第2章 遗传的细胞学基础PPT讲稿.ppt

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1、第2章 遗传的细胞学基础第1页，共47页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 细胞的结构和功能细胞的结构和功能原核细胞原核细胞：染色体 DNA/RNA 细胞核染色质染色质：DNA真核细胞真核细胞 叶绿体叶绿体：DNA 细胞器细胞器 线粒体线粒体：DNA 核糖体：核糖体：40%protein 60%RNA 第2页，共47页，编辑于2022年，星期一图图 2-1 原核细胞的结构原核细胞的结构第3页，共47页，编辑于2022年，星期一第4页，共47页，编辑于2022年，星期一图图 2-2 动物和植物细胞的比较动物和植物细胞的比较第5页，共47页，编辑于2022年，星期一遗传物质主要存在于细胞核内遗

2、传物质主要存在于细胞核内即染色质即染色质/染色体上染色体上 染色质染色质：细胞尚未进行分裂的核中，用碱性染料染色较深的纤细网状物染色体染色体：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。第6页，共47页，编辑于2022年，星期一原核生物染色质原核生物染色质DNA or RNA单链或双链单链或双链线性或环状线性或环状与与DNA 结合蛋白结合蛋白(DNA binding protein:DBP)结合结合第7页，共47页，编辑于2022年，星期一鸡红细胞核染色质的电镜图鸡红细胞核染色质的电镜图染色质的基本结构Kornberg(1974):染色质的念珠模型(beads on

3、a string):染色质的一级结构:由一系列核小体(nucleosome)通过连接丝(linker)相互连接而成的念珠状的线状物.核小体直径:10 nm所含碱基:200bp,理论上,双螺旋结构上200bp长度为:200 x 0.34nm=68nm;因此,从DNA双螺旋到核小体,长度上被压缩了近7倍.第8页，共47页，编辑于2022年，星期一核小体核小体:2(H2A+H2B+H3+H4)形成八聚体形成八聚体140-160bp DNA 缠绕八聚体缠绕八聚体H1+40-60bp DNA 形成连接区形成连接区第9页，共47页，编辑于2022年，星期一从从DNA到染色体示意图到染色体示意图中期染色体中

4、期染色体(chromosome)超螺旋管超螺旋管(supersolenoid):三级三级螺旋管螺旋管(solenoid):二级结构二级结构 核小体核小体 DNA6个个40个个5次折叠次折叠压缩压缩7倍倍从从DNA到染色体到染色体,DNA的长度缩短到的长度缩短到1/8000-1/10000第10页，共47页，编辑于2022年，星期一第二节第二节 染色体的形态和数目染色体的形态和数目一、形态特征 中期染色体形态中期染色体形态1:长臂长臂2:初缢痕初缢痕(着丝点着丝点)3:基部基部4:短臂短臂5:次缢痕次缢痕(核仁形成部位核仁形成部位)6:随体随体7:端粒端粒7 77 7第11页，共47页，编辑于2

5、022年，星期一染色体的形态表现形式(臂比)中间着丝点染色体中间着丝点染色体(等臂等臂)：V V 近中着丝点染色体：近中着丝点染色体：L L 近端着丝点染色体：近似棒状近端着丝点染色体：近似棒状 端着丝点染色体：棒状端着丝点染色体：棒状 颗粒状染色体：颗粒状颗粒状染色体：颗粒状第12页，共47页，编辑于2022年，星期一同源染色体同源染色体：形态、结构相同：形态、结构相同非同源染色体非同源染色体：形态、结构不同：形态、结构不同染色体组型（核型染色体组型（核型 karyotype）：）：-根据染色体长度、着丝点位置、臂比、随体根据染色体长度、着丝点位置、臂比、随体有无等特点，对各对同源染色体进行

6、分类、编号，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研究一个细胞的整套染色体第13页，共47页，编辑于2022年，星期一第14页，共47页，编辑于2022年，星期一人类人类染染色体核型色体核型第15页，共47页，编辑于2022年，星期一二、染色体数目二、染色体数目就一物种，其染色体数目是恒定的就一物种，其染色体数目是恒定的水稻（Oryza sativa）24 花生（Arachis hypogaea)40一粒小麦（Tmonococcum）14 马铃薯栽培种（Solanum tuberosum)48 二粒小麦（Tdicoccum）28 甘薯（Ipomoea batata

