裂和第二次减数分裂第一次减数分裂和第二次减数分裂。前前期期i i三、细胞的减数分裂三、细胞的减数分裂（一）减数分裂（成熟分裂）的过程（一）减数分裂（成熟分裂）的过程1.1.减数第一次分裂减数第一次分裂（1 1）前期）前期i i细线期（细线期（凝集期；花束期）凝集期；花束期）: : 细长线状，核仁存在。细长线状，核仁存在。偶线期偶线期（配对期或合线期）（配对期或合线期）: :同源染色体开始同源染色体开始联会联会（联会（联会复合体），复

21、合体），二价体二价体（四分体四分体），），联会复合体（联会复合体（scsc）染色质染色质侧体侧体中体中体（一）减数分裂的过程（一）减数分裂的过程1.1.减数第一次分裂减数第一次分裂粗线期粗线期（重组期）（重组期）: :发生发生交换交换， 可见二价体。可见二价体。双线期双线期（合成期）（合成期）: :可见可见交叉交叉。终变期或称浓缩期终变期或称浓缩期: :交叉端化交叉端化。（2 2）中期）中期i i: :核膜、核仁消失，核膜、核仁消失，着丝粒不分裂。着丝粒不分裂。（3 3）后期）后期i:i:同源染色体分离，同源染色体分离，向两极移动，染色体减半向两极移动，染色体减半 。 （4 4）末期）末期i

22、i : :核膜、核仁重现核膜、核仁重现。（一）减数分裂的过程（一）减数分裂的过程2.2.减数第二次分裂减数第二次分裂（1 1）前期）前期iiii: :每条染色体含每条染色体含2 2条姊妹染色单体条姊妹染色单体, ,染色体染色体数是数是n n 。（2 2）中期）中期iiii: :染色体着丝粒排列在赤道板上。染色体着丝粒排列在赤道板上。（3 3）后期）后期iiii: :着丝粒纵裂着丝粒纵裂, ,姊妹染色单体向两极移动。姊妹染色单体向两极移动。（4 4）末期）末期iiii: :核膜重新形成核膜重新形成。1 1、细线期、细线期2 2、偶线期、偶线期3 3、粗线期、粗线期4 4、双线期、双线期5 5、终

23、变期、终变期6 6、中期、中期i i7 7、后期、后期i i8 8、末期、末期i i9 9、前期、前期iiii1010、中期、中期iiii1111、后期、后期iiii1212、末期、末期iiii中期中期有丝分裂中期减数分裂中期i和后期i水水 稻稻 减减 数数 分分 裂裂1.1.粗线期粗线期2.2.终变期终变期3.3.中期中期4.4.后期后期5. 5. 末期末期6.6.分裂间期分裂间期7.7.前期前期8.8.中期中期9.9.后期后期 10. 10. 末期末期11.11.四分体四分体12.12.单核花粉单核花粉13.13.单核分裂花粉单核分裂花粉14.14.二核花粉二核花粉15.15.成熟花粉成熟

24、花粉三、细胞的减数分裂三、细胞的减数分裂（二）减数分裂的特点：（二）减数分裂的特点： 染色体复制染色体复制1 1次，细胞连续分裂次，细胞连续分裂2 2次，次， 1 1次分裂次分裂1 1个细胞形成个细胞形成4 4个细胞，子细胞个细胞，子细胞染色体是母细胞一半。染色体是母细胞一半。（三）减数分裂的意义（三）减数分裂的意义1.1.保证了物种的相对稳定性：保证了物种的相对稳定性： 一个性母细胞经减数分裂产生一个性母细胞经减数分裂产生4 4个子细胞，其染色体数只个子细胞，其染色体数只有体细胞的一半，经过受精形成合子时，染色体又恢复了原来有体细胞的一半，经过受精形成合子时，染色体又恢复了原来的的2n2n水

25、平，从而保证了子代于亲代间染色体数目的恒定。水平，从而保证了子代于亲代间染色体数目的恒定。（三）减数分裂的意义（三）减数分裂的意义2.2.为子代的变异提供了物质基础，有利于进化为子代的变异提供了物质基础，有利于进化： 后期后期i i同源染色体的成员移向两极是随机的，非同源染色体的组合式自由的。同源染色体的成员移向两极是随机的，非同源染色体的组合式自由的。非姊妹染色单体交叉与片断交换非姊妹染色单体交叉与片断交换第四节第四节 配子的发生及染色体周史配子的发生及染色体周史 一、高等动物配子发生及生活史一、高等动物配子发生及生活史 二、高等植物配子发生及生活史二、高等植物配子发生及生活史 三、真菌类的

26、生活史三、真菌类的生活史第四节第四节 配子的发生及染色体周史配子的发生及染色体周史一、高等动物配子发生及生活史一、高等动物配子发生及生活史精子、精子、卵子卵子的发生：生殖系统生殖腺中有许多性原细胞（精原细胞、卵的发生：生殖系统生殖腺中有许多性原细胞（精原细胞、卵原细胞）原细胞） 成体性原细胞（成体性原细胞（2n2n） （2n2n）精原细胞）精原细胞 卵原细胞（卵原细胞（2n2n）大量有丝分裂后体积膨大大量有丝分裂后体积膨大 大量有丝分裂后体积膨大大量有丝分裂后体积膨大 （2n2n）初级精母细胞）初级精母细胞 初级卵母细胞（初级卵母细胞（2n2n） 减减i i 减减i i （n n）次级精母细胞）次级精母细胞 次级卵母细胞次级卵母细胞(n)(n)第一极体第一极体 减减ii ii 减