遗传学细胞基础

关于遗传学细胞基础遗传学与细胞学(Cytology)遗传学对细胞学基础的要求侧重于：细胞核的结构与功能及染色体的形态、数目和结构有丝分裂、减数分裂、融合(受精)过程及染色体行为有丝分裂、减数分裂及受精的遗传学意义第2页,共105页，2024年2月25日，星期天第一节细胞的结构和功能一、原核细胞二、真核细胞

1、细胞膜

2、细胞质

3、细胞核第3页,共105页，2024年2月25日，星期天真核细胞与原核细胞根据构成生物体的基本单位，可以将生物分为非细胞生物：细胞生物：以细胞为基本单位的生物:

真核生物(eukaryote)(真核细胞)

：原生动物、单细胞藻类、真菌、高等植物、动物、人类原核生物(prokaryote)(原核细胞)：细菌、蓝藻(蓝细菌)真核细胞：细胞膜、细胞质、细胞核及细胞壁(植物、一些微生物)第4页,共105页，2024年2月25日，星期天真核细胞(eukaryoticcell)的基本结构第5页,共105页，2024年2月25日，星期天原核生物染色体化学组成：核酸分子：通常只有一个DNA或RNA分子，是遗传信息的载体蛋白质：DNA-bindingprotein，小分子、富于带正电荷氨基酸，与核酸分子结合以保持其结构的稳定性形态结构：单链/双链环状/线性在DNA结合蛋白、染色体外RNA的共同作用下以负超螺旋的方式装配成染色体细菌染色体：多为双链环状DNA分子第6页,共105页，2024年2月25日，星期天原核生物染色体第7页,共105页，2024年2月25日，星期天细胞质(cytoplasm)遗传体系细胞质的成分除了由蛋白分子、脂肪、游离氨基酸和电解质组成的基质外，还具有：线粒体(mitochondria)、质体(plastid)、核糖体(ribosome)、内质网(endoplasmicreticulum)等细胞器(organelle)在此要强调的细胞器是：核糖体：主要成分是蛋白质和rRNA，是合成蛋白质的主要场所，是遗传信息表达的主要途径线粒体和叶绿体：分别是有氧呼吸和光合作用的场所，但它们含有DNA、RNA等成分，研究表明：这些核酸分子也具有遗传物质的功能第8页,共105页，2024年2月25日，星期天细胞核(nucleus)遗传物质集聚的场所，控制细胞发育和性状遗传细胞核的形状一般为圆球形，其形状、大小也因生物、组织而异细胞核的构成：核膜核液核仁染色质/染色体第9页,共105页，2024年2月25日，星期天一、核膜(nuclearmembrane)核膜是双层膜，对核与质间起重要分隔作用核膜上分布有一些直径约40-70nm的核孔(nuclearpore)，以利于质-核间进行大分子物质交换核膜在细胞分裂过程中存在一个“解体-重建”过程，并可作为细胞分裂阶段划分的标志进入细胞分裂中期：核膜解体进入细胞分裂末期：核膜重建第10页,共105页，2024年2月25日，星期天二、核液(nuclearsap)充满核内的液体状物质称为核液也称为核浆或核内基质核液主要成分为蛋白质、RNA、酶等可能以蛋白质为主体形成一个网架结构体系(nuclearmatrix)核仁和染色质存在于核液中第11页,共105页，2024年2月25日，星期天三、核仁(nucleolus)一个或几个、折光率较高、呈球形、外无被膜主要成分是蛋白质和RNA，还可能存在少量的类脂和DNA细胞分裂过程中也会暂时分散(周期与核膜相近)功能：与核糖体和核内蛋白质合成有关第12页,共105页，2024年2月25日，星期天四、染色质(chromatin)、染色体(chromosome)是同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态采用碱性染料对未进行分裂的细胞核(间期核)染色，其中染色较深的、纤细的网状物，称为染色质在细胞分裂过程，染色质螺旋化卷缩而呈现为一定数目和形态的染色体第13页,共105页，2024年2月25日，星期天研究染色体形态、数目的意义染色体形态特征与数目是生物物种的特征染色体的形态结构与数目在细胞分裂过程中有一系列规律性变化观察染色体形态特征、统计染色体数目的最佳时期是细胞有丝分裂中期和早后第14页,共105页，2024年2月25日，星期天第二节染色体的形态和数目区分、识别染色体不同物种的染色体同一物种的各条染色体第15页,共105页，2024年2月25日，星期天一、染色体的形态特征经过染色在普通光学显微镜下能够观察分析并用于染色体识别的特征主要有：染色体的大小(主要指绝对长度)着丝粒的位置(染色体臂的相对长度)次缢痕和随体的有无及位置第16页,共105页，2024年2月25日，星期天1、染色体的大小不同物种间染色体的大小差异很大：长度：0.20-50