7、s)90普通小麦（Taestivum）42 甘蔗（Saccharum officinarum)80大麦（Hordeum sativum）14 烟草（Nicotiana tabacum)48玉米（Zea mays)20 白菜型油菜（B campestris)20高粱（Sorghum vulgare)20 芥菜型油菜（B juncea)36黑麦（Secale cereale)14 甘蓝型油菜（B napus)38燕麦（Avena sativa)42 亚洲棉（G arboreum)26大豆（Glycine max)40 陆地棉（Ghirsutum)52蚕豆（Vicia faba)12 大家鼠（Rat

8、tus norvegicus）42豌豆（Pisum sativum)14 人（Homo sapiese）46A A染色体：正常染色体染色体：正常染色体B B染色体：额外染色体、超数染色体、副染色体染色体：额外染色体、超数染色体、副染色体第16页，共47页，编辑于2022年，星期一 第三节第三节 细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂 无丝分裂（直接）细胞分裂 有丝分裂 间期：G1,S,G2一、细胞周期 分裂期 M第17页，共47页，编辑于2022年，星期一 细胞有丝分裂周期细胞有丝分裂周期第18页，共47页，编辑于2022年，星期一分裂间期:一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂开始一次细胞分裂结束到下一次细

9、胞分裂开始的一段时期，有复杂的生理生化活动的一段时期，有复杂的生理生化活动-DNA复制复制-组蛋白的合成组蛋白的合成-能量储备能量储备细胞特点：-染色体伸展为染色质；染色体伸展为染色质；-细胞核体积与细胞质体积平衡细胞核体积与细胞质体积平衡分裂期：核分裂期（karyokinesis）胞质分裂期（cytokinesis）第19页，共47页，编辑于2022年，星期一第一类基因主要控制第一类基因主要控制 细胞周期中的关键细胞周期中的关键蛋白质或酶合成：蛋白质或酶合成：-依赖于周期蛋白的激酶（依赖于周期蛋白的激酶（CDK）第二类基因直接控制细胞进入各个时期第二类基因直接控制细胞进入各个时期（控制点）：

10、（控制点）：-细胞周期蛋白细胞周期蛋白基因控制基因控制细胞周期细胞周期第20页，共47页，编辑于2022年，星期一图图 2-7细胞周期的遗传控制细胞周期的遗传控制第21页，共47页，编辑于2022年，星期一 二、有丝分裂过程 前期 中期 后期 末期 DNA量 的变化第22页，共47页，编辑于2022年，星期一间期间期 前期前期 前中期前中期第23页，共47页，编辑于2022年，星期一中期中期 后期后期 末期末期第24页，共47页，编辑于2022年，星期一 4 4 4 8 4第25页，共47页，编辑于2022年，星期一特殊有丝分裂多核细胞即多核体多核细胞即多核体apocyte：核分裂、质不分裂：

11、核分裂、质不分裂,形成具形成具有二个以上细胞核的原生质团有二个以上细胞核的原生质团.核内有丝分裂核内有丝分裂:染色体分裂，核不分裂染色体分裂，核不分裂,如多线染色体如多线染色体 苏木精苏木精-伊红显色显示的人股骨多核细胞伊红显色显示的人股骨多核细胞第26页，共47页，编辑于2022年，星期一有丝分裂的遗传学意义 1、核内每个染色体准确地复制分裂为二，为形成两个子细胞在遗传组成上与母细胞完全一样提供了基础。2、复制的各对染色体有规则而均匀地分配到两个子细胞中去，从而使两个细胞与母细胞具有同样质量和数量的染色体。第27页，共47页，编辑于2022年，星期一 第四节 细胞的减数分裂减数分裂（成熟分裂

