遗传的细胞学基础1.ppt

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1、第一章 遗传的细胞学基础 第一节 细胞的结构和功能 第二节 染色体的形态和数目 第三节 染色体的结构 第四节 细胞的有丝分裂 第五节 细胞减数分裂 第六节 配子的形成和受精 第七节 生活周期,第一节 细胞的结构与功能 一、细胞壁 二、细胞膜 三、细胞质 四、细胞核,序 动物细胞的组成：细胞膜、细胞质 和细胞核三部分组成 植物细胞的组成：细胞壁、细胞膜、 细胞质和细胞核四部分组成 一、细胞壁（cell wall） 植物细胞特有结构 在细胞最外层 由纤维素和木质素等构成“坚硬” 结构 起保护和支架作用 壁上有使相邻两个细胞相通的 “胞间连丝”结构,第一节 细胞的结构与功能 一、细胞壁 二、细胞膜

2、三、细胞质 四、细胞核,二、细胞膜（plasma membrane）亦称质膜 在细胞壁内、细胞质外的薄膜 多种功能：物质运输、信息传递、能量转 换、代射调控、细胞识别等。 三、细胞质（cytoplasm） 在质膜之内核之外呈胶体溶液的原生质。 内含多种物质（蛋白质、脂肪等）；多种 细胞器。 主要细胞器有： 线粒体：动力工厂和遗传物质载体 质体：叶绿体、有色体、白色体。光合 作用和遗传物质载体 核糖体：合成蛋白质场所 其他细胞器：内质网、高尔基体和液 泡等。,第一节 细胞的结构与功能 一、细胞壁 二、细胞膜 三、细胞质 四、细胞核,四、细胞核（nucleus） 1、原核细胞和真核细胞 原核细胞（

3、prokaryotic cell） 含有核物质，但没有核膜， 称“拟核” 没有诸如线粒体、内质网、高 尔基体等细胞器，有核糖体。 真核细胞（eukaryotic cell） 有真正的核（由核膜包裹 着遗传物质） 各种由膜包裹的细胞器,第一节 细胞的结构与功能 一、细胞壁 二、细胞膜 三、细胞质 四、细胞核,2原核生物和真核生物 原核生物 具有原核细胞的生物，如细菌和蓝藻等 真核生物 具有真核细胞的生物，所有 高等动植物；单细胞藻类、真菌 和原生动物等。 3真核的组成及其功能 组成：由核膜和核液组成，核液 中含有核仁和染色质。,第一节 细胞的结构与功能 一、细胞壁 二、细胞膜 三、细胞质 四、细

4、胞核,染色质：是细胞处于分裂间期一种形 态，它是核内由于碱性染料 而染色较深的、纤细的网状 物。当细胞处于分裂时，染 色质卷缩形成具一定形态结 构的染色体。 核仁：是核内染色最深通常圆球状 的结构。 功能：主要的遗传物质所在地，所 以承担主要的遗传功能。,第一节 细胞的结构与功能 一、细胞壁 二、细胞膜 三、细胞质 四、细胞核,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征,一、染色体（chromosome）的形态特征 基本组成 一个着丝粒和被着丝粒分开的2个臂，两臂顶端各有一个特殊的结构称为端粒。,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,第二节 染色体的形态和数

5、目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,形态结构 着丝点 细胞分裂时，纺锺丝附着在着丝粒区域。着丝点在特定的染色体中其位置是恒定的。这个区域又被称为主缢痕。因为着丝点染色后不着色，使染色体在光镜下就好象在着丝点部分中断了。 根据着丝点所在的位置，可把染色体分为以下几种:,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,中间着丝点染色体：着丝点位于 染色体中间，两臂相等。 近中着丝点染色体：着丝点较近 于染色体一端，两臂不等。 近端着丝点染色体：着丝点靠近 染色体末端（端粒）。 端着丝点染色体：着丝点在染色 体末端。,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、

6、染色体的数目,次缢痕 除主缢痕外，在某些染色体的一个或两个臂上还常另外有缢缩部分，其染色也较淡，这一部分称为次缢痕。 其位置固定，通常在短臂的一端。,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,核仁组织中心 次缢痕一般具有组成核仁的特殊功能，在细胞分裂时，紧密联系着一个球形的核仁，所以次缢痕又称为核仁组织中心。 随体（saellite） 某些染色体，次缢痕的末端所具有的圆形或略呈长形的突出体。,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,同源染色体和异源染色体 同源染色体（hom