m宽度：0.20-2.0

m同一物种不同染色体宽度大致相同染色体大小主要对长度在进行染色体形态识别研究时，需要首先将细胞内染色体进行区分、编号在各个染色体形态特征中，长度往往是染色体编号的第一依据：通常由长到短排列染色体通常不考虑染色体宽度上的差异第17页,共105页，2024年2月25日，星期天二、着丝粒(centromere)和染色体臂(arm)着丝粒：细胞分裂时，纺锤丝附着(attachment)的区域，又称着丝点着丝粒不被染料染色，在光学显微镜下表现为染色体上一缢缩部位(浅色间隔点)，所以又称为主缢痕(primaryconstriction)着丝粒所连接的两部分称为染色体臂每条染色体的着丝粒在染色体上的位置相对固定根据其位置/两臂相对长度可将染色体的形态分为：中间着丝粒染色体近中着丝粒染色体近端着丝粒染色体端着丝粒染色体颗粒状第18页,共105页，2024年2月25日，星期天(一)中间着丝粒染色体M,metacentricchromosome：着丝点位于染色体中部，两臂长度大致相等(表2-2：臂比1.00~1.67/着丝粒指数0.500~0.375)细胞分裂后期由于纺锤丝牵引着丝粒向两极移动，染色体表现为“V”形第19页,共105页，2024年2月25日，星期天(二)近中着丝粒染色体SM,sub-metacentricchromosome：

着丝点偏向染色体一端，两臂长度不等，分别称为长臂和短臂在细胞分裂后期染色体呈“L”形第20页,共105页，2024年2月25日，星期天(三)近端着丝粒染色体ST,subtelocentric/acrocentricchromosome：

着丝点接近染色体的一端，染色体两臂长度相差很大细胞分裂后期染色体近似棒状第21页,共105页，2024年2月25日，星期天(四)端着丝粒染色体T,telocentricchromosome：