12、）主要特点：1）前期 I 联会 2）两次分裂 第一次减数 第二次等数一、分裂过程第28页，共47页，编辑于2022年，星期一减减数数分分裂裂第29页，共47页，编辑于2022年，星期一第30页，共47页，编辑于2022年，星期一第31页，共47页，编辑于2022年，星期一第32页，共47页，编辑于2022年，星期一第33页，共47页，编辑于2022年，星期一第34页，共47页，编辑于2022年，星期一三、减数分裂的意义 1、保证了有性生殖生物个体世代间染色体数目的稳定性 精子(n)+卵细胞(n)=2n 染色体数目恒定性、物种相对稳定性2、创造变异和生物进化 1）非姊妹染色单体间交换；2）后期

13、I 同源染色体随机分离 第35页，共47页，编辑于2022年，星期一 第五节 配子形成和受精 无性生殖生殖方式 有性生殖一、雌雄配子的形成高等动植物雌雄配子形成第36页，共47页，编辑于2022年，星期一高等动物雌雄配子形成过程高等动物雌雄配子形成过程第37页，共47页，编辑于2022年，星期一图图 2-11 2-11 高等植物雌雄配子形成过程高等植物雌雄配子形成过程第38页，共47页，编辑于2022年，星期一二、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)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 第39页，共47页

14、，编辑于2022年，星期一三、直感现象花粉直感（胚乳直感）：3n胚乳 白粒玉米（母本）白粒玉米（母本）x 黄粒玉米，杂交子粒为黄粒黄粒玉米，杂交子粒为黄粒果实直感：种皮、果皮 （由母体发育而来）2n种皮或果皮在发育过程中由于花粉影响而表现父本的某些种皮或果皮在发育过程中由于花粉影响而表现父本的某些性状性状第40页，共47页，编辑于2022年，星期一四、无融合生殖 营养的无融合生殖 单倍配子体 孤雌生殖 孤雄生殖 无融合结子 二倍配子体 不定胚 单性结实 （无融合生殖的作用）第41页，共47页，编辑于2022年，星期一无融合生殖：雌雄配子不发生核融合的一种无性生殖方式。无融合生殖：雌雄配子不发生

15、核融合的一种无性生殖方式。营养的无融合生殖：包括那些代替有性生殖的营养生殖类型。营养的无融合生殖：包括那些代替有性生殖的营养生殖类型。无融合结子：指能产生种子的无融合生殖。主要包括：无融合结子：指能产生种子的无融合生殖。主要包括：1）单倍配子体无融合生殖：是指雌雄配子体不经过正常受精而产生单倍体胚(n)的一种生殖方式，简称为单性生殖(parthenogenesis)，如孤雌生殖(female parthenogenesis)和孤雄生殖(male parthenogenesis)。2）二倍配子体无融合生殖：是指从二倍体的配子体发育而成孢子体的无融合生殖类型。3）不定胚：直接由珠心或珠被的二倍体细

16、胞产生为胚，不经过配子阶段。单性结实单性结实(parthenocary)：卵细胞没有受精，但在花粉的刺激下，果实也：卵细胞没有受精，但在花粉的刺激下，果实也能正常发育的现象，利用生长素代替花粉的刺激诱导单性结实，番茄、烟能正常发育的现象，利用生长素代替花粉的刺激诱导单性结实，番茄、烟草和辣椒等植物就有这种现象。草和辣椒等植物就有这种现象。第42页，共47页，编辑于2022年，星期一植物组织培养中体细胞胚的形成植物组织培养中体细胞胚的形成第43页，共47页，编辑于2022年，星期一 第六节 生活周期生活周期：生物个体发育的全过程生活周期：生物个体发育的全过程世代交替：有性世代世代交替：有性世代/无性世代无性世代 配子体世代配子体世代/孢子体世代孢子体世代一、低等植物一、低等植物 （红色面包霉）（红色面包霉）二、高等植物二、高等植物 （玉米）（玉米）三、高等动物三、高等动物 （果蝇）（果蝇）第44页，共47页，编辑于2022年，星期一红色面包霉的生活周期红色面包霉的生活周期第45页，共47页，编辑于2022年，星期一植物的生活周期植物的生活周期第46页，共47页，编辑于2022年，星期一果蝇的生活周期果蝇的生活周期第47页，共47页，编辑于2022年，星期一