1、第一章 遺傳的細胞學基礎文稿演示第二節 染色體一、染色質與染色體二、染色體的形態三、染色體的結構四、染色體的數目一、染色質與染色體染色質是染色體在細胞分裂間期所表現的形態，亦稱為染色質線。真核生物中，是由DNA和蛋白質及少量的RNA組成的復合物。常染色質和異染色質常染色質是染色質線中染色很淺的區段，構成常染色質的DNA主要是單一序列和中度重復序列DNA。異染色質是染色質線中染色很深的區段，稱為異染色質區。同一染色體上所表現的這種差別稱為異固縮現象。常染色質和異染色質的區別(1).組成:著絲粒、長臂和短臂；(2).著絲點:對于細胞分裂時染色體向兩極牽引具有決定性作用；(3).次縊痕、隨體:是識別

2、特定染色體的重要標志；(4).某些次縊痕具有組成核仁的特殊功能。二、染色體的形態染色體分類（據著絲點位置）染色體的分類染色體的大小染色體的大小 染色體的大小同源染色體 體細胞中形態和結構相同的一對染色體；非同源染色體： 一對染色體與另一對形態結構不同的染色體，則互稱為非同源染色體。染色體類別染色體編號根據染色體長度、著絲點位置、長短臂比、隨體有無等特點進行編號。人類染色體核型分析染色體編號三、染色體的結構（一）染色質的結構（二）染色體的結構模型（一）染色質的結構染色質的基本結構單位是核小體、連接絲和一個分子的組蛋白H1。（一）染色質的結構核小體串珠結構模型（二）染色體的結構模型有絲分裂中期，染

3、色體的結構是由兩條染色單體組成的。每個染色體所含的染色線是單線的。人類最長的一條染色體，在間期伸展時長達85mm，但在中期，卻卷縮成為直徑0.5微米，長度只有10微米的染色體。染色體的結構模型10nm 核小體30nm 螺線管300nm 伸展染色體700nm 卷縮染色體1400nm 中期染色體染色體的結構模型染色體骨架中期染色體去除組蛋白后的電鏡圖片：中間為兩個非組蛋白形成的兩個支架。四、染色體的數目各種生物染色體數目恒定，它們在體細胞中成對，在性細胞中總是成單的。通常以2n表示體細胞的染色體數目，用n表示性細胞的染色體數目玉米(2n=20) 水稻(2n=24) 普通小麥 (2n=42) 蠶豆(

4、2n=12）；大麥(2n =14);馬鈴薯(2n =48) 人(2n =46)動物中某些扁蟲只有4條(n=2)；馬蛔蟲只有2條(n=1)一種蝴蝶(Lysandra)有382條(n=191)四、染色體的數目通常把正常的染色體稱為A染色體;把額外染色體統稱為B染色體。B染色體比A染色體小，能自我復制，當它在細胞中增加到一定數目時，會影響生物的生存。四、染色體的數目原核生物的染色體是裸露的DNA分子或RNA分子。有些是環狀，有些呈線條狀。原核生物的細胞內通常只有一個染色體。且DNA含量低于真核生物。四、染色體的數目第三節 細胞的分裂和細胞周期一、細胞周期二、無絲分裂三、有絲分裂四、減數分裂一 、細胞

5、周期細胞分裂的方式分為無絲分裂、有絲分裂和減數分裂。高等生物體細胞分裂主要是以有絲分裂方式進行的。細胞周期主要包括細胞有絲分裂過程及其兩次分裂之間的間期。G1期：主要進行細胞體積的增長。不分裂細胞則停留在G1 期, 也稱為G0 期。S 期：DNA 合成時期。G2期：為細胞分裂作準備。M期：細胞分裂期。一 、細胞周期一 、細胞周期細胞周期中的關鍵基因：第一類主要控制細胞周期中所需的關鍵蛋白質或酶的合成；第二類是直接控制細胞進入細胞周期各個時期的基因。細胞是否進行入S期的控制點存在于G1 中期細胞周期中一個最重要的控制點就是決定細胞是否進入S期，該控制點的失控往往會導致腫瘤的發生。無絲分裂是原核生

