遗传的细胞学基础
第二章遗传的细胞学基础
教学要求和目的
1. 重点掌握染色体在细胞分裂中的行为以及细胞的有丝分裂和减数分裂的区别；
2. 明确遗传的染色体学说的内容及生物的生殖方式；
3.了解高等动植物的配子形成过程。
教学内容
1. 染色体的结构和功能
2. 染色体在细胞分裂中的行为
3. 生物体的有性生殖与无性生殖
4. 生活周期
教学时数：5学时
第一节染色体的结构和功能
一、染色质和染色体
染色体的概念
染色体是于1848年在紫鸭砣草花粉母细胞中发现并描述，因其能被碱性染料染色而于1888年被正式命名为染色体。
染色质（chromatin）是指在间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA 组成的(线性复合结构)，易被碱性染料着色的一种无定形物质,是间期细胞
遗传物质存在的形式。
染色体（chromosome）是指细胞在分裂过程中, 由染色质聚缩（经过紧密缠绕、折叠、凝缩、精巧包装)而成的具有固定形态(棒状结构)的遗传物质的存在
形式。
细胞分裂间期: 染色质是由染色质丝（或称核蛋白纤维丝）组成的网状结构。
细胞分裂期: 核蛋白纤维丝经螺旋化形成具有一定形态特征的染色体。
★染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同的功能阶段可以相互转变的形态结
构。
间期染色质包括：异染色质
常染色质
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，是染色体的惰性区域，很少含有基因；
染色很浅的区段，称为常染色质，基因大量存在的区域。
常染色质
–是构成染色质的主要成分，染色较浅且着色均匀。在细胞分裂间期，常染色质纤维折叠压缩程度低,呈高度分散状态，伸展而折叠疏松, 通常呈30nm 纤维和疏松的环状结构，用碱性染料染色时着色浅。其DNA复制发生在细胞周期的S期的早期和中期。
–常染色质是进行活跃转录的部位；
–随着细胞分裂的进行，这些染色质区段由于逐步的螺旋化，从而染色逐渐加深。
异染色质：
–指间期细胞核中, 折叠压缩程度高, 处于聚缩状态，碱性染料染色时着色较深的染色质组分。
–在异染色质中的基因没有转录活性，并且可以抑制插入DNA片段的表达。
染色体(chromosome)：
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。
二、染色体的形态结构和数目
1. 染色体的形态
每一物种的染色体都具有特定的形态特征，其中以有丝分裂中期和早后期表现得最为明显和典型。
当有丝分裂前期末到中期时，染色质极度叠曲变粗，经碱性燃料着色后在显微镜下便明显可见，所以，这个时期的染色体作为形态模式加以识别和研究。
1）染色单体和姊妹染色单体
有丝分裂中期的染色体，是由两条染色单体组成的。由于它们在细胞分裂间期经一条染色体复制而成，故称姊妹染色单体。
2）着丝粒
染色体复制以后，含有纵向并列的两个染色单体，只有着丝粒区域仍联在一起。
着丝粒在染色体上的位置是固定的，染色较淡，着丝粒所在的地方往往表现为一个缢痕，称初级缢痕或主缢痕。
着丝粒：细胞分裂中期两条染色单体相互联接的部位；
着丝点：指主缢痕处与纺锤丝接触的结构，同时也是微管蛋白的聚集纺锤丝的部位。3）次缢痕和随体
有些染色体上，除了初级缢痕（主缢痕）以外，还有一个次级缢痕，某些次级缢痕末端所具有的圆形或略长型突出物叫做随体。次缢痕的位置和范围都是相对恒定的。
细胞分裂将结束时，核内出现一个到几个核仁，而核仁总是出现在次缢痕的地方，故次缢痕也叫核仁形成区。
4）端粒
是真核生物染色体臂末端的特化部分。不具端粒的染色体末端有黏性，会与其他片段相连或两断裂末端相连而成环状。
端粒由高度重复的DNA短序列串联而成，在进化上高度保守，不同生物的端粒序列都很相似，人的序列为TTAGGG。
端粒的功能：
维持染色体的稳定性
?完成染色体完整的复制，
?防止染色体末端被核酸酶降解，
?防止染色体末端融合。
染色体的类型
根据着丝粒的位置划分的染色体类型及其形态