着丝点位于染色体的一端，因而染色体只有一条臂细胞分裂后期呈棒状但有人认为真正的端着丝粒染色体可能并不存在，只是由于有些染色体的短臂太短，在光学显微镜下看不到而已第22页,共105页，2024年2月25日，星期天(五)颗粒状染色体另外，还有一种形态比较特殊的染色体，称为颗粒状或粒状染色体两条臂都极短，所以整个染色体呈颗粒状第23页,共105页，2024年2月25日，星期天染色体的形态示意图(有丝分裂后期)染色体臂长度和着丝粒的位置是染色体识别与编号的另一个重要特征第24页,共105页，2024年2月25日，星期天染色单体(chromatid)(p24)在有丝分裂中期所观察到的染色体是经过间期复制的染色体，均包含有两条成分、结构和形态一致的染色单体一条染色体的两个染色单体互称为姊妹染色单体(sisterchromatid)第25页,共105页，2024年2月25日，星期天染色体的形态示意图(有丝分裂中期)第26页,共105页，2024年2月25日，星期天三、次缢痕(secondaryconstriction)和随体(satellite)某些染色体的一个或两个臂上往往还有另一个染色较淡的缢缩部位，称为次缢痕，通常在染色体短臂上次缢痕末端所带的圆形或略呈长形突出体称为随体次缢痕、随体的位置、大小也相对恒定，可作为染色体的识别标志次缢痕在细胞分裂时，紧密地与核仁相联系。可能与核仁形成有关，也称为核仁组织中心(nucleolusorganizer）第27页,共105页，2024年2月25日，星期天人类染色体的编号1.按染色体的长度进行排列(分组)2.按长臂长度进行/着丝点位置排列(M，SM，ST，T)3.按随体的有无与大小(通常将带随体的染色体排在最前面)第28页,共105页，2024年2月25日，星期天染色体的数目染色体数目是物种的特征，相对恒定；体细胞中染色体成对存在(2n)，配子染色体数目是体细胞中的一半(n)体细胞内形态结构相同、遗传功能相似的一对染色体称为同源染色体(homologouschromosome)，分别来自双亲形态结构上不同的染色体间互称为非同源染色体(non-homologouschromosome)黑麦体细胞内有14条染色体(2n=14)，即7对同源染色体；配子有7条染色体(n=7)，这7条染色体间就互称为非同源染色体果蝇体细胞有8条染色体(2n=8)，具有4对同源染色体；配子中有4条染色体掌握常见物种的染色体数目第29页,共105页，2024年2月25日，星期天染色体的结构一、染色质的基本结构二、染色体的结构模型三、着丝粒和端体四、常染色质和异染色质五、染色体组型分析与带型分析第30页,共105页，2024年2月25日，星期天染色体的单线性未经复制的染色体含有一个染色单体一个染色单体含有一条线性无分支的染色质线一条染色质线含有一条双螺旋DNA分子链间期DNA分子通过半保留方式复制后就产生两条完全相同的双螺旋DNA分子链第31页,共105页，2024年2月25日，星期天染色质的化学组成DNA：约占30%，每条染色体一个双链DNA分子遗传信息的载体，也就是所谓的遗传物质蛋白质组蛋白(histone)：呈碱性，结构稳定；与DNA结合形成、维持染色质结构，与DNA含量呈一定比例非组蛋白：呈酸性，种类、含量不稳定；作用不完全清楚，可能与染色质结构调节有关，在DNA遗传信息表达中有重要作用可能存在少量的RNA第32页,共105页，2024年2月25日，星期天五、染色体组型分析与带型分析染色体组型分析(genomeanalysis)，又称核型分析(analysisofkaryotype):在细胞学制片(光学)显微观察，统计细胞内染色体数目、根据染色体的长度、着丝粒的位置、次缢痕和随体等特征区分、识别物种全部染色体的研究第33页,共105页，2024年2月25日，星期天人类染色体的编号计数染色体数目1.按染色体的长度进行排列(分组)2.按长臂长度进行/着丝点位置排列(M，SM，ST，T)3.按随体的有无与大小(通常将带随体的染色体排在最前面)第34页,共105页，2024年2月25日，星期天第35页,共105页，2024年2月25日，星期天第36页,共105页，2024年2月25日，星期天染色体带型分析

染色体带形：通过一系列特殊处理，使得螺旋化程度和收缩方式不同的染色体区段发生不同的反应，再经过染色，使其呈现不同程度的染色区段(往往是异染色质区段被染色)而这些精心设计的处理和染色方法称为分带、显带(chromosomebanding)或分染(differtialstainingofchromosome)技术不同的处理方法往往可以得到不同的染色体带形由于染色体的部分螺旋化方式、程度是特定的，因此一种好的分带程序能够使染色体呈现丰富而稳定的带形带型分析：利用染色体带形进一步区分、识别染色体的工作第37页,共105页，2024年2月25日，星期天黑麦(Secalecereale,2n=14)染色体GiemsaC-带第38页,共105页，2024年2月25日，星期天第39页,共105页，2024年2月25日，星期天第40页,共105页，2024年2月25日，星期天常规染色技术与显带技术的结果第41页,共105页，2024年2月25日，星期天特殊类型的染色体一、B染色体二、多线染色体)三、灯刷染色体)第42页,共105页，2024年2月25日，星期天有丝分裂与细胞周期生物的繁殖以细胞分裂为基础；对多细胞生物而言，其生长发育也通过细胞分裂实现体细胞分裂的方式可以分为无丝分裂、有丝分裂两种。关于这两种分裂方式的过程、特征和异同已学过，在此作一简单回顾：一、无丝分裂(amitosis)二、有丝分裂(mitosis)三、细胞周期(cellcycle)第43页,共105页，2024年2月25日，星期天一、无丝分裂(amitosis)无丝分裂的分裂过程较简单快速，整个分裂过程中不出现纺锤体以前人们认为无丝分裂只在衰老细胞和病态组织中近年研究发现高等生物的许多正常组织(如：植物的薄型组织、木质部细胞、绒毡层细胞和胚乳细胞)，也常发生无丝分裂第44页,共105页，2024年2月25日，星期天二、有丝分裂(一)、有丝分裂的过程有丝分裂包括两个紧密相连的过程：核分裂、细胞质分裂。通常有丝分裂主要是指核分裂，特别是在遗传学有丝分裂过程可分为五个时期，即：

