遗传学----第3章

1、本章重点1、细胞的有丝分裂、减数分裂，核内染色体形态、结构和数目染色体的形态、结构和功能配子的形成和受精动物和植物的生活周期第一节 细胞一、原核细胞1、细胞的组成细胞壁：蛋白聚糖等；细胞膜：磷脂和蛋白质等；细胞质：核糖体等；核区：DNA、RNA等。二、原核生物细菌、蓝藻等低等生物由原核细胞构成，没有真正的细胞核，统称为原核生物（prokaryote）二、真核细胞细胞壁质膜（细胞膜）原生质细胞细胞质细胞核内质网、线粒体叶绿体、液泡溶酶体、高尔基体核糖体、中心体核膜染色质核仁重要性1、几乎在所有生物体中，包括病毒和细菌在内都含有染色体；2、真核生物各物种染色体均有特定的形态特征，在细胞分裂的中期和

2、早后期最为明显和典型；3、真核生物中期染色体分散排列在赤道板上，故通常以这个时期进行染色体形态的识别和研究。染色质 (chromatin) 间期细胞内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构染色体（chromosome） 细胞在分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构常染色质 低度折叠压缩的染色质，处于常染色质状态是基因转录 的必要条件。 异染色质 压缩程度高,处于凝集状态，碱性染料染色时着色深的染色质 活性染色质 具有转录活性的常 染色质非活性染色质 不进行转录的染色质， 包括异染色质和部分常染色质核小体核小体组蛋白组蛋白八聚体八聚体组蛋白组蛋白H1DNA短臂短臂着丝粒着丝粒长

3、臂长臂DNA染色单体染色单体l多级螺旋模型多级螺旋模型(multiple coiling model )l骨架骨架放射环模型放射环模型( scaffold-radial loop structure model) 中期染色体的两条姐妹染色单体以着丝粒相连。由着丝粒在染色体上的位置可分为: 中着丝粒染色体中着丝粒染色体 近中着丝粒染色体近中着丝粒染色体 近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体 端着丝粒染色体端着丝粒染色体中着丝粒中着丝粒染色体染色体近中着丝粒近中着丝粒染色体染色体近端着丝粒近端着丝粒染色体染色体端着丝粒端着丝粒染色体染色体复制起点复制起点 确保染色体能够自我复制确保染色体能够自我复制着

4、着 丝丝 粒粒 使复制了的染色体能够平均使复制了的染色体能够平均 分配到子细胞中分配到子细胞中端端 粒粒 使使DNA能够完成复制，保持能够完成复制，保持 染色体的独立性与稳染色体的独立性与稳 定性定性1、各物种之间差异很大，染色体大小主要指长度。同一物种染色体宽度大致相同。2、高等植物中，单子叶植物的染色体比双子叶植物要大一些。各生物的染色体不仅形态结构相对稳定，而且其数目成对。同源染色体：形态和结构相同的一对染色体。异源染色体：两对形态和结构不同的染色体，互称为异源染色体。真核生物染色体编号根据染色体长度、着丝点位置、长短臂比、随体有无等特点进行编号。真核生物染色体的一般特点1、数目恒定。（

5、各种生物染色体数目见：P50， 表3-1各种生物的染色体数目）2、体细胞（2n）是性细胞（n）的一倍。3、与生物进化的关系：无关，可用于物种的分类。4、染色体数目恒定也是相对的（如动物的肝、单子叶植物的胚乳）。5、通常原核生物细胞里只有一个染色体，且DNA含量低于真核生物。细胞繁殖（cell reproduction） 细胞生命的一个基本特征。单细胞生物以此繁殖后代，而多细胞生物则依赖它来完成个体发育。它是细胞分化的基础细胞分化（细胞分化（cell differentiation） 胚胎细胞分裂后的未定型细胞胚胎细胞分裂后的未定型细胞或简单可塑性细胞，在形态和化学或简单可塑性细胞，在形态和化学

6、组成上向专一性或特异性方向转化，组成上向专一性或特异性方向转化，演变为特定细胞类型的过程演变为特定细胞类型的过程第二节 细胞分裂细菌的有丝分裂：细菌属于原核类。原核类与真核类细胞的不同（1）原核类细胞缺少某些细胞器（如真核类细胞中含有线粒体、叶绿体）。（2）细菌染色体位于细胞内核区中，核区外面没有核膜，故称原核。每一原核类细胞中通常只有一个染色体，且染色体结构简单，是一个裸露的DNA分子。细菌染色体附着在一个称为间体的圆形结构上，这结构是由细胞质膜内陷而成的。染色体分裂为二后，原有染色体和新复制的染色体分别附着在与膜相连的间体上。细菌分裂时，细胞延长，带着原有染色体的细胞膜部分与带着新复制染色