用于遗传学分析的特殊染色体
动物卵母细胞中的灯刷染色体（lampbrushchromosome）
双翅目昆虫幼虫中所见的多线染色体（polytene）
1) 灯刷染色体
这是一类形态特殊的巨大染色体
1882年，由Flemming在观察美西螈卵巢组织切片时首次发现。
染色体主轴两侧有侧环，状如灯刷，故名灯刷染色体。
它是一对同源染色体，这对同源染色体之间由一个或多个交叉的联系起来。螺旋化的染色质构成灯刷染色体的柱状主体。毛状突起是由于部分染色质没有螺旋化，或者螺旋化的程度较低。
2) 多线染色体
1881年由意大利细胞学家Balbiani发现，存在于双翅目昆虫的幼虫唾腺、气管、消化管和马尔比基氏管。
例如果蝇幼虫唾腺细胞中的唾腺染色体
由于染色体反反复复进行核内复制，而核或细胞不分裂，由很多纵向密集在一起的染色丝束集在一起，若染色体进行10次复制，则可形成210 ＝1024条染色单体。
在唾腺细胞中进行了同源染色体配对，同源染色体两成员之间如有不同，就很容易识别。
多线染色体特点：
1. 体积巨大：染色体多次复制而不分离。
2. 多线性：每条多线染色体由500-4000条解旋的染色体合并在一起形成。
3. 体细胞联会：同源染色体紧密配对，并合并成一个染色体。
4. 横带纹：染色后呈现出明暗相间的带纹。
5. 膨突和环：某些带区疏松膨大，形成胀泡。此处是基因活跃转录区。
2. 染色体的结构
染色质的基本结构单位——核小体
核小体是串珠状结构，由核心颗粒和连结DNA两部分组成：
①每个核小体单位包括约200bp的DNA、一个组蛋白核心和一个H1；
②组蛋白核心：由H2A、H2B、H3、H4各两个分子形成八聚体；
③DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，
两端被H1锁合；
④相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接线DNA。
DNA+组蛋白
核小体+连接丝
核小体的形成是染色体中DNA压缩的第一步。
在组蛋白H1存在下，由直径11 nm串联排列的核小体进一步螺旋化，每一圈由6个核小体构成外径30 nm，内径10 nm，螺距11nm的中空螺线管（solenoid），这时DNA又压缩了6倍，形成染色体包装的二级结构。
30 nm的纤丝和非组蛋白骨架结合形成很多侧环，每个侧环长10～90 kb，约0.5μm，人类染色体约2 000个环区。
带有侧环的非组蛋白骨架进一步形成直径为700 nm的螺旋，构成染色单体。
再由两条姊妹染色单体形成中期染色体，其直径为1 400 nm。
3.染色体的数目
各种生物的染色体数目是恒定的，其在体细胞中成对，在性细胞中成单。常以2n表示体细胞的染色体数目，用n表示性细胞的染色体数目。
染色体数目有种属差异
数目：大多数12-50条染色体；
瓶儿草1260条甲虫4条；马蛔虫2条；
人类46条，22对常染色体，2条性染色体。
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（supernumerary chromosome）
正常染色体称为A染色体
超数染色体称为B染色体
B染色体小于A染色体，B染色体能复制，并能传递给后代。
第二节染色体在细胞分裂中的行为
一、细胞周期
二、有丝分裂中的染色体行为
三、减数分裂中的染色体行为
四、遗传的染色体学说
一、细胞周期
生物的繁殖以细胞分裂为基础；对多细胞生物而言，其生长发育也通过细胞分裂实现。
细胞周期（cell cycle）
一次细胞分裂结束后到下一次细胞分裂结束所经历的过程称为细胞周期。所需的时间称细胞周期时间。
分为：细胞分裂间期、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之前的过程称为间期。
细胞分裂间期可分为4个阶段：
1. G1期（gap1）----合成前期
指从有丝分裂完成到DNA复制之前的间隙时间；
2. S期（synthesis phase）-----合成期DNA复制时期；
3. G2期（gap2）-----合成后期