7、ologous chr.） 各种生物染色体形态结构不仅是相对稳定的，而且数目一般是成对存在的，这种形态和结构相同的一对染色体称为同源染色体.,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,异源染色体（non-homologous chr.） 同一染色体群体中，形态结构不同的染色体，称为异源染色体。 染色体组型分析或称核型分析：对生物核内全部染色体的形态特征包括染色体长度、着丝点位置、臂比、随体有无等进行全面的分析，并列表表示。,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,二、染色体的数目 1.染色体的数目特征 恒定性，同一种生物染色 体数目是恒定的

8、。 在体细胞中是成对的，以 2n表示；在性细胞中总是 成单的，以n表示。 不同种染色体数目差异很 大，从最少1对至600多对 不等。,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,2.A染色体和B染色体 有些生物：正常恒定染色体+ 额外的小染色体。通常把正常 的染色体称为A染色体；把额 外小染色体称为B染色体或副 染色体。,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,B染色体的特征与特性 普遍性：640多种植物， 170多种动物。玉米。 较A染色体小，多由异染色质 组成，不载有基因，但可复制。 一般对生长没有影响，但增加 一定数量时，就不利生存。,

9、第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,*黑麦(S. cereale, 2n=14)的B染色体,3.原核生物染色体 原核生物的染色体是裸露的DNA分子（细菌等）或RNA分子（病毒等）。 细菌只有一个染色体，其DNA呈线状或环状。线粒体和叶绿体的DNA也是裸露的，呈环状。,第二节 染色体的形态和数目 一、染色体的形态特征 二、染色体的数目,第三节 染色体的结构 一、 染色质 二 、染色体的结构,采用碱性染料对未进行分裂的细胞核(间期核)染色，会发现其中具有染色较深的、纤细的网状物，称为染色质。 在细胞分裂过程，核内的染色质便卷缩而呈现为一定数目和形态的染色体。 染色质

10、和染色体是同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态。,染色体： 是遗传信息的主要载体； 具有稳定的、特定的形态结构和数目； 具有自我复制能力； 在细胞分裂过程中数目与结构呈连续而有规律性的变化。,一、染色质 染色质的组成：由DNA和蛋白质 组成，其中DNA约占染色质重量的30-40%，与DNA结合的蛋白为碱性蛋白。 异染色质和常染色质。这是根据染色质染色反应而划分的，其中染色很深的区段称异染色质，染色很浅的区段，称为常染色质。,第三节 染色体的结构 一、 染色质 二 、染色体的结构,二、染色体的结构 每条染色体是由两条染色单体（chromatid）组成的，每条染色单体由一条DNA与蛋白质结合形

11、成的染色质线组成,第三节 染色体的结构 一、 染色质 二 、染色体的结构,(一)、原核生物染色体,(二)、 染色质的基本结构,2. 基本结构单位. 串珠模型：染色质的基本结构单位是核小体、连接丝(linker)、组蛋白H1。 每个基本单位约180-200个核苷酸对(碱基对, bp-base pair). 核小体(nucleosome), 又称纽体(-body)(约11nm). 组蛋白：H2A、H2B、H3、H4四种组蛋白各两分子的八聚体，直径约10nm). DNA链：DNA双螺旋链盘绕于组蛋白八聚体表面1.75圈，约合146bp.,核小体的结构示意图,(二)、 染色质的基本结构,2. 基本结构

12、单位 连接丝(linker)：核小体间的连接部分，两个核小体之间的DNA双链；含50-60碱基对，变化范围8-114bp。 组蛋白H1：结合于连接丝与核小体的接合部位。去除H1不影响核小体的基本结构。 *采用酶解等方法轻微处理可以消化掉H1，而不影响其它蛋白质分子。,(三)、 染色体的结构模型,染色体的单线性. 未经复制的染色体含有一个染色单体。 染色单体含有一条双链DNA分子与蛋白质结合后形成的一条线性、无分支染色质线。 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DNA分子，所以含有两条姊妹染色单体。,(三)、 染色体的结构模型,(三)、 染色体的结构模型,染色质的不同状态： 在