6、物主要的細胞分裂方式。高等植物的木質部細胞、絨氈層細胞、愈傷組織、胚乳細胞等也存在。二、 無絲分裂三、 有絲分裂前期中期后期末期有絲分裂的遺傳意義兩個子細胞的遺傳基礎與母細胞完全相同；具有同樣質量和數量的染色體。保證了個體生長過程中遺傳物質的連續性和穩定性。有絲分裂的特殊形式.多核細胞：細胞核多次分裂而細胞質不分裂。.核內有絲分裂：體細胞染色體加倍著絲點不分裂, 形成多線染色體。四、減數分裂（一）減數分裂過程（二）減數分裂的遺傳學意義（一）減數分裂過程減數分裂是在性母細胞成熟時，配子形成過程中所發生的一種細胞分裂方式。因為它使體細胞染色體數目減半，故稱為減數分裂。減數分裂的主要特點 首先是各對

7、同源染色體在細胞分裂的前期配對或稱聯會；其次是細胞在分裂過程中包括兩次分裂，第一次是減數的；第二次是等數的。減數第一次分裂減數第二次分裂前期中期后期末期前期中期后期末期減數分裂過程前期 細線期減數第一次分裂偶線期:聯會了的一對同源染色體稱為二價體。同源染色體經過配對在偶線期形成聯會復合體。減數第一次分裂聯會復合體由中央成分的兩側伸出橫絲，使同源染色體得以固定在一起。減數第一次分裂粗線期減數第一次分裂二價體中一個染色體的兩條染色單體，互稱為姊妹染色單體，不同染色體的染色單體，互稱為非姊妹染色單體。在粗線期非姊妹染色單體間出現交換，將造成遺傳物質的重新組合。粗線期減數第一次分裂交叉是交換的結果雙線

8、期:減數第一次分裂終變期交叉端化。是鑒定染色體數目的最好時期。減數第一次分裂中期F3減數第一次分裂后期每一級只分到每對同源染色體中的一個，實現了染色體數目減半。F4減數第一次分裂末期末期同時細胞 質分為兩部分，近而形成兩個子細胞，稱為二分體。減數第一次分裂第二次分裂前期中期F5減數第二次分裂后期 著絲點一分為二，各個染色單體由紡錘絲分別拉向兩極。F7減數第二次分裂末期拉到兩極的染色體形成新的子核，同時細胞質又分為兩部分，形成四個子細胞，稱為四分體或四分孢子。減數第二次分裂（二） 減數分裂的遺傳學意義1、保證了親代與子代間染色體數目的恒定性，保證了物種相對的穩定性。2、為生物變異提供了重要的物質

9、基礎。非同源染色體間后期自由組合，n對染色體，就可能有2n種組合方式。水稻：212=4096；人類：223=8 388 608同源染色體的非姊妹染色單體之間可能出現交換(二) 減數分裂的遺傳學意義第四節 配子的形成和受精一、雌雄配子的形成二、植物的授粉與受精三、無融合生殖一、雌雄配子的形成生物的生殖方式分為三種：無性生殖、有性生殖和無融合生殖。無性生殖也稱為營養體生殖。高等生物有性生殖是通過親本雌、雄配子受精而形成合子，隨后進一步分裂，分化和發育而產生后代。一、雌雄配子的形成（一）高等動物性細胞的形成高等植物有性生殖的全部過程都是在花器里進行的。（二）高等植物性細胞的形成被子植物雄配子形成過程

10、雄蕊的花藥中分化出孢原組織，進一步分化為花粉母細胞(2n)，發育成4個小孢子，并進一步發育成4個單核花粉粒，每個花粉粒經過一次有絲分裂，形成營養細胞和生殖細胞，生殖細胞又經過一次有絲分裂，形成一個成熟的花粉粒（雄配子體），其中包括兩個精細胞和一個營養核。被子植物雌配子形成過程雌蕊子房胚珠的珠心中分化為大孢子母細胞或胚囊母細胞，由一個大孢子母細胞(2n)經過減數分裂，形成直線排列的4個大孢子，即四分孢子。其中一個遠離珠孔的大孢子繼續發育，核通過連續三次有絲分裂，形成8個核()的胚囊（雌配子體），其中3個為反足細胞，2個為助細胞，2個為極核，另一個為卵細胞二、植物的授粉與受精授粉：指成熟的花粉粒落

11、在雌蕊柱頭上。植物授粉方式可分為兩大類型：自花授粉和異花授粉。自花授粉:同一朵花內或同株上花朵間的授粉；異花授粉:不同株的花朵間授粉。柱頭與花粉的選擇性：種間的不親和或生殖隔離；花粉生活力強弱；自交不親和（一）授粉雄配子(精子)與雌配子(卵細胞)融合為一個合子，稱為受精。授粉后，花粉粒在柱頭上萌發形成花粉管，穿過花柱、子房和珠孔，進入胚囊。花粉管延伸時，營養核走在兩個精核的前端，花粉管進入胚囊，一旦接觸助細胞即破裂，助細胞同時破壞。（二）受精兩個精核與花粉管內的含物一同進入胚囊，這時一個精核()與卵細胞受精結合為合子，將來發育成胚（2n)同時，另一個精核（n）與兩個極核(+) 受精結合為胚乳核