间期、前期、中期、后期、末期注意：

有丝分裂过程本身是一个连续的自然过程。细胞分裂时期是人为划分的，是根据所观察到整个有丝分裂过程中的各种形态、结构和状态的差异而进行的划分；其目的是便于对整个过程进行研究、描述第45页,共105页，2024年2月25日，星期天间期(interphase)指细胞上一次分裂结束到下一次分裂开始之前特征：染色质解螺旋、松散分布在细胞质中，核仁染色深在光学显微镜下细胞状态不发生明显变化(早期称之为静止期)事实上细胞处于生理、生化反应高度活跃的阶段，其呼吸和合成代谢都非常旺盛为细胞分裂奠定物质和能量基础：DNA的复制组蛋白的合成能量准备其它物质的合成DNA合成是间期最重要的准备，因此一般根据DNA合成的特点，将间期分为：合成前期(G1)、合成期(S)、合成后期(G2)第46页,共105页，2024年2月25日，星期天前期(prophase)当染色体呈可见的细线时标志着细胞分裂开始，进入细胞分裂前期前期可以观察到细胞内发生下列变化：每条染色体两个染色质线(染色单体)开始螺旋化、卷曲着丝粒尚未复制分裂，因而螺旋、卷曲逐渐可见的两条染色单体同一个着丝粒联结（即姐妹染色单体出现）核仁、核膜逐渐解体，前期结束时核仁消失第47页,共105页，2024年2月25日，星期天中期(metaphase)核仁、核膜消失标志着细胞分裂中期开始主要特征：染色单体进一步螺旋、收缩直至呈最短、最粗的状态纺锤丝形成一个三维的结构，称为纺锤体(spindle)纺锤丝与染色体的着丝点附着，并牵引染色体，使其着丝粒均匀分成在垂直于两极的一个平面上，常将这个平面称为赤道板(或赤道面)染色体臂自由分布在赤道面的两侧染色体形态稳定，排列均匀，是研究染色体形态和数目的最佳时期第48页,共105页，2024年2月25日，星期天有丝分裂中期染色体形态图普通小麦(Triticumaestivum,2n=42)有丝分裂中期染色体图第49页,共105页，2024年2月25日，星期天第50页,共105页，2024年2月25日，星期天大麦根尖细胞：中期染色体蚕豆染色体油菜与萝卜远缘杂种后代：68条第51页,共105页，2024年2月25日，星期天后期(anaphase)特征：由于纺锤丝的牵引作用，着丝粒发生分裂每条染色体的两条染色单体成为两条独立的染色体，分别由纺锤丝拉向两极两极都具有相同的染色体数后期就是从着丝粒分裂到染色单体到达两极的过程第52页,共105页，2024年2月25日，星期天末期(telophase)染色体到达两极后：核膜、核仁重建染色体螺旋化，呈松散状态细胞质分裂或细胞板形成(物理性)第53页,共105页，2024年2月25日，星期天有丝分裂过程示意图第54页,共105页，2024年2月25日，星期天染色体的形态变化周期第55页,共105页，2024年2月25日，星期天(二)、有丝分裂的遗传学意义可从两个方面来理解：染色体准确复制、着丝粒准确分裂，为两个子细胞的遗传组成与母细胞完全一样打下基础两条姊妹染色单体均等分配到两个子细胞中，子细胞与母细胞具有相同的染色体数目和组成能够维持生物个体的正常生长和发育(组织及细胞间遗传组成的一致性)；并且保证了物种的连续性和稳定性(单细胞生物及无性繁殖生物个体间及世代间遗传组成一致性)细胞质遗传：线粒体和叶绿体中DNA也具有遗传物质的功能，并且能够复制、分配到子细胞中细胞器在细胞质中分布不均匀，在质分裂时分配不是均等的细胞质遗传物质与染色体具有不同的遗传规律第56页,共105页，2024年2月25日，星期天(三)、有丝分裂的异常现象内源有丝分裂*多次有丝分裂*体细胞联会第57页,共105页，2024年2月25日，星期天细胞分裂间期多线染色体的形态第58页,共105页，2024年2月25日，星期天第59页,共105页，2024年2月25日，星期天三、细胞周期(cellcycle)概念：一次细胞分裂结束后到下一次细胞分裂结束所经历的过程称为细胞周期(cellcycle)通常，有丝分裂期在整个细胞周期中所占的时间很短由于细胞分裂是多细胞生物生长发育的基础，要从一个细胞——受精卵生长、发育形成一个生物个体，必须不断地进行细胞分裂在分生组织中细胞分裂间期和分裂期是周期性交替进行第60页,共105页，2024年2月25日，星期天细胞有丝分裂周期示意图第61页,共105页，2024年2月25日，星期天细胞的减数分裂(meiosis）减数分裂是性母细胞成熟时，配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂，又称成熟分裂(maturationdivision)产生染色体数目减半的性细胞其特殊性表现在：时间性和空间性：生物个体性成熟后，动物性腺和植物造孢组织细胞中进行连续进行两次分裂：遗传物质经过一次复制，连续两次分裂，导致染色体数目的减半同源染色体在第一次分裂前期(前期I，PI)相互配对(paring)/联会(synapsis)；同源染色体间发生片段交换第62页,共105页，2024年2月25日，星期天一、减数分裂的过程(一)、间期(前间期,

