1、第一章 遺傳的物質基礎一一 遺傳學的概念：遺傳學的概念： 研究遺傳與變異的科學研究遺傳與變異的科學 基因基因：是遺傳的物質基礎，是：是遺傳的物質基礎，是dna（脫（脫氧核糖核酸）分子上具有遺傳信息的特定氧核糖核酸）分子上具有遺傳信息的特定核苷酸序列的總稱，是具有遺傳效應的核苷酸序列的總稱，是具有遺傳效應的dna分子片段分子片段 。 dna是不是是不是唯一唯一的遺傳物質？的遺傳物質？基因座與連鎖群 基因座基因座：基因組中任何一個已確定的位置上：基因組中任何一個已確定的位置上的基因或基因的一部分或具有調控作用的的基因或基因的一部分或具有調控作用的dna序列序列 連鎖群：凡位于一對同源染色體上的多對

2、等連鎖群：凡位于一對同源染色體上的多對等位基因構成一個連鎖群。位基因構成一個連鎖群。 連鎖群是指同一染色體上的所有基因，連鎖群是指同一染色體上的所有基因，因此連鎖群的數目等于染色體中單倍體的數因此連鎖群的數目等于染色體中單倍體的數目目？ 2 染色體 是細胞內遺傳物質的是細胞內遺傳物質的載體載體 本質：由核蛋白（本質：由核蛋白（dna+蛋白質蛋白質）組成）組成 易被易被堿性染料堿性染料染成深色染成深色 有有結構（顯微）結構（顯微）的線狀體，所以叫染色體的線狀體，所以叫染色體 染色質染色質，細胞分裂間期處于松散狀態的染色，細胞分裂間期處于松散狀態的染色體，不能計數（計數只能在分裂期進行）體，不能計

3、數（計數只能在分裂期進行）（1） 原核和真核生物的染色體原核和真核生物的染色體原核生物染色體的特點原核生物染色體的特點u 結構比較簡單，通常只有一個雙螺旋結構比較簡單，通常只有一個雙螺旋dna；u多呈環狀；多呈環狀；u沒有或只有少量蛋白質與之結合；沒有或只有少量蛋白質與之結合；u單一復制起點。單一復制起點。真核生物染色體的特點真核生物染色體的特點： 數目多；數目多； 有核膜包圍，變化復雜；有核膜包圍，變化復雜； 有大量的細胞質與之結合；有大量的細胞質與之結合； dna雙螺旋較長，其中有大量的內含子雙螺旋較長，其中有大量的內含子（不表現）；（不表現）； 多復制起點；多復制起點；染色體形態 使用特

4、定的處理方使用特定的處理方法使染色體顯現各法使染色體顯現各自獨特的帶紋自獨特的帶紋 鑒別染色體的常用鑒別染色體的常用方法。方法。特殊的染色體結構 著絲粒著絲粒 端粒端粒 溢痕和次溢痕溢痕和次溢痕 核仁組織中心核仁組織中心 染色體衛星：次染色體衛星：次溢痕過分明顯，溢痕過分明顯，以至于染色體的以至于染色體的小端似乎脫離了小端似乎脫離了染色體。染色體。 染色體的分子結構 組蛋白和非組蛋白組蛋白和非組蛋白 組蛋白的氨基酸序組蛋白的氨基酸序列在進化過程中高列在進化過程中高度保守，對真核生度保守，對真核生物的染色體結構和物的染色體結構和遺傳信息的穩定至遺傳信息的穩定至關重要。關重要。 核小體核小體：蛋白

5、質與：蛋白質與dna組成的復合結組成的復合結構構功能性和非功能性染色體 異染色質異染色質：結構致密，不參與基因轉錄的染色質。：結構致密，不參與基因轉錄的染色質。 常染色質常染色質：結構比較松散，活躍，參與基因轉錄的：結構比較松散，活躍，參與基因轉錄的染色質。染色質。 組成性異染色質：在所有組織和所有發育階段都是組成性異染色質：在所有組織和所有發育階段都是異染色質異染色質 兼性異染色質：可以呈現異染色質，也可謂常染色兼性異染色質：可以呈現異染色質，也可謂常染色質。質。 x-染色質染色質：雌性哺乳動物的兩條：雌性哺乳動物的兩條x染色體中的一條染色體中的一條通常不轉錄，在細胞間期核邊緣有小點。通常不

6、轉錄，在細胞間期核邊緣有小點。3 細胞和細胞增殖 原核細胞與真核細胞的區別原核細胞與真核細胞的區別 細胞膜：細胞膜： 細胞核：細胞核： 細胞質和細胞器：細胞質和細胞器： 細胞結構與功能的統一性細胞結構與功能的統一性植物細胞與動物細胞的比較1.植物細胞特有的細胞器：植物細胞特有的細胞器： 細胞壁、葉綠體、質體、液泡細胞壁、葉綠體、質體、液泡 2.動物細胞特有的細胞器：動物細胞特有的細胞器： 中心體（一些低等的藻類中也有中心體（一些低等的藻類中也有 , 但不發但不發達）達）3.植物細胞大于動物細胞植物細胞大于動物細胞 ；4.植物細胞分裂后普遍有體積增大的過程；植物細胞分裂后普遍有體積增大的過程；細