指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间；
间期染色质均匀地分布于核中，在显微镜下看不到染色体。
M期又称D期（mitosis，division），细胞分裂开始到结束。
这三个时期的长短因物种、细胞种类和生理状态的不同而不同。一般S 的时间
较长，且较稳定；G1和G2的时间较短，变化也较大。
如蚕豆根尖的细胞
19.5小时，
17.5小时是属于间期，
2小时为分裂期（M）。
二、有丝分裂中的染色体行为
有丝分裂是体细胞进行细胞分裂的一种方式。
（一）分裂期
有丝分裂（mitosis）过程是一个没有明显界限的细胞分裂的连续过程，但可以根据一定的标志将它们划分为4 个时期：
前期（prophase）
中期（metaphase）
后期（anaphase）
末期（telophase）
细胞在分裂前处于间期（interphase）。
1.前期(prophase)
染色体开始逐渐缩短变粗，形成螺旋状。当染色体变得明显可见时，每条染色体已含有两条染色单体(chromatids)，互称为姐妹染色单体(sister chromatids)，通过着丝粒把它们连接在一起。
至前期末，核仁(nucleoli)逐渐消失，核膜开始破裂，核质和细胞质融为一体。
2.中期(metophase)
在此期纺缍体逐渐明显，这个鸟笼状的结构在核区形成，由细胞两极间一束平行的纤丝构成。纺锤丝附着在染色体上，染色体向细胞的赤道板移动。
3.后期(anaphase)
在后期，着丝粒纵裂为二，姐妹染色单体彼此分离，各自移向一极。染色体的两臂由着丝粒拖着移动，这时染色体是单条的，称为子染色体。
4.末期(telophase)
末期子细胞的染色体凝缩为一个新核，在核的四周核膜重新形成，染色体又变为
均匀的染色质，核仁又重新出现，又形成了间期核。
末期结束时，纺缍体被降解，细胞质被新的细胞膜分隔为两部分，结果产生了两个子细胞，其染色体和原来细胞中的完全一样。
（二）有丝分裂的特点
1. 体细胞进行的细胞增值方式；
2. 细胞分裂一次,染色体复制一次，遗传物质均分到两个子细胞中；
3. 子代细胞与亲代细胞具有相同数目和形态的染色体。
（三）有丝分裂的遗传学意义
1. 保证了物种的遗传稳定性和延续性；
2. 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。
3. 导致了体细胞增殖，维持了个体的正常生长和发育。
三、减数分裂中的染色体行为
减数分裂（meiosis）是有性生殖形成性细胞过程中的一种特殊的有丝分裂形式,由于它使细胞染色体数目减半，所以称为减数分裂。
又由于它是在配子形成过程中的成熟期进行的，所以又称成熟分裂。
它包括两次连续的核分裂而染色体只复制一次，每个子细胞核中只有单倍数的染色体。
两次连续核分裂分别称为第1次减数分裂(或减数分裂Ⅰ，meiosisⅠ)和第2 次减数分裂（或减数分裂Ⅱ，meiosisⅡ）。
在两次减数分裂中都能区分出前期、中期、后期和末期。
减数分裂Ⅰ导致染色体的数目从二倍体到单倍体的减少，减数分裂Ⅱ导致姊妹染色单体的分离。结果经两次减数分裂而产生的4个细胞核中都只有一套完整的单倍体基因组。
在大多数情况下，减数分裂伴随着胞质分裂，所以一个二倍体细胞经过减数分裂产生4个单倍体细胞。
★同源染色体(homologous chromosome)
在二倍体生物中，每对染色体的两个成员中一个来自父方，一个来自母方，其形态、大小、结构都相同的染色体称为同源染色体。
★非同源染色体(nonhomologous chromosome)
不属于同一对的染色体称为非同源染色体。
★联会(synapsis)：
同源染色体的两个成员侧向连接，像拉链一样地并排配对称为联会。联会始于偶线期，中止在双线期。
★联会复合体(synaptonemal complex, SC)
同源染色体联会过程中形成的一种独特的亚显微的非永久性的复合结构。
★交叉(chiasma)：
非姐妹染色单体间若干处相互交叉缠结，交叉是染色单体发生交换的结果。
★交换(crossing over)：
