第1章 遗传的细胞学基础

第1章遗传的细胞学基础,第1节细胞的结构和功能,动物细胞结构模型,植物细胞结构模型,原核细胞,细胞质,细胞器,细胞核nucleus,核仁nucleolus,第2节染色体,染色质,染色质(chromatin)：间期细胞核内能被碱性染料着色的物质。组成：DNA、组蛋白、非组蛋白、RNA染色质丝：10nm，含有一条DNA分子,染色质的基本结构单元,核小体(nuclesome)8个组蛋白分子组成核小体的核心（H2A、H2B、H3、H4）DNA绕八聚体1.75圈，大约146bp组蛋白H1结合在DNA分子的出口和入口处两个核小体之间有连接DNA，8114bp,染色质丝示意与电镜图,鸡红细胞核内染色质电镜图,染色质电镜照片,核小体结构示意图,核小体结构示意图,染色质和染色体,常染色质和异染色质,常染色质euchromatin间期染色浅，分裂期染色深活跃转录异染色质heterochromatin间期染色深，分裂期染色浅一般无转录活性,染色体微结构示意图,真核生物染色体chromosome,在真核生物分裂期间，在光学显微镜下可以清楚地看到染色体。主缢痕（着丝粒）次缢痕染色体臂,着丝粒的位置决定染色体的形态,有丝分裂中期染色体,核型分析（analysisofkaryotype）,对生物细胞核内染色体的形态特征进行分析。,人类染色体核型分析,人类染色体的核型分析,染色体的数目,绝大多数物种的染色体数目都是固定的在体细胞中染色体成对存在（2n）成对的染色体称为同源染色体homologouschromosome性细胞中的染色体数目只有体细胞的一半（n）,常见物种的染色体数目（2n）,超数染色体,在某些生物体内，除了正常染色体以外，还会有一些额外的染色体超数染色体（supernumerarychromosome）正常染色体称为A染色体超数染色体称为B染色体,第3节细胞周期和细胞分裂,细胞的分类,永久分化细胞休眠细胞（G0期细胞）连续分裂的细胞,细胞周期,连续分裂的细胞又称为周期中细胞（cyclingcell）细胞周期：细胞从前一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的时间分为：间期、分裂期,细胞分裂间期interphase,从前一次分裂结束到下一次分裂开始的过程G1SG2M,细胞周期示意图,细胞有丝分裂周期,细胞周期的控制点(G1/SandG2/M),第一类基因主要控制细胞周期中的关键蛋白质或酶合成基因控制细胞周期第二类基因直接控制细胞进入各个时期（失控-肿瘤）,二、细胞无丝分裂与有丝分裂无丝分裂（直接）细胞分裂有丝分裂,细胞的无丝分裂,也称为直接分裂（directdivision）不产生纺锤丝，因而称为无丝分裂是原核生物的主要分裂方式真核生物中也存在无丝分裂无丝分裂不能保证遗传物质的均等分配,细胞的有丝分裂,为研究方便起见，分为：前期prophase中期metaphase后期anaphase末期telophase,Mitosis,有丝分裂的遗传学意义,子代细胞核精确地含有和亲代细胞核完全相同的遗传物质。均亲分裂，保证了遗传物质在同一世代内稳定存在和传递。保证了物种的连续性和遗传稳定性。,细胞的减数分裂meiosis,又称为成熟分裂maturationdivision是生物性母细胞成熟后形成配子过程中发生的特殊有丝分裂。分裂产物中的染色体数目只有母细胞的一半，所以称为减数分裂。,减数分裂过程,减数分裂,减数分裂前期I,经历的时间最长，过程最复杂，与遗传学关系最密切,粗线期（pachytene）：交换crossingover,减数分裂双线期的交叉,减数分裂的特点,1、包括连续的两次分裂:第一次分裂染色体是减数的，第二次分裂染色体是等数的。最终分裂产物中染色体数减半。2、DNA复制一次，细胞分裂两次，子细胞中的DNA量只有母细胞的1/2。3、同源染色体在前期I联会，非姊妹染色单体发生交换。,减数分裂的遗传学意义,Chr数减半，保证了亲子代间Chr数目的恒定性，保证了物种的相对稳定性。为生物的变异提供了重要的遗传物质基础，有利于生物的适应和进化，并为人工选择提供了丰富的材料。后期I同源染色体的两个成员随机分向两极，各个非同源染色体可以自由组合在一个子细胞中。n对染色体就有2n种组合方式。前期I同源染色体的非姊妹染色单体之间的片段互换。,第4节配子的形成和受精,生殖方式,无性生殖asexualreproduction有性生殖sexualreproduction同配生殖isogamy异配生殖heterogamy卵式生殖oogamy,高等动物配子形成过程示意图,高等植物配子形成过程示意图,高等动物性细胞形成过程,植物的授粉与受精,授粉(pollination)：成熟的花粉粒落到柱头上并开始萌发的过程。自花授粉异花授粉（风媒、虫媒）常异花授粉受精(fertilization)：雌雄配子融合成为合子的过程。,植物授粉与受精自花授粉：同一花朵或同株异花授粉方式异花授粉：不同植株间受精：雄配子+雌配子合子精核(n)+卵细胞(n)胚(2n)双受精精核(n)+2极核(n)胚乳(3n),被子植物的双受精,1898年俄国科学家纳瓦兴发现了被子植物的双受精现象(doublefertilization)。一个精核与卵细胞融合成合子（2n）一个精核与2个极核融合成胚乳核（3n）,种子的结构,种子：胚、胚乳、种皮、果皮果皮：由子房壁发育而来种皮：来自胚珠的珠被胚（2n）胚乳（3n）,母体组织的一部分（2n）,受精产物,直感现象,胚乳直感（xenia）：3n胚乳直接表现父本的某些性状玉米白粒黄粒当代种子黄色果实直感（metaxenia）：2n种皮或果皮由于花粉影响而表现父本的某些性状棉花短纤维长纤维种子长纤维,胚乳直感和果实直感的区别：,胚乳直感是受精的结果果实直感不是受精的直接结果,无融合生殖,无融合生殖（apomixis）：不经过受精过程而形成胚和种子。实质：无性生殖但是，在性器官中发生,单倍体无融合生殖,又称单性生殖。减数分裂产物未经受精直接发育成胚（n）。,孤雌生殖（femaleparthenogenesis）,未受精的卵细胞发育成胚。,孤雄生殖（maleparthenogenesis）,未受精的精核发育成胚。,无配子生殖(apogamy),助细胞或反足细胞发育成胚。,花粉培养,人工诱发花粉形成胚状体进而发育成植株。,二倍体无融合生殖,胚囊中的细胞不经过减数分裂直接发育成胚。造孢细胞、珠心细胞（2n）,不定胚,体细胞直接发育成胚（2n）。多是珠心、珠被或其邻近的细胞。,单性结实,子房不经过