7、胞分裂 細胞周期細胞周期：上一次有絲分裂結束到下一次分：上一次有絲分裂結束到下一次分裂完成所經歷的整個過程裂完成所經歷的整個過程 。 真核生物細胞周期：真核生物細胞周期： 間期：間期：g1、dna合成期（合成期（s）、）、g2 分裂期：表現一系列的變化分裂期：表現一系列的變化 dna合成在細胞分裂之前。合成在細胞分裂之前。 細胞分裂：細胞分裂：無絲分裂、有絲分裂、減數分裂無絲分裂、有絲分裂、減數分裂（1） 有絲分裂 有絲分裂：有紡錘絲的形成，子細胞遺傳物有絲分裂：有紡錘絲的形成，子細胞遺傳物質保持均衡。質保持均衡。 間期間期-前前期期-中中期期-后后期期-末末期。期。 有絲分裂過程：有絲分裂過

8、程： http:/ 有絲分裂的有絲分裂的意義意義：生物體細胞增殖，保持遺：生物體細胞增殖，保持遺傳物質的穩定。傳物質的穩定。細胞核細胞核核膜核膜核仁核仁染色質染色質細胞質細胞質間期間期細胞膜細胞膜細胞間隙細胞間隙間間 期期變化：完成變化：完成dna的復制和有關蛋白的復制和有關蛋白質的合成質的合成結果：每個染色結果：每個染色質都形成質都形成兩個姐妹兩個姐妹染色單體染色單體，呈細絲，呈細絲狀形態狀形態姐妹染色單體姐妹染色單體 前前 期期膜仁消失現兩體膜仁消失現兩體：核膜核仁核膜核仁染色體、紡錘體染色體、紡錘體兩條兩條 消失，消失， 出現。染色體出現。染色體散亂分布在紡錘體中央，每條染色體包含散亂分

9、布在紡錘體中央，每條染色體包含 并列并列的姐妹染色單體。的姐妹染色單體。中期中期形定數清赤道齊形定數清赤道齊: :著絲點著絲點染色體的染色體的 整齊排列在赤道板上，染色體高整齊排列在赤道板上，染色體高度螺旋化，最易計數。度螺旋化，最易計數。后期后期u每個著絲點分裂成兩個每個著絲點分裂成兩個u姐妹染色單體分開姐妹染色單體分開,成為兩成為兩個子染色體個子染色體u由紡錘絲牽引著分別向細由紡錘絲牽引著分別向細胞的兩極移動胞的兩極移動.u這時細胞核中的染色體就這時細胞核中的染色體就平均分配到了細胞的兩極平均分配到了細胞的兩極,使使細胞的兩極各有一套染色體細胞的兩極各有一套染色體.這兩套染色體的形態和數目

10、這兩套染色體的形態和數目完全相同完全相同 末期 從從子染色體子染色體到達兩極開始至形成兩個到達兩極開始至形成兩個子細胞子細胞為止稱為末期。為止稱為末期。 到達兩極的子染色體首先解螺旋而輪廓消失，到達兩極的子染色體首先解螺旋而輪廓消失，全部子染色體構成一個大染色質塊，逐漸形全部子染色體構成一個大染色質塊，逐漸形成子核的成子核的核膜核膜，隨著子細胞核的重新組成，隨著子細胞核的重新組成，核內出現核仁。核內出現核仁。 核仁的形成與特定染色體上的核仁的形成與特定染色體上的核仁組織區核仁組織區的的活動有關。活動有關。 細胞體的分裂稱細胞體的分裂稱胞質分裂胞質分裂。有絲分裂有絲分裂 全過程全過程那邊是植物細

11、胞？那邊是植物細胞？動物細胞和植物細胞有絲分裂的區別動物細胞和植物細胞有絲分裂的區別植物細胞有絲分裂植物細胞有絲分裂動物細胞有絲分動物細胞有絲分裂裂 不不 同同點點前前期期由兩極發出紡錘絲形由兩極發出紡錘絲形成紡錘體成紡錘體由兩極的中心體由兩極的中心體發出星射線形成發出星射線形成紡錘體紡錘體末末期期中央赤道板位置出現中央赤道板位置出現細胞板，擴展形成兩細胞板，擴展形成兩個子細胞個子細胞在赤道板位置縊在赤道板位置縊裂方式形成兩個裂方式形成兩個子細胞子細胞有絲分裂中染色體、染色單體、有絲分裂中染色體、染色單體、dna分子數的變化分子數的變化間期間期前期前期中期中期后期后期末期末期染色體染色體行為行