12、(3)，將來發育成胚乳，這一過程就稱為雙受精（二）受精通過雙受精后發育成的種子，其主要組成部分是胚、胚乳和種皮。胚和胚乳都是通過受精而形成的，但種皮或果皮都是母本花朵的營養組織，與雙受精過程并沒有聯系。一個正常種子胚，胚乳和種皮的染色體數目分別為2，3和2。（二）受精（三）直感現象直感現象：花粉對種子或果實的性狀產生影響的現象。分為花粉直感和果實直感。花粉直感：在3胚乳的性狀上，由于精核的影響而直接表現父本的某些性狀，這種現象稱為花粉直感或胚乳直感。原因：花粉中帶有控制胚乳性狀的顯性基因例如：以玉米的黃粒的植株的花粉給白粒的植株花絲授粉，當代所結子粒即表現為父本的黃粒性狀。胚乳直感果實直感如果

13、種皮或果皮組織在發育過程中由花粉影響而表現父本的某些性狀，則稱為果實直感。與花粉直感的區別：非受精的直接結果例如：棉花的纖維是由種皮細胞延伸的，棉花長纖維品種作為父本和棉花短纖維品種作母本雜交，當代棉籽的發育常因長纖維的父本花粉的影響，而表現出果實直感現象。果實直感三、無融合生殖無融合生殖無融合生殖：雌雄配子不發生核融合，但又能形成種子的一種無性生殖方式。主要有單倍配子體無融合生殖， 二倍配子體無融合生殖、不定胚和單性結實。單性生殖：雌雄配子體不經過正常受精而產生單倍體胚(n)的生殖方式。孤雌生殖：卵細胞未經過受精而發育成有機體的生殖方式。卵細胞雖然未經過受精發育成單倍體胚，但它的極核細胞卻必

14、須受精才能發育成胚乳。1、單倍配子體無融合生殖孤雄生殖：精細胞入卵后尚未與卵核融合，卵核即發生退化、解體，雄核取代了卵核地位，在卵細胞質內發育成僅具有父本染色體的胚。花藥、花粉的離體培養，人為創造孤雄生殖的一種方式。1、單倍配子體無融合生殖2、二倍配子體無融合生殖指從二倍體的配子體發育而成孢子體的無融合生殖類型。由造孢細胞或者由鄰近的珠心細胞形成的胚囊，由于沒有經過減數分裂，故胚囊里所有核都是二倍體(2n)。因此又稱為不減數的單性生殖。在禾本科、薔薇科、菊科等植物中均有發現。由珠心或珠被的二倍體細胞產生為胚，完全不經過配子階段。柑桔類中常出現多胚現象，其中一個胚就是正常受精發育而成的。其余的胚

15、則是珠心組織的二倍體體細胞進入胚囊發育的不定胚。3、不定胚4.單性結實單性結實：子房不經過受精作用，在花粉的刺激下發育成果實的現象。葡萄、柑橘常有自然發生的單性結實。利用生長素代替花粉的刺激也可以誘導單性結實，如番茄、辣椒等。第五節 生活周期一、世代交替生物的生活周期是指個體發育的全過程。高等生物的生活周期是指從合子到個體成熟所經歷的一系列的發育階段。有性生殖生物的生活周期大多包括一個有性世代和無性世代，二者交替發生，稱為世代交替.一、世代交替在高等植物中，一個受精卵發育成一個孢子體（2n），稱為孢子體世代，是無性世代。孢子體經過一定的發育階段，某些細胞特化經過減數分裂，染色體數目減半，形成配子體(n)，產生雌雄配子，稱為配子體世代，是有性世代。一、世代交替雌配子和雄配子經過受精形成合子，于是又發育為新一代的孢子體(2n)。孢子體世代與配子體世代的相互交替，恰與這兩個世代的染色體數目的變換是一致。二、低等生物的生活周期紅色面包霉的生活周期紅色面包霉的單倍體世代（n=7）是多細胞的菌絲體和分生孢子。由分生孢子發芽形成為新的菌絲，這是它的無性世代。但是，當兩種不同生理類型的菌絲， 通過融合和異型核的接合而形成為二倍體的合子（2n=14），這便是它的有性世代。三、 高等植物的生活周期高等植物的生活周期高等植物