preinterphase)(二)、减数第一分裂

(meiosisI)(三)、中间期

(interkinesis)(四)、减数第二分裂

(meiosisⅡ)前期I(prophaseI,PI),中期I(metaphaseI,MI)后期I(anaphaseI,AI)末期I(telophaseI,TI)前期II(prophaseII,PII),中期II(metaphaseII,MII)后期II(anaphaseII,AII)末期II(telophaseII,TII)第63页,共105页，2024年2月25日，星期天(一)、间期(interphase)性母细胞进入减数分裂前的间期称为前减数分裂间期，间称前间期这一时期是为性母细胞进入减数分裂作准备：染色体复制有丝分裂向减数分裂转化特征：持续时间比有丝分裂间期长，特别是合成期较长合成期间往往仅有约99.7%的DNA完成合成，而其余的0.3%在偶线期合成第64页,共105页，2024年2月25日，星期天前期I(prophaseI,PI)这一时期细胞内变化复杂，所经历的时间较长，细胞核比有丝分裂前期核要大些根据核内变化特征，可进一步分为五个时期：(1).细线期(leptotene，PI1)(2).偶线期(zygotene，PI2)(3).粗线期(pachytene，PI3)(4).双线期(diplotene，PI4)(5).终变期(diakinesis，PI5)第65页,共105页，2024年2月25日，星期天(1).细线期(leptonene，PI1)染色体开始螺旋收缩，呈细长线状；有时可以较为清楚地计数染色体数目每条染色体含有两个染色单体，仍由着丝点结合，但在光学显微镜下还不能分辨染色单体第66页,共105页，2024年2月25日，星期天(2).偶线期(zygotene，PI2)同源染色体对应部位开始相互紧密并列，逐渐沿纵向配对在一起，称为联会(synapsis)现象细胞内2n条染色体可配对形成n对染色体。配对的两条同源染色体称为二价体(bivalent)细胞内二价体数目就是同源染色体对数(n)第67页,共105页，2024年2月25日，星期天联会复合体(synaptonemalcomplex)的结构同源染色体联会时形成特殊的结构：同源染色体的主要部分(DNA)分布在联会复合体外侧中间部分(中央成分，centralelement)以蛋白质为主，也包含部分DNA(横丝)第68页,共105页，2024年2月25日，星期天(3).粗线期(pachytene，PI3)进一步螺旋化，二价体缩短变粗，含四条染色单体，所以又称为四合体或四联体(tetrad)；联会复合体的结构完全形成姊妹染色单体/非姊妹染色单体非姊妹染色单体间会形成交叉(chiasmata)或交换(crossingover)现象，导致同源染色体发生片段交换(exchange)，最终导致遗传物质重组(recombination)第69页,共105页，2024年2月25日，星期天粗线期细胞形态图第70页,共105页，2024年2月25日，星期天(4).双线期(diplotene，PI4)继续缩短变粗，光学显微镜下四个染色单体均可见非姊妹染色单体之间由于螺旋卷缩而相互排斥，同源染色体局部开始分开非姊妹染色单体间的交换部位仍由横丝连接，即同源染色体间仍由一至二个交叉联结第71页,共105页，2024年2月25日，星期天(5).终变期(diakinesis，PI5)染色体进一步浓缩，缩短变粗同源染色体间排斥力更大，交叉向二价体两端移动，逐渐接近末端