非姐妹染色单体间发生遗传物质的局部交换。
（一）减数分裂Ⅰ(meiosis Ⅰ)
1.前期I (prophase I)
和有丝分裂一样，DNA的合成发生在S期，但复制的产物直到晚前期I才能看见。前期I经历时间较长，又可分为五个亚时期：
1) 细线期(leptotene)
此期染色体呈细长线状，核仁依然存在。在细线期和整个的前期中染色体持续地浓缩。
2) 偶线期(zygotene)
同源染色体开始联会，出现联会复合体。
3) 粗线期(pachytene)
染色体完全联会，缩短变粗，但核仁仍存在。一对配对的同源染色体称二价体(bivalent)或四联体(tetrad)。非姐妹染色单体间可能发生交换。
4) 双线期(diplotene)
染色体继续变短变粗，双价体中的两条同源染色彼此分开。在非姐妹染色单体间可见交叉结，交叉结的出现是发生过交换的有形结果。
交叉数目逐渐减少，在着丝粒两侧的交叉向两端移动，这种现象称为交叉端化。
5) 终变期(diakinesis)
染色体进一步收缩变粗变短，便于分裂时移动。
2. 中期I (metophase I )
核仁、核膜消失，各个双价体排列在赤道板上，着丝粒分居于赤道板的两侧，附着在纺缍丝上，而有丝分裂的中期着丝粒位于赤道板上。中期I 着丝粒并不分裂。
3.后期I (anaphase I )
双价体中的同源染色体彼此分开，移向两极，但同源染色体的各个成员各自的着丝粒并不分开。（此期染色体数目减半）2n n
4.末期I (telophase I )
此末期和随后的间期也称分裂间期，并不是普遍存在的，在很多生物中没有这一阶段，也没有核膜重新形成的过程，细胞直接进入第二次减数分裂。
在另一些生物中，末期I 和分裂间期是短暂的，但核膜重新形成。
在很多情况下，此期不合成DNA，染色体的形状也不发生改变。
（二）减数分裂Ⅱ(meiosis Ⅱ)
与有丝分裂的前期一样，每个染色体具有两条染色单体。
2.中期II (metophase II )
染色体排列在赤道板上，纺缍丝附着在着丝粒上。染色单体从彼此相联逐渐部分地分离。
3.后期II (anaphase II )
着丝粒纵裂，姐妹染色单体由纺缍丝拉向两极。
4.末期II (telophase II )
胞质分裂，形成4 个子细胞。
（三）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数目减半；
2. DNA复制一次，细胞分裂两次，子细胞中的DNA量只有母细胞的二分之
一；
3. 同源染色体在前期I联会，非姊妹染色单体发生交换。
（四）减数分裂的遗传学意义
1.只有一个细胞周期，却有两次连续的核分裂。染色体及其DNA只复制一次
（间期S期），细胞分裂却有两次（减数分裂Ⅰ、Ⅱ）。
2.“减数”并不是随机的。所谓“减数”，实质上是配对的同源染色体的分开。
这是使有性生殖的生物保持种族遗传物质(染色体数目)恒定性的机制；同源染色体的分离决定了等位基因的准确分离，为非同源染色体随机重组提供了条件。（五）有丝分裂与减数分裂的异同
不同点：
1.减数分裂前期有同源染色体联会；而有丝分裂没有；
2.减数分裂遗传物质交换（非姐妹染色单体片段交换）；
3.减数分裂中期后染色体独立分离（4个子细胞），而有丝分裂则着丝点裂开后均衡
分向两极（2个子细胞）；
4.减数分裂完成后染色体数目减半，而有丝分裂则不减半；
5.分裂中期着丝点在赤道板上的排列有差异：
6.分裂发生的部位不同。有丝分裂发生在体细胞种，减数分裂发生在性母细胞中。相同点： 1.分裂前都要经过细胞间期，发生染色体复制；
2.在分裂过程中都出现纺锤丝。
四、遗传的染色体学说
1902年Sutton和Bovri发现孟德尔的遗传因子与性细胞在减数分裂过程中的染色体的行为有着平行的关系。
1903提出遗传的染色体学说，认为基因在染色体上。
Sutton指出：
1. 每一个细胞包含每一染色体的两份拷贝以及每一基因的两份拷贝。
2. 全套染色体，如同孟德尔的全套基因一样，在从亲代传递给后代时并没有改变。
3. 减数分裂时，同源染色体配对，然后分配到不同的配子中，就如同一对等位基