13、DNA进行复制或转录时(主要在间期)，必须(局部)以DNA单链状态存在，所以核小体的结构也必须解开(染色质呈松弛状态)； 而在细胞分裂中期，染色质呈高度螺旋化状态，并且每条染色体都呈现其固有的形态特征。 很显然这两种状态间的转换不是随机、无序的卷缩，而应该是按照一定的规律转换的。,(三)、 染色体的结构模型,贝克等(Bak, A. L., 1977)：染色体四级结构模型理论能够在一定程度上解释染色质状态转化的过程 1. DNA+组蛋白 核小体+连接丝 2. 核小体 螺线体(solenoid) 3. 螺线体 超螺线体(super-solenoid) 4. 超螺线体 染色体,DNA+组蛋白 核小体

14、+连接丝,核小体+连接丝 螺线体(solenoid),螺线体 超螺线体 (super-solenoid),超螺线体 染色体,*几个值得注意的问题： 1、三个层次与四个层次的问题(超螺线体阶段) 2、线性动态性 3、时间动态性 4、非组蛋白骨架(scaffold)/中心(central core),*染色体形成过程中长度与宽度的变化,(四)、着丝粒和端体,着丝粒(centromere)： 缺少着丝粒的染色体片段在细胞分裂过程中不能正确分配到子细胞中，因此经常发生丢失； 同一物种染色体间着丝粒的结构和功能没有本质区别，可以互换； *由两端保守边界序列和中间富含A+T序列(约90bp)构成。,端体/

15、端粒(telomere)： 对染色体DNA分子末端起封闭、保护作用； 防止DNA酶酶切； 防止发生DNA分子间融合； 保持DNA复制过程中的完整性。 *端粒长度可能与细胞寿命有关。 端粒酶(性母细胞).,(五)、 常染色质和异染色质,染色是染料分子与染色质线中DNA分子结合，使染色质线在光学显微镜下呈一定的颜色。 如果DNA链存在状态不同，与染料间反应也将有所不同； DNA链的密度不同，一定区域内结合染料分子的量不同，染色深浅也将有所不同。,通常根据间期染色反应，可以将染色质分为异染色质和常染色质。 异染色质(heterochromatin)：在细胞间期染色质线中，染色很深的区段。 常染色质(

16、euchromatin)：染色质线中染色很浅的区段。,常染色质和异染色质,结构差异: 两者结构上连续，化学性质上没有差异，只是核酸螺旋化程度(密度)不同。 异染色质在间期的复制晚于常染色质，间期仍然高度螺旋化状态，紧密卷缩(异固缩, heteropycnosis)，所以染色很深； 而常染色质区处于松散状态，染色质密度较低，因此染色较浅。,功能差异: 遗传信息的表达(转录)主要在间期进行，并需要染色质(局部)处于解螺旋状态。 异染色质在遗传功能上是惰性的，一般不编码蛋白质，主要起维持染色体结构完整性的作用。 常染色质间期活跃表达，带有重要的遗传信息。,组成性异染色质与兼性异染色质,组成性(con

17、stitutive). 构成染色体的特殊区域，如：着丝点部位等； 在所有组织、细胞中均表现异固缩现象； 只与染色体结构有关，一般无功能表达； *主要是卫星DNA。,兼性(facultative). 可存在于染色体的任何部位； 在一些组织中不表现异固缩现象(象常染色质一样正常表达)，而在其它组织中表现异固缩现象(完全不表达)； 携带组织特异性表达的遗传信息。 X染色体是一个特例，教材上的例子并不恰当。,*染色体组型分析与带型分析,染色体组型分析(genome analysis)，又称核型分析(analysis of karyotype): 在细胞学制片(光学)显微观察基础上，统计细胞内染色体数目

18、、并根据染色体的长度、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。 当这些特征仍然不足以区分、识别物种各对同源染色体的时候，常常需要运用染色体显带资料。,genome 染色体组 基因组 一个物种细胞核内全部遗传物质(染色体/基因)的总和,*染色体组型分析与带型分析,染色体带形： 通过一系列特殊的处理，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就称为染色体分带、显带(chromosome banding)或染色体分染(differtial staining of

19、chromosome)。 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： 利用细胞内各染色体带形进一步区分、识别染色体的工作。,*黑麦(Secale cereale, 2n=14)染色体Giemsa C-带,*常规染色技术与显带技术的结果,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,一、有丝分裂的过程 1.有丝分裂与无丝分裂 无丝分裂（也称为直接分裂） 细胞核拉长，缢裂成两部分，接着胞质分裂