交叉端化(terminalization)二价体在核内分散分布，因而可以鉴定染色体数目第72页,共105页，2024年2月25日，星期天染色体交叉第73页,共105页，2024年2月25日，星期天中期I(metaphaseI,MI)核仁和核膜消失，纺锤体形成，每个二价体的两条同源染色体分布在赤道板两侧，着丝点分别朝向两极，着丝粒取向是随机的从纺锤体极面观察，n个二价体分散排在赤道板的附近，因而也是鉴定染色体数目的时期之一第74页,共105页，2024年2月25日，星期天第75页,共105页，2024年2月25日，星期天后期I(anaphaseI,AI)纺锤丝牵引染色体向两极运动，使得同源染色体分离，一对同源染色体分别移向两极每极具有一对同源染色体中的一条(共n条)，使得子细胞中染色体数目从2n减半到n此过程并不进行着丝粒分裂第76页,共105页，2024年2月25日，星期天末期I(telophaseI,TI)染色体到达两极之后，松散、伸长、变细核仁、核膜逐渐形成(核分裂完成)，产生两个子核细胞质也随之分裂，两个子细胞形成，称为二分体(dyad)第77页,共105页，2024年2月25日，星期天(三)、中间期(interkinesis)中间期是减数分裂的两次分裂之间的一个间歇此时期与有丝分裂的间期相比有显著不同：时间很短暂。在许多动物之中，甚至没有明显停顿和间歇存在不进行DNA复制染色体螺旋化程度仍较高第78页,共105页，2024年2月25日，星期天(四)、减数第二分裂(meiosisⅡ)减数第二分裂是第一分裂所产生的两个子细胞继续进行同步分裂，与有丝分裂没有实质区别,仍可分为前、中、后、末四个时期：(1).前期Ⅱ(prophaseⅡ,PⅡ)(2).中期Ⅱ(metaphaseⅡ,MⅡ)(3).后期Ⅱ(anaphaseⅡ,AⅡ)(4).末期Ⅱ(telephaseⅡ,PⅡ)第79页,共105页，2024年2月25日，星期天第80页,共105页，2024年2月25日，星期天第81页,共105页，2024年2月25日，星期天第82页,共105页，2024年2月25日，星期天二、减数分裂的遗传学意义减数分裂是有性生殖生物产生性细胞所进行的细胞分裂方式；而两性性细胞受精结合(细胞融合)产生合子是后代个体的起始点减数分裂不仅是生物有性繁殖必不可少的环节之一，也具有极为重要的遗传学意义保证了亲子代染色体数目恒定双亲性母细胞(2n)经过减数分裂产生性细胞(n)，实现了染色体数目减半雌雄性细胞融合产生的合子(及其发育形成的后代个体)具有该物种固有的染色体数目(2n)，保持了物种的相对稳定，子代的性状遗传和发育得以正常进行第83页,共105页，2024年2月25日，星期天染色体数目的恒定第84页,共105页，2024年2月25日，星期天二、减数分裂的遗传学意义为生物的变异提供了重要的物质基础减数分裂中期I，二价体的两个成员排列方向是随机的，所以后期I两条同源染色体随机分向两极，因而所产生的性细胞就可能会有2n种非同源染色体组合形式(染色体重组，recombinationofchromosome)另一方面，交叉导致同源染色体间的片段交换(exchangeofsegment)，使子细胞的遗传组成更加多样化，为生物变异提供更为重要的物质基础(染色体片段重组，recombinationofsegment)。