因分离到不同的配子中。
4. 每一对同源染色体的两个成员独立地分配到相反的两极，而不受其他同源染色体独立分配的干扰。各对不同的等位基因也是独立分配的。
5.受精时，来自卵细胞的一套染色体随机与所遇到的一套来自精子的染色体结合，
从一个亲本获得的所有基因也会随机地和从其另一亲本获得的所有基因结合。
6.从受精卵分裂得到的所有细胞，其染色体的一半和基因的一半起源于母本，另一
半起源于父本。
按照上述学说，对孟德尔的分离定律和独立分配定律可以这样理解：
在第一次减数分裂时，由于同源染色体的分离，使位于同源染色体上的等位基因分离，从而导致性状的分离。
由于决定不同性状的两对非等位基因分别位于两对非同源染色体上，形成配子时同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因以同等的机会在配子内自由组合，从而实现性状的自由组合。
从以上可看出，孟德尔因子的行为与减数分裂中的染色体的行为确实有着精确的平行关系。
20世纪以来，通过许多实验结果都证实了染色体的行为与基因的行为是完全平行的。使得遗传的染色体学说更有魅力。
1910年，摩尔根根据大量实验，证明基因位于染色体上，并呈直线排列。
第三节生物的有性生殖和无性生殖系
一、有性生殖
二、无性生殖
（一）有性生殖（sexual reproduction)
有性生殖是通过两性细胞(配子)结合成合子(受精卵)，合子进而发育成新个体的生殖方式。
有性生殖是最普遍而重要的生殖方式，大多数动、植物都是有性生殖的。
高等动物的生殖细胞在胚胎发生时即已形成，但直到个体发育成熟时，这些生殖细胞才继续发育，经减数分裂生成精子（n）和卵细胞（n）。
高等植物的有性生殖过程是在花器中进行的。
1.动物精子和卵子的发生
动物大多为雌雄异体，当动物发育到性成熟时，在雄性的性腺中产生雄配子-精子；雌性的性腺（卵巢）中产生雌配子-卵子。
精子和卵子的形成过程有些不同：
1）精子的形成
在雄性动物的性腺（精巢）中有许多精原细胞（2n）--（有丝分裂）--初级精母细胞（2n）--经减数分裂--2个次级精母细胞（n）--（第二次减数分裂）4个精细胞（n）--4个有头有尾的精子（n），大小都一样。
2）卵子的形成
雌性卵巢中同样也有卵原细胞（2n）--（有丝分裂）-- 初级卵母细胞（2n）---（第一次减数分裂）---次级卵母细胞（n）和第一极体(n)；次级卵母细胞经减数分裂Ⅱ---卵细胞(n)和第二极体(n) 第一和第二极体以后都退化，只有卵细胞才有受精能力。
有时第一极体也可以分裂一次，就有三个极体。所以，
一个初级卵母细胞经2次分裂形成的4个子细胞中，只有卵细胞是有效的，它负载着母方的一套完整遗传信息。
◆一个初级精母细胞产生四个精子；
◆一个次级精母细胞产生两个精子（配子）。
◆一个初级卵母细胞或一个次级卵母细胞只能产生一个卵子（配子）。
3）受精
精子(n)和卵子（n）融合形成受精卵（2n）,受精卵经过不断的分裂和分化发育成新个体。
新个体的性成熟以后又产生生殖细胞。从而实现了染色体周史中2n 到n 的循环。因此，从染色体角度来看，动物的生活史可以看作是二倍体和单倍体循环往复的运动。
2. 植物配子的发生
在被子植物中，显花植物的花是有性生殖器官，通常它含有雌、雄两种生殖器—雌蕊和雄蕊。
雄蕊---含有雄配子体，即花粉；
雌蕊---含有雌配子体，雌蕊的柱头表面有粘性，易于接受花粉。
玉米的同一植株上着生有雄花序和雌花序，它们分别产生小孢子和大孢子。雄花序着生在花的顶部。
1）雄配子体的形成（小孢子发生）
雄蕊的花药里分化出孢原细胞（2n）,进一步分化为花粉母细胞（2n）,经过减数分裂形成4个小孢子（n），进一步发育形成 4 个单核的花粉粒。再进行一次有丝分裂，形成→[生殖细胞+营养细胞（管核）]，营养细胞不再分裂，而生殖细胞又经过一次有丝分裂，才形成→[二雄核（精核）+营养核]，即成熟的花粉粒，或雄配子体。
2）雌配子体的形成（大孢子发生）
在雌蕊基部的子房里着生胚珠，在胚珠的珠心组织里分化为胚囊母细胞或大孢子母细胞（2n），经过减数分裂，形成直线排列的四个大孢子（n）,即四分孢子，其中三个退化，剩下的一个大孢子经三次有丝分裂，形成由8个单倍体核的胚囊。