20、2个子细胞，看不到纺锺丝。细菌等原核生物、高等植物一些专化组织或病变组织中发生。,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,有丝分裂 基本特征 包含两个紧密相连的过程：先是核分裂为二，接着质才分裂2个子细胞。在核分裂启动前，还存在一个准备期，进行DNA复制，即所谓的间期，核分裂的变化有明显特征，可进一步划分为四个时期，即前期、中期、后期和末期。,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,间期 细胞连续两次分裂之间的一段时间，称为间期。间期看不到染色体，只有染色质，核处于高度活跃的代谢状态，主要是进行DNA和组蛋白的合成以及细胞生长，为

21、分裂作准备。根据间期DNA合成特点，间期又细分三个时期合成前期G1、合成期S和合成后期G2，所以细胞周期包括G1、S、G2 和分裂期M。M期最短。,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,前期（prophase） 细胞核内出现细长而卷曲的染色体，以后逐渐缩短变粗。每个染色体有两个染色单体。核膜和核仁逐渐模糊不清。动物细胞中中心体分裂为二，并向两极分开，每个中心体周围出现星射线，在前期最后阶段将逐渐形成丝状的纺锤丝。植物细胞没有中心体，只在两极出现纺锤丝。,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,中期（metaphase） 核仁和核

22、膜均消失了，核与细胞质已无可见的界限，细胞中部形成纺锤体，染色体的着丝点均排列在纺锤体中央的赤道面上，而两臂则自由地分散在赤道面的两侧。,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,后期（anaphase） 每个染色体的着丝点分裂为二， 这时各条染色单体已各成为一个染 色体。随着纺锤丝牵引每个染色体 分别向两极移动，因而两极各具有 与原来细胞同样数目的染色体。,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,末期（telophase） 染色体已全部移向两极，并逐渐变得松散细长，核仁重新出现，核膜重新形成。于是在一个母细胞内形成两个子核。同时细

23、胞质分裂，在纺锤体的赤道板区域形成细胞板，不久形成新的细胞壁，分裂为两个子细胞。子细胞进入下一次分裂前的间期状态，或只进行生长并分化成专化细胞。,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,有丝分裂要注意的问题,1.DNA复制是在间期进行 2、间期为染色质，分裂期是染色体！ 3、前期（含中期）染色体是由两条染色单体组成的。 4、中期着丝点排列中央赤道板上。 5、后期是染色单体分开。 6、从后期至末期染色体重新变成染色质期间染色体是单条的。 7.两个子细胞的染色体数目与结构和母体的一样,有丝分裂过程的持续时间 因物种和外界环境而异，一般前期最长（1-2h），其他时期较

24、短（5-30min） 举例：在25条件下，几种作物有丝 分裂的持续时间 豌豆根尖细胞 83min 大豆根尖细胞 114min 蚕豆根尖细胞 114min,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,二、有丝分裂的遗传学意义 1保证了物种的连续性和稳定性 2维持个体的正常生长和发育,第四节 细胞的有丝分裂 一 、有丝分裂的过程 二、有丝分裂的遗传学意义,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 二、减数分裂的遗传学意义,一、减数分裂的过程和特点 1.定义 减数分裂（meiosis），又称成熟分裂，是在性母细胞成熟时，配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂。由于它使体

25、细胞染色体数目减半，所以称为减数分裂。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程和特点 二、减数分裂的遗传学意义,2.主要特点 同源染色体在前期发生配对联会。 包括两次分裂，即减数分裂和减数分裂。第一次发生染色体减数，第二次是等数。 最后形成的子细胞染色体数目较母细胞减少一半。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,植物减数分裂示意图,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程和特点 二、减数分裂的遗传学意义,3.分裂过程的主要特点 (1)前期 可进一分为五个时期：细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程和特点 二、

26、减数分裂的遗传学意义,细线期(leptotene) 核内出现细长如线的染色体，染色体围绕核仁凝聚呈“半月形”。 由于染色体在间期已经复制,这时每个染色体都是由共同的一个着丝点联系的两条染色单体组成,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,偶线期(zygotene) 同源染色体（homologous chromosomes）开始配对pairing）和重组（recombination），形成联会复合体(SC）。染色体仍主要集中在核仁周围，但开始有所散开。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,粗线期(pachytene) 完