12、為dna染色體染色體染色單體染色單體染色體染色體 復制復制染色質變染色質變成染色體成染色體著絲粒排著絲粒排列在赤道列在赤道面上面上 著絲粒分裂：著絲粒分裂：子染色體向子染色體向 兩極移動兩極移動染色體恢復染色體恢復成絲狀（形成絲狀（形成兩個子細成兩個子細胞）胞）4n4n4n4n2n 2n2n 4n4n2n2n004n2n0 4n4 8 88844 444480 8 88002n2n2a4a4a2n2n2a 4a0 4n4n4n4n004a24 數量 (n/a)0間期間期前期前期中期中期后期后期末期末期時間時間分裂間期分裂間期染色體染色體dna分子分子分裂前期分裂前期分裂中期分裂中期分裂末期分裂

13、末期染色單體染色單體分裂后期分裂后期分裂間期分裂間期染色體染色體dna分子分子分裂前期分裂前期分裂中期分裂中期分裂末期分裂末期染色單體染色單體分裂后期分裂后期（2） 裂殖 原核生物細胞的分裂，沒有紡錘絲形成。 遺傳物質的分配比較隨機 速度快，周期短（3）減數分裂和配子發生 有性生殖必須經歷的過程有性生殖必須經歷的過程 有嚴格的細胞調控機制有嚴格的細胞調控機制 有精準的遺傳物質分配機制有精準的遺傳物質分配機制 過程模擬過程模擬精原精原細胞細胞初級精母細胞初級精母細胞次級精母細胞次級精母細胞 精子細胞精子細胞精子精子聯會聯會四分體四分體體細胞有絲分裂組織分化變形卵原卵原細胞細胞初級卵母細胞初級卵母

14、細胞次級卵母細胞次級卵母細胞 卵細胞卵細胞聯會聯會四分體四分體體細胞有絲分裂組織分化第二極體第一極體減數分裂的過程 1 間期間期：完成染色體的復制。：完成染色體的復制。 2 減數第一次分裂減數第一次分裂： （1）前期前期：減數分裂中最復雜的時期，又：減數分裂中最復雜的時期，又可分為可分為5個時期：個時期： 細線期細線期 偶線期偶線期 發生同源染色體發生同源染色體聯會聯會， 粗線期粗線期 形成形成二價體二價體（四分體），（四分體）， 雙線期雙線期 出現的交叉是出現的交叉是非姊妹染色體非姊妹染色體在在粗線期粗線期發發生生交換交換的結果。的結果。 終變期終變期 染色體縮短變粗，以利于相對分離。染色體

15、縮短變粗，以利于相對分離。 （2）中期）中期：核膜和核仁解體，同源染色：核膜和核仁解體，同源染色體在細胞赤道部位聚集。體在細胞赤道部位聚集。 （3）后期）后期：構成二價體的同源染色體相：構成二價體的同源染色體相對分離。對分離。 （4 4）末期）末期：染色體到達兩極后解旋為染：染色體到達兩極后解旋為染色質，核膜和核仁重新出現。赤道部位形成色質，核膜和核仁重新出現。赤道部位形成新的細胞板。新的細胞板。 3 減數第二次分裂減數第二次分裂 相當于一次有絲分裂相當于一次有絲分裂 兩個子細胞同時進行有絲分裂兩個子細胞同時進行有絲分裂 形成四分孢子形成四分孢子 非整倍體配子的產生非整倍體配子的產生 非整倍體

16、配子產生的直接原因非整倍體配子產生的直接原因： a 染色體的不分離（在減數第一次分離）染色體的不分離（在減數第一次分離） b 染色單體的不分離（在減數第二次分離）染色單體的不分離（在減數第二次分離） 減數分裂的結果和意義減數分裂的結果和意義：（1）同源染色體相對分離，保證子細胞遺傳）同源染色體相對分離，保證子細胞遺傳物質的物質的均衡均衡（2）細胞分裂一次，子細胞染色體數減半。）細胞分裂一次，子細胞染色體數減半。這是有性生殖過程保持染色體這是有性生殖過程保持染色體數目不變數目不變的前的前提。提。 （3）減數分裂中同源染色體的交換和非同源）減數分裂中同源染色體的交換和非同源染色體的交換是染色體的交

17、換是可遺傳變異可遺傳變異的重要來源之一。的重要來源之一。（4）減數分裂產生的配子大多具有特殊的結）減數分裂產生的配子大多具有特殊的結構，是生物構，是生物適應適應環境的重要特征。環境的重要特征。細胞周期的調控 多細胞生物的細胞并不經常進行分裂。多細胞生物的細胞并不經常進行分裂。 處于靜止的細胞處于靜止的細胞g0期期細胞。細胞。 只有特殊的組織（如骨髓）有較大比例的細只有特殊的組織（如骨髓）有較大比例的細胞處于分裂期。胞處于分裂期。 細胞周期受細胞周期受信號轉導信號轉導的控制和影響。的控制和影響。4 孟德爾遺傳定律分離定律分離定律u在生物的體細胞中，控制同一性狀的在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合；遺傳因子成對存在，不相融合；u在形成配子時，成對的遺傳因子發生在形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分離后的遺傳因子分別進入不分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。同的配子中，隨配子遺傳給后代。自由組合定律 現代生物遺傳學三大基本定律之一。