这也是连锁遗传规律及基因连锁分析的基础第85页,共105页，2024年2月25日，星期天中期I二价体的随机取向第86页,共105页，2024年2月25日，星期天非同源染色体自由组合第87页,共105页，2024年2月25日，星期天非姊妹染色单体交叉与片断交换第88页,共105页，2024年2月25日，星期天生物的生殖生物生殖(reproduction)，也称为繁殖，是指生物繁衍后代的过程本节主要包括以下几个方面的问题：一、生殖方式与遗传二、无性生殖三、有性生殖过程与直感现象四、无融合生殖第89页,共105页，2024年2月25日，星期天一、生殖方式与遗传不同生物繁衍后代的方式并不完全一致，可以概括为：无性生殖(asexualreproduction)有性生殖(sexualreproduction)无融合生殖(apomixis)生物遗传和变异并不是静态的生物现象，它是生物性状世代繁衍过程表现出来的动态现象显然，不同的生殖方式可能具有不同的遗传、变异现象与规律，可以说每种生殖方式的生物都有一部独特的遗传学重点掌握各种生殖方式、特点及其总体遗传特征第90页,共105页，2024年2月25日，星期天二、无性生殖(asexualproduction)无性生殖指不经任何有性过程(减数分裂—受精)，由亲本营养体增殖分裂产生后代个体的生殖行为进行无性生殖的亲本营养体可以是一个细胞、一团组织、一个营养器官如：植物块茎(马铃薯)、鳞茎(洋葱)、球茎(秋水仙属植物)、芽眼和枝条等细胞增殖、后代个体生长发育都通过有丝分裂完成，因此后代个体与亲本遗传组成一致是一种保守的生殖方式，几乎不发生遗传重组，也少有发生亲子代变异，其遗传规律相对简单可以利用营养体产生大量遗传一致的后代群体，因而常用于植物材料保存和繁殖、种苗生产等方面第91页,共105页，2024年2月25日，星期天三、有性生殖过程与直感现象有性生殖(sexualreproduction)：由亲本性母细胞经减数分裂及配子形成过程产生单倍配子(体)，受精结合产生二倍体合子，合子进一步分裂、分化、发育产生后代个体的生殖方式是生物最普遍而重要的生殖方式通常的无性生殖生物往往也并非不能进行有性生殖，在一定条件下，它们也进行有性生殖经过减数分裂和受精过程，因而其遗传上也与无性生殖有很大的差别，会表现出复杂的遗传重组现象(非同源染色体的自由组合、非姊妹染色单体的片段互换)这是遗传学研究的主要内容第92页,共105页，2024年2月25日，星期天(一)、雌雄配子的形成高等动植物配子(体)形成过程的核心内容是减数分裂，并且动植物基本相同注意掌握以下几个方面的内容：动植物性母细胞的形成(包括动植物的雌雄性母细胞的特定名称等)减数分裂

四分体

雌雄配子(体)的过程与特征雌雄配子中细胞质(细胞器)含量差异及意义：雌配子中往往含有较多的细胞质(器)，而雄配子只含有少量的细胞质，甚至不含有细胞质。所以细胞质遗传物质(线粒体与质体DNA)主要是通过雌配子传递，后代的细胞质性状的遗传物质主要来源于母本课后复习、学习!第93页,共105页，2024年2月25日，星期天(二)、受精(fertilization)(1)受精的概念及一般过程(2)被子植物的双受精过程与胚囊的发育被子植物的受精过程称为双受精(doublefertilization)花粉管内两个精核进入胚囊其中一个精核(n)与卵细胞(n)受精结合形成合子(2n)将来发育成胚另一个精核(n)与两个极核(n+n)受精结合为胚乳核(3n)，将来发育成胚乳第94页,共105页，2024年2月25日，星期天被子植物种子、果实各部分的遗传来源第95页,共105页，2024年2月25日，星期天玉米(Zeamays)籽粒构造与遗传来源第96页,共105页，2024年2月25日，星期天(3)植物的授粉(pollination)方式授粉：植物在受精前成熟花粉粒落在雌