其中三个反足细胞、两个极核、两个助细胞、一个卵细胞。
◆一个小孢子母细胞产生四个配子；
◆一个小孢子母细胞可产生8个雄核。每个配子含有两个雄核。
◆一个大孢子母细胞可产生一个配子。8个单倍体核组成的胚囊称为雌配子体。3）授粉和受精
通过授粉,成熟的花粉在雌蕊柱头上萌发出花粉管,雄配子从花粉管进入胚囊后,一个精子和卵结合发育成胚（2n）,另一个精子和两个极核融合形成3n 初生胚乳核—--双受精现象，再经过一系列有丝分裂,二倍体的受精卵发育而成的胚和三倍体的胚乳在一起构成种子。
双受精：两个雄核分别跟胚囊中的卵核和两个极核结合的过程。
（二）无性生殖（asexual reproduction）
无性生殖是指不经过生殖细胞的结合，由亲体直接产生新个体的生殖方式。
无性生殖是通过亲本营养体的分割而产生许多后代个体的生殖方式，也称为营养体生殖。
例如：植物利用块根、鳞茎、球茎、根芽和枝条等营养体产生后代，都属于无性生殖。
由于它是通过体细胞的有丝分裂而生殖的，后代与亲代具有相同的遗传组成，因而后代与亲代总是简单地保持相似的性状。
无性生殖方式有：
分裂生殖(裂殖，fission)
孢子生殖(spore reproduction)
出芽生殖(budding)
营养生殖等
1.裂殖(fission)
最原始的生殖方式
细胞分裂
亲代细胞两个子细胞
与母体大小、形态、结构相似
单细胞生物如：细菌、原生动物变形虫等。
2.孢子生殖（spore formation）
是无性生殖中的高级方式，由亲体的特定部位产生许多称为“孢子”的生殖细胞，孢子不经结合，直接发育形成新个体。
孢子的类型很多，分别可籍水或气流传播。
藻类、苔藓、蕨类
植物以及真菌主要行孢子生殖。
日常生活中食物、衣物长霉通常是霉菌孢子繁殖的结果。
3. 出芽生殖（budding）
即在亲体的一定部位长出小芽体，芽体逐渐长大，最后脱离母体而成为独立个体。
如真菌中的酵母菌、腔肠动物中的水螅等，也有芽体长大后不脱离母体，
因而形成群体的，如大多数珊瑚.
4. 营养生殖
是生物营养体的一部分由母体分离出来后又长成一个新个体的繁殖方式。
◆断裂生殖：
丝状藻类和真菌的营养体常常发生断裂，每一断裂的部分再通过细胞分裂长成新个体。
◆再生：
扦插、压条、嫁接、细胞或组织培养和涡虫再生。
作业
1.染色体和染色质的概念及其它们之间的关系是什么？
2.试述有丝分裂和减数分裂的异同点。
3.减数分裂的遗传学意义是什么?
4.简述高等动植物雌、雄配子形成过程。P28 第二题
5.玉米二倍体染色体数是20。在下述细胞中你能找到多少条染色体？P28 第三题（1）孢子体的叶细胞（2）胚细胞（3）胚乳细胞
（4）花粉（5）极核
6.在人类中，2n=46条。如下细胞中你能观察到多少条染色体？
（1）脑细胞（2）红细胞（3）极体（4）精细胞（5）次级卵母细胞P28 第四题
7.一个具有14条染色体的橡树细胞进行有丝分裂：
（1）有多少子细胞形成，每一个子细胞的染色体数目是多少？
（2）如果同样的细胞进行减数分裂，有多少个子细胞产生，每个子细胞的染色体数目又是多少？P30 第五题
遗传的细胞学基础(1)
第二章遗传的细胞学基础 各种生物之所以能够表现出复杂的生命活动，主要是由于生物体内的遗传物质的表达，推动生物体内新陈代谢过程的结果。生命之所以能够在世代间延续，也主要是由于遗传物质能够绵延不断地向后代传递的缘故。遗传物质主要存在于细胞中，遗传物质的储存、复制、表达、传递和重组等重要功能都是在细胞中实现的，染色体是细胞内遗传物质的主要载体，遗传物质的许多重要功能的实现都是以染色体为基础进行的。因此，我们有必要了解染色体的基础知识。 第二节染色体的形态和数目 染色体（chromosome）是霍夫迈斯特(W.Hofmeister)1848年从紫鸭趾草的小孢子母细胞发现，40年后才被沃尔德耶(W.Waldeyer)定名为染色体。染色体是指在细胞分裂期出现的一种能被碱性染料染色，并具有一定形态、结构特征的物体。它是细胞间期染色质结构被紧密包装的结果，是细胞分裂过程中遗传物质存在的特定形式。 一、染色体的形态特征 (一)染色体的形态 每个物种的染色体都有自己固有的形态特征，在细胞分裂过程中，染色体的形态和结构发生一系列规律性变化，其中以有丝分裂中期和早后期染色体形态表现得最为明显和典型。因为在这个时期染色体已最大限度地收缩，并且从细胞极面观察，可以看到它们分散排列在赤道板上。
