第一章遗传的细胞学基础

物种染色体数目的多少与该物种的进化程度无关。
染色体组型分析（核型分析）：根据染色体长度 、着丝点位置、臂比、随体有无等特点，对各对 同源染色体进行分类、编号，研究一个细胞的整 套染色体。
图 人类染色体核型
第三节、染色体在细胞分裂中的传递
? 一、原核细胞的分裂 ? 二、真核细胞的有丝分裂 ? 三、真核细胞的减数分裂
? 其中，近珠孔一端的三个核发育成三个细胞，中间一个是卵 细胞，旁边两个是助细胞，与卵细胞相对的一端是三个反足 细胞，另外，两个核从两端移向中央，成为极核，以后融合 发育成二倍体的极细胞。
? 4、授粉与受精
? 成熟的花粉粒落在雌蕊的柱头上，经过萌发，伸出花粉管，雄配 子（精子）从花粉管进入胚囊，一个精子与卵细胞结合形成受精 卵（2n），发育成胚。
向染色体两端移动，并逐渐接近于末端，该过程叫交叉的端化。
? 中期Ｉ：各成对的同源染色体双双移向细胞中央的赤道板，着 丝点成对排列在赤道板两侧，细胞质中形成纺锤体。
? 后期Ｉ：由纺锤丝的牵引，使成对的同源染色体各自发生分离， 并分别移向两极。
? 末期Ｉ：到达两极的同源染色体又聚集起来，重现核膜、核仁， 然后细胞分裂为两个子细胞。这两个子细胞的染色体数目，只 有原来的一半。重新生成的细胞紧接着发生第二次分裂。
变异、生物进化
第四节、配子的发生和染色体周史
一、高等动物配子的 发生和生活史 （生物个体发育的全过程）
二、高等植物配 子的发生和世代 交替
以玉米为例
高等植物雌雄配子形成过程
? 1、孢子体时期
? 成熟的玉米种子长出的绿色植株称孢子体。
? 玉米生长到一定时期就产生雄花序和雌花序，雌雄同株异花 植物。
（2）中期(metophase)
纺缍丝
中 期(metophase)
（3） 后期(anaphase)
着丝粒
后期 (anaphase)
（4）末期(telophase) 末期(telophase)
早前期 间期
晚前期
中期
末期
晚后期
早后期
间期
早前期
晚前期
中期
形成两个子细胞
末期
后期
3、有丝分裂的遗传学意义
? 3、大孢子发生和雌配子体的形成
? 雌花序着生在植株上部叶腋处。雌花里雌蕊基部的子房中出 现孢原细胞。经过一次有丝分裂产生两个细胞，其中一个发 育为大孢子母细胞（ 2n）。大孢子母细胞经过减数分裂形成 四个子细胞（ n），其中三个退化，留下来的大孢子又经过 三次有丝分裂，形成 8个单倍体核的胚囊，即雌配子体。
的通道
核 膜：核孔，核质物质交流、遗传信息流向 细胞核： 核 液：与蛋白质合成有关 （主导） 核 仁：DNA、RNA、Pr，细胞分裂过程中，分散，
重聚，合成rRNA。
染色质和染色体： 同一种物质在细胞分裂过程中表现
的不同形态，遗传物质的主要载体
遗传物质的分布
主要在染色体上
（所以说，染 色体是遗传物 质的主要载体）
? 〖粗线期〗染色体连续缩短变粗，同时,四分体中的非姐妹染色单体之
间发生了DNA的片断交换，从而导致了父母基因的互换，产生了基因
重组，但每个染色单体上仍都具有完全相同的基因。
? 〖双线期〗发生交叉的染色单体开始分开。由于交叉常常不止发生在 一个位点，因此，染色体呈现V、X、8、O等各种形状。
? 〖终变期〗(又叫浓缩期）染色体变得更为浓缩和粗短。这一时期交叉
? 减数第二次分裂
? 与减数第一次分裂紧接，也可能出现短暂停顿。染色体不再复制。
? 前期Ⅱ 染色体首先是散乱地分布于细胞之中。而后再次聚集，核 膜、核仁再次消失，再次形成纺锤体。
? 中期Ⅱ 染色体的着丝点排列到细胞中央赤道板上。注意此时已经 不存在同源染色体了。
? 后期Ⅱ 每条染色体的着丝点一分为二，两条姊妹染色单体也随之 分开，成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别移 向细胞的两极。
细胞核遗传
细胞质内
例：紫茉莉 叶色的遗传
细胞质遗传
生物的遗传
遗传物质主要存在于细胞核内
即染色质/染色体上
染色质：在细胞尚未进行分裂的核中，可看
到许多用碱性染料染色较深的纤细网状物
染色体：细胞分裂时，核内出现的用碱性染
料染色较深的结构，是遗传物质的主要载体。
染色质和染色体是同一种物质在细胞分裂过程中的 不同表现形式。
二、真核细胞的有丝分裂
1、间期 2、分裂期
前期 中期 后期 末期
1、间期
间 期 (interphase)
2、分裂期： 前期、中期、后期、末期
（1）前期(prophase)
中心体
核仁
染色体
早前期(early prophase)( 图例为洋葱根尖切片 )
晚前期(late prophase )( 图例为洋葱根尖切片 )
第一章 遗传的细胞学基础
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内容提要