27、全联会配对（fully synapsed），染色体明显缩短变粗，分散在核液中，易于鉴别。因为二价体实际上已经包含了四条染色单体,故又称为四合体(tetrad).在二价体中一个染色体的两条染色单体,互称为姊妹染色体。而不同染色体的染色单体,互称为非姊妹染色单体。此时非姊妹染色单体间出现相互交换(reciprocal recombination)。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程和特点 二、减数分裂的遗传学意义,二价体是指同源染色体对应部位相互紧密排列,并纵向联结在一起,这样联会的一对同源染色体就称为二价体。,粗线期(pachytene) 完全联会配对(fully synapsed），染

28、色体明显缩短变粗，分散在核液中，易于鉴别。因为二价体实际上已经包含了四条染色单体,故又称为四合体(tetrad).在二价体中一个染色体的两条染色单体,互称为姊妹染色体。而不同染色体的染色单体,互称为非姊妹染色单体。此时非姊妹染色单体间出现相互交换(reciprocal recombination)。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,双线期(diplotene) 同源染色体分开，但交叉处仍相连（the homologous chromosomes separate but remain associated by chiasmata）, 这种交叉现象是

29、非姊妹染色单体之间某些片段在粗线期发生相互交换的结果。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,终变期（diakinesis） 染色体纵向收缩（chomosovnes contract lengthwise），高度浓缩变粗。 此时每个二价体分散在整个核内，可以一一区分开来，所以是鉴定染色体数目的最好时期。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,（2）中期 核仁和核膜消失，细胞质里出现纺锤体。纺锤丝与各染色体的着丝粒连接。同源染色体的着丝点不象有丝分裂中期整齐地排列在赤道板上，而是分散在赤道板的两侧，即同源染色体的二条染色

30、体着丝点是面向相反的两极，并且每个染色体的着丝点朝哪一极是随机的。也是鉴定染色体数目的最好时期。,有丝分裂中期,减数分裂中期I和后期I,(3）后期 由于附着在同源染色体着丝点上的纺锤丝的牵引，同源染色体彼此向两极方向分开，即同源染色体中的二条染色体分别移向两极，使两极分别得到一半染色体，实现了2n数目的减半（n）。这时每个染色体还是包含两条染色单体，因为它们的着丝点并没有分裂。,（4）末期 染色体移到两极后，松散变细，逐渐形成2个子核。同时细胞质分为两部分，形成两个子细胞，称之为二分体（dyad） 在末期后大都有一个短暂的时期称为中间期（interkinesis）。与前面间期和有丝分裂的间期有

31、两点显著的不同： 一是时间很短。 二是DNA不复制，DNA含量没有变化。,（5）前期 染色体重新出现，但数目是减半的。每个染色体有两条染色单体，彼此散得很开，但着丝点仍接在一起。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,（6）中期 染色体向赤道板靠拢，每个染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上。 （7）后期 着丝点分裂为二，染色单体分别移向两极。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,（8）末期 染色体形成新的子核，同时细胞质又分成两部分。这样经过两次分裂，形成四个子细胞，称为四分体（tetrad）或四分孢子（tetrasp

32、ore）。每个孢子只有母细胞一半的染色体。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,二、减数分裂的遗传学意义 1. 减数分裂与有丝分裂的异同点 名 称 间 期 前 期 中 期 有丝分裂 合成100%DNA 染色质染色体 着丝点排列 赤道板上 减数分裂 间期,合成 前期,持续时间 中期,着 99.7%DNA 长,进行同源染色 丝点不排列 配对、联会、交 赤道板上, 换和交叉 。合 朝向两极 成0.3%DNA.,名 称 后 期 末 期 间 期 有丝分裂 着丝点分开 细胞质分裂形成 染色单体分开 两个子细胞，染 色体数目不变 减数分裂 后期，着丝 末期，形成两个

33、短，无 点不分开，同 子细胞，染色体数 DNA合成 源染色体分开 目减半,名 称 前 期 中 期 后 期 末 期 有丝分裂 减数分裂 染色质 着丝点排列 染色单体分开 胞质分 染色体 赤道板上 染色体数目不 裂，形 变 成四个 子细胞,2. 减数分裂的意义 通过减数分裂，产生具有体细胞半数的染色体的配子（精子和卵子），精卵受精形成合子后，染色体数目又恢复到体细胞原有的染色体数目。从而保证物种染色体数目的恒定性，保证物种的稳定。,第五节 细胞减数分裂 一、减数分裂的过程 和特点 二、减数分裂的遗传学意义,为生物的变异提供了物质基础，为进 化和人工选择提供条件。 杂合 同源染色体随机分离基因重组