因此，一般在此期进行染色体形态的识别和研究。 一般地，在光学显微镜下可以观察到，有丝分裂中期的染色体是由两条相同的染色单体(chromatid)构成的，它们 彼此以着丝粒相连，互称为姐妹染色单体(sister chromatid)。姐妹染色单体是在细胞分裂间期经过复制形成 的，它们携带相同的遗传信息。在形态上染色体一般由以下 几部分组成： 1．着丝粒(centromere) 着丝粒是染色体的最显著特征。 (一)定义：连接一个染色体两个臂的区段，不易被碱性染料着色。 (二)位置 ①中间着丝粒(metacentric chomosome)：染色体呈V ②近中着丝粒(sub- metacentric chomosome)：染色体呈L ③近端着丝粒(acrocentric chomosome)：染色体呈棒 ④端着丝粒(telocentric chomosome)：染色体呈棒 (三)功能：牵引染色体向两极移动。 2．主缢痕(primary constriction)：着丝点所在区域。由于这个部分的缢缩，使染色体分成两个臂，染色体在此处能弯 曲。 3．次缢痕(secondary constriction)：在某些染色体的一臂或两臂上还有额外的缢缩区域，染色较浅，称为次缢痕。它 的位置是固定的，通常在外臂的一端。这些形态特征也是识 别某一特定染色体的重要标志。 功能：①连接随体
遗传的细胞学基础复习思考题及答案
第二章遗传的细胞学基础《复习思考题》 一、名词解释 同源染色体：形态和结构相同的一对染色体。 非同源染色体（异源染色体）：这一对染色体与另一对形态结构不同的染色体，互称为异源染色体。 姊妹染色单体与非姊妹染色单体 有丝分裂和减数分裂（mitosis and meiosis）： mitosis称有丝分裂：主要指体细胞的繁殖方式，DNA分子及相关的蛋白经过复制后平均的分配到两个子细胞中； 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，因为它使体细胞染色体数目减半，所以称减数分裂。（07A） 交叉与联会： 减数分裂的前期Ⅰ的偶线期同源染色体紧靠在一起，形成联会复合体，粗线期联会复合体分开，非姊妹染色单体之间出现交叉。 自花授粉（self-pollination）：同一朵花内或同株上花朵间的授粉。 异花授粉（cross pollination）：不同株的花朵间授粉。 受精（fertilization）：雄配子（精子）与雌配子（卵细胞）融合为一个合子。 胚乳直感（xenia）或花粉直感： 如果在3n胚乳上由于精核的影响而直接表现父本的某些性状。一些单子叶植物的种子常出现这种胚乳直感现象。例如：以玉米黄粒的植株花粉给白粒的植株授粉，当代所结种子即表现父本的黄粒性状。 果实直感（metaxenia）： 如果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。例如：棉花纤维是由种皮细胞延伸的。在一些杂交试验中，当代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。 无融合生殖（apomixis）： 雌雄配子不发生核融合的一种无性生殖方式。可分为两大类：营养的无融合生殖（vegetative apomixis）：指能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，可代替种子而生殖。无融合结子（agamospermy）：指能产生种子的无融合生殖。包括三种类型：①单倍配子体无融合生殖（haploidgametophyte apomixis）； ②二倍配子体无融合生殖（diploid gametophyte apomixis）；③不定胚（adventitious embryony）。 