7、体的另一细胞膜部分彼此远离，当两染色体充分分开时，中间发生凹陷，细菌细胞分成两个，这样每一染色体处在各别的细胞中。细菌细胞的有丝分裂真核类细胞分裂一、间期：两次分裂的中间时期。一般看不到染色体结构，这是细胞核在生长增大，代谢旺盛，贮备了细胞分裂时所需的物质。可分为三个时期：1、合成前期（G1）：有丝分裂结束与DNA合成开始前的间隙。RNA和蛋白质的合成。（蚕豆5.0小时）2、合成期（S）：DNA合成期，DNA加倍，RNA继续合成，但程度降低。 （蚕豆7.5小时）3、合成后期（G2）：DNA合成结束和有丝分裂前的间隙。有丝分裂所需能量储积。 （蚕豆5.0小时）二、分裂期（M）：一个细胞形成两个子

8、细胞（1）前期：染色体细丝开始螺旋化，染色体缩短变粗，着丝区域变的相对清楚。前期末，染色体缩得很短，核仁逐渐消失，核膜开始崩解。（2）中期：染色体向赤道面移动，着丝粒区域排列在赤道板上。（3）后期：每一染色体的着丝粒已分裂为二，相互分离。着丝粒分开后，被纺锤体拉向两极，并列的染色单体分别向两极移动。（4）末期：两组染色体到达两极，染色体的螺旋结构消失。最后，两个子核的膜重新形成，核仁重新出现，纺锤体也跟着消失。（5）胞质分割：动物细胞在赤道区域收缩、深化、细胞一分为二；植物细胞由两个子核中间残留的纺锤体形成细胞板，最后成为细胞膜、分成两个子细胞。有丝分裂图解有丝分裂意义1、生物学意义有丝分裂促

9、进细胞数目和体积的增加；均等方式的有丝分裂，能维持个体正常生长和发育，保证物种的连续性和稳定性。2、遗传学意义核内各染色体准确复制为二两个子细胞具有与母细胞完全相同的遗传基础。复制的各对染色体有规则且均匀地分配到两个子细胞中-子、母细胞具有同样质量和数量的染色体。成熟分裂（减数分裂）1、概念：减数分裂是性母细胞成熟时配子形成过程中发生的一种特殊有丝分裂-使细胞染色体数目减半。例如：水稻2n=24-n=12玉米2n=20-n=10n（卵）+ n（精子）-2n（体）受精作用可保证物种染色体数恒定。2、减数分裂特点：1、各同源染色体在细胞分裂前期配对（或联会）；1、连续进行二次核分裂，而染色体只复制

10、一次，结果形成四个核，每个核只含有单倍数的染色体，即染色体数减半，所以又称减数分裂。第一次分裂染色体减半，第二次分裂染色体等数；2、前期特别长，而且变化复杂，其中包括相同染色体的配对、交换和分离等。3、减数分裂各个时期第一次减数分裂1、细线期：染色质浓缩为几条细而长的细线。2、偶线期：形态与细线期没有多大变化。但同源染色体开始配对。3、粗线期：染色体继续缩短变粗，两条同源染色体配对完毕。（此时2n条染色体变为 n组染色体，每一组含有两条同源染色体，这种配对的染色体称为双价体。同源染色体配对或联合过程中，出现联会复合体。它的形成可能与同源染色体配对和染色体交换有关。粗线期末，每一染色体含有两条染

11、色单体，即姐妹染色单体。即双价体含有四条染色单体。）4、双线期：双价体中两条同源染色体开始分开，但分开不完全，在同源染色体之间若干处发生交叉而相互连接。染色体螺旋化程度加深。5、浓缩期：染色体变得更粗短，螺旋化程度达到最高。双价开始向赤道面移动，纺锤体开始形成。6、中期：双价体排列在赤道面上。7、后期：双价体中的两条同源染色体分开，分别向两极移动。8、末期：核膜重建，核仁重新形成，细胞质分裂，成为两个子细胞。9、减数间期：细胞核形态与有丝分裂相似。但没有DNA合成期，所以没有染色体复制。第二次减数分裂与有丝分裂相似。减数分裂各个时期图解 4、减数分裂的意义1、生物生活周期和配子形成过程中必要阶段。2、最后形成雌雄性细胞，各具半数染色体（n）。雌雄性细胞受精-（ n+ n-2 n ）-合子-全数染色体-保证亲、子代间染色体数目的恒定和物种的相对稳定性。3、在中期各对同源染色体排列在赤道板上，在后期染色体是随机分别拉向二极自由组合。n对染色体，非同源染色体分离时的可能组合数为2n 。如水稻n=12，故组合数为2n = 212 =4096；茶n=15，组合数为2n = 215 = 32768。4、各同源染色体非姐妹染色单体间的片段可发生各种方式的交换，因而可为生物变异提供物质基础-有利于生物生物生存及进化为人工选择提供材料。5、有丝分裂与减数分裂的比较（