第一节、细胞概述 第二节、遗传物质的主要载体——染色体 第三节、染色体在细胞分裂中的传递 第四节、配子的发生和染色体周史
第一节 细胞概述
根据细胞结构的复杂程度，可把细胞分为原核细 胞和真核细胞。 1、原核细胞
细胞壁：细胞壁酸和肽聚糖（原核生物特有） 细胞膜：蛋白质和磷脂，流动，与真核细胞相似 细胞质：DNA、RNA、Pr等，除核糖体外没有细胞器的
? 2、小孢子发生与雄配子体的形成
? 雄花序着生在茎的顶端，雄花里雄蕊花药的表皮下出现孢原 细胞，孢原细胞经几次分裂成为小孢子母细胞（ 2n）,小孢 子母细胞经过减数分裂的连续两次分裂形成四个小孢子 （n）——单核花粉粒。小孢子经过一次有丝分裂，产生一 个小的生殖核（ n）和一个大的营养核（ n）的双核花粉粒， 生殖核再经过一次有丝分裂，产生两个精核（ n），这个三 核花粉粒就是雄配子体。
第二节、遗传物质的主要载体（染色体）
1、染色体的形态特征
1 长臂 2着丝点 3 主缢痕 4 短臂 5次缢痕 6随体
中期染色体形态
染色体的形态表现形式(臂比)
中间着丝点染色体(等臂)：V 近中着丝点染色体：L 近端着丝点染色体：近似棒状 端着丝点染色体：棒状 颗粒状染色体：颗粒状
图 染色体的形态
2、染色体数目
每种生物细胞中的染色体数目是相对恒定的，体细 胞的染色体数目用 2n表示，性细胞中的染色体数目 用n表示。 同源染色体：形态、结构相同 非同源染色体：形态、结构不同 水稻2n=24，小麦2n=42 玉米2n=20 果蝇2n=8 人类2n=46 洋葱2n=16 蚕豆2n=12 大蒜2n=16 不同物种间染色体数目差别很大。
主要特点：1）前期 I 联会 2）两次分裂 第一次减数 第二次等数
图 植物减数分裂模式图
? 减数第一次分裂
? 前期Ｉ
根据染色体的形态，可分为5个阶段：
? 〖细线期〗细胞核内出现细长、线状染色体，每条染色体含有两条姐
妹染色单体。
? 〖偶线期〗又称配对期。细胞内的同源染色体两两侧面紧密相连进行 配对，这一现象称作联会。
? 注：1.染色体复制是在的第一次分裂间期进行的，一旦复制完 成，精原细胞就称作初级精母细胞。2.一个初级精母细胞经过 第一次减数分裂成为两个次级精母细胞，一个初级卵母细胞经 过第一次减数分裂成为一个次级卵母细胞和一个极体。3.减数 第一次分裂的目的是实现同源染色体的分离，染色体数目减半。 DNA分子数目减半。（相对于复制后而言）
分化
拟 核：没有核膜和核仁，没有真正的细胞核。
DNA裸露，不与蛋白质结合，每个细胞内只有 一条DNA
2、真核细胞
细胞壁： 纤维素，植物细胞，保护
细胞膜： 蛋白质和磷脂，选择透过性，信息传递、 能量转换、代
谢调控、细胞识别
线粒体： 酶，氧化磷酸化，氧化和呼吸作用中心，细胞
动力工厂； DNA，半自主
细胞质： 质 体：叶绿体，光合作用； DNA，半自主 核糖体： RNA，蛋白质的加工厂 内质网： 连接质膜与核膜，运转蛋白质合成原料和产物
? 末期Ⅱ 重现核膜、核仁，到达两极的染色体，分别进入两个子细 胞。两个子细胞的染色体数目与初级精母细胞相比减少了一半。至 此，第二次分裂结束。
? 注：
? 1.第二次减数分裂的目的是着丝点分裂，实现染色单体分离。 分裂结果是染色体数目不变，DNA分子数目减半。
? 2.两个次级精母细胞经过第二次减数分裂成为四个精细胞，精 细胞必须再经历一系列复杂的形态变化才成为精子。结果是一 个精原细胞经过减数分裂和一系列的形态发育并最终成为四个 精子。
? 另一个精子与两个极核结合，形成受精极核，发育成胚乳。 ? 这种两个精子分别与卵细胞和极核结合的过程，称为双受精。 ? 胚和胚乳合在一起构成种子，种子萌发长成新的植株。
精核(n)+卵细胞(n) →受精卵(n) →胚 (2n) 双受精
精核(n)+2极核(n) → 受精极核(3n) →胚乳(3n)
?核内每个染色体准确的复制，然后有规则而 均匀地分配到两个子细胞中，从而使两个子细 胞与母细胞具有同样质量和数量的染色体。 ?维持了个体的正常生长和发育。 ?保证了遗传物质在世代间的连续性和稳定性。
三、真核细胞的减数分裂
1、分裂过程
又称成熟分裂，是有性生殖生物在性成熟时产生 性细胞过程中的一种特殊的有丝分裂方式。其中 染色体复制一次，核分裂两次，因此形成染色体 减数的配子。
? 3.一个次级卵母细胞经过第二次减数分裂成为一个卵细胞和一 个极体；第一次分裂产生的一个极体再分为两个极体。不久， 三个极体都会退化消失。结果是一个卵原细胞经过减数分裂最 终只成为一个卵细胞。
2、减数分裂的遗传学意义
（1）、精子(n) +卵细胞(n)= 2n
染色体数目恒定性、物Βιβλιοθήκη Baidu相对稳定性
（2）、非姊妹染色单体间交换、后期 I 同源 染色体随机分离