34、分离变异 杂合 非姐妹染色体交换基因重组 分离变异,第六节 配子的形成和受精 一、高等动物配子的形成和生活史 二、高等植物配子的形成和世代交替 (一)、植物的生殖方式 (二)、植物的有性生殖过程 (三)、植物的无融合生殖,一、高等动物配子的形成和生活史,精原细胞 2n,卵原细胞 2n,(生长),初级精母细胞 2n,初级卵母细胞 2n,(减数分裂I),次级精母细胞 n,次级卵母细胞 n,(减数分裂II),第一极体,第二极体,精细胞,精子,卵,(成熟),二、高等植物配子的形成和世代交替(一)、植物的生殖方式 有性生殖：精卵受精结合胚 种子后代 生殖方式 无性生殖：通过营养体插植直接 繁衍后代（不产

35、生种子） 无融合生殖: 不经过精卵受精结合 胚种子后代,(二)、植物的有性生殖过程,通常是雌雄同花或同株。,通常是雌雄异株。,胚和胚乳的倍性 精子和卵子 合子和胚胎 胚乳 果实 果皮和种皮 倍性 n(单倍) 2n（二倍） 3n(三倍) 2n 2n 胚乳直感(xenia) 在3n胚乳的性状上由于精核的影响 而直接表现父本某些性状的现象。 一些单子叶植物的种子常出现这种胚乳直感现象。如以玉米黄粒的植株花粉给白粒的植株授粉，当代所结子即表现父本的黄粒性状 果实直感（metaxenia） 种皮或果皮组织在发育过程中由于花粉影响而表现父本的某些性状。 棉花纤维是由种皮细胞延伸的。在一些杂交试验中， 当代

36、棉籽的发育常因父本花粉的影响，而使纤维长度、 纤维着生密度表现出一定的果实直感现象。,(三）、无融合生殖(apomixis) 无融合生殖：植物不经过受精卵，雌雄配子不发生核融合的一种无性生殖方式。可以分为两大类： 1.孢子体无融合生殖(vegetative apomixis):代替有性生殖的营养生殖类型。 例如，大蒜的总状花序上常形成近似种子的气生小鳞茎，可代替种子而繁殖。 2.配子体无融合生殖(agamospermy)：指能产生种子的无融合生殖。 主要包括三种类型： 单倍配子体无融合生殖(haploidgametophyte apomixis) ； 二倍配子体无融合生殖(diploid ga

37、metophyte apomixis) ； 不定胚(adventitious embryony) 。,第七节 生活周期 生活周期(life cycle) 从合子到个体成熟和死亡之所经历的一系列的发育阶段。 世代交替(alternation of generations) 生活周期包括一个有性世代和一个无性世代,这样二者交替发生就称为世代交替.,孢子体世代(sporophyte generation) 从一个合子发育成为一个孢子体(到减数分裂之前)的世代(合子开始-减数分裂 开始之前)。也称无性世代。 配子世代（gametophyte generation） 减数分裂形成减 数的配子开始至卵细

38、胞受精前的世代。也称有性世代。,红色面包酶的生活史,具异形世代交替的孢子减数分裂型，由孢子萌发成原丝体，原丝体上产生配子体，配子体发达，孢子体退化，孢子体寄生于配子体上，平时看到的绿色植物是配子体。,生活周期短：25下，12天完成一个周期。 繁殖率高 饲养方便 变异类型丰富 染色体数目少（2n=8） 代表性广：Drosophila的减数分裂和受精过程与人、牛等高等的没有区别。 雌雄异体 生活周期 雌雄个体的性原细胞分别产生卵细胞和精细胞，交配后形成受精卵，受精卵离体发育到一定程度时，形成第一龄幼虫、第二龄幼虫、第三龄幼虫、蛹，最后又变成成虫。 高等动物和植物生活周期的差异 动物从二倍体的性原细胞减数分裂直接产生卵细胞和精细胞，单倍体的配子时间很短。 植物从二倍体的性原细胞经过减数分裂后先产生大（小）孢子，大（小）孢子再经过一系列的有丝分裂才成为精子和卵细胞，单倍体的配子时间较长。,