世代交替 二、填空题 1、染色体经碱性染料处理后，它的_____________部位被染色，而_____________部位几乎不被染色。 （染色体臂、着丝粒。） 2、染色体大小主要指_____________，同一物种染色体_____________大致相同。 （长度、宽度） 3、各生物的染色体不仅形态结构相对稳定，而且其数目_____________。 （成对） 4、通常原核生物细胞里只有_____________染色体，且DNA含量_____________真核生物。
遗传的细胞学基础训练题
遗传的细胞学基础单元检测 一、名词解释 遗传: 变异： 染色体： 姊妹染色单体： 同源染色体： 无融合生殖： 联会： 双受精： 胚乳直感： 果实直感： 二、判断题： 1、高等生物的染色体数目恢复作用发生于减数分裂，染色体减半作用发生于受精过程。( ) 2、联会的每一对同源染色体的两个成员，在减数分裂的后期Ⅱ时发生分离，各自移向一极，于是分裂结果就形成单组染色体的大孢子或小孢子。( ) 3、在减数分裂后期Ⅰ，染色体的两条染色单体分离分别进入细胞的两极，实现染色体数目减半。( ) 4、高等植物的大孢母细胞经过减数分裂所产生的4个大孢子都可发育为胚囊。( ) 5、有丝分裂后期和减数分裂后期Ⅰ都发生染色体的两极移动，所以分裂结果相同。( ) 6、在一个成熟的单倍体卵中有36条染色体，其中18条一定来自父方。( ) 7、控制相对性状的相对基因是在同源染色体的相对位置上。( ) 8、外表相同的个体，有时会产生完全不同的后代，这主要是由于外界条件影响的结果。（）9染色质和染色体都是由同样的物质构成的。（） 10、体细胞和精细胞都含有同样数量的染色体。（） 11、有丝分裂使亲代细胞和子代细胞的染色体数都相等。（） 12、在细胞减数分裂时，任意两条染色体都可能发生联会。（） 三、选择题 1、染色体存在于植物细胞的（）。
A 内质网中Ｂ细胞核中Ｃ核糖体中Ｄ叶绿体中 2、蚕豆正常体细胞内有6 对染色体, 其胚乳中染色体数目为 ( )。 A 3 Ｂ 6 Ｃ12 Ｄ18 3、水稻体细胞2n=24条染色体，有丝分裂结果，子细胞染色体数为（）。 Ａ6条Ｂ12条Ｃ24条Ｄ 48条 4、一个合子有两对同源染色体A和A'及B和B'，在它的生长期间，你预料在体细胞中是下面的哪种组合（） ＡAA'BB ＢAABB' ＣAA'BB' ＤA'A'B'B' 5、一种(2n=20)植株与一种有亲缘关系的植株(2n=22)杂交，F1加倍，产生了一个双二倍体，该个体的染色体数目为（） Ａ42 Ｂ21 Ｃ84 Ｄ68 ６、在有丝分裂中, 染色体收缩得最为粗短的时期是 ( ) Ａ间期Ｂ早期Ｃ中期Ｄ后期 ７、减数分裂染色体的减半过程发生于（） Ａ后期Ⅱ Ｂ末期Ⅰ Ｃ后期Ⅰ Ｄ前期Ⅱ 8、一种植物的染色体数目是2n=10。胚乳细胞含有多少条染色体（） Ａ10 Ｂ 5 Ｃ20 Ｄ30 9、某一种植物2n=10，在中期I，每个细胞含有多少条染色单体( ) Ａ10 Ｂ 5 Ｃ20 Ｄ40 10、杂合体AaBb所产生的同一花粉中的两个精核，其基因型有一种可能是( ) ＡAB和Ab；ＢAa和Bb；ＣAB和AB；ＤAa和Aa 11、玉米体细胞2n=20条染色体，经过第一次减数分裂后形成的两个子细胞中的染色单体数为（） Ａ20条Ｂ10条Ｃ5条Ｄ40条 12、一个大孢子母细胞减数分裂后形成四个大孢子，最后形成（） Ａ四个雌配子Ｂ两个雌配子Ｃ一个雌配子Ｄ三个雌配子 13、玉米的染色体数为20条（10对），则胚囊和花粉管的管核的染色体数分别是（） A.20，10 B.20，20 C.80，10 D.10，10 14、1000个小孢子母细胞可产生多少个精子。（） A 1000个 B 4000个 C 8000个 D 2000个 15、下列细胞中，肯定有Y染色体的是（） A、受精卵 B、初级精母细胞 C、次级精母细胞 D、精子 16、在小麦育种过程中，需将母本或F1的麦穗用纸袋套住，其目的是（） A、保证自花授粉 B、防止自花授粉 C、防止外来花粉干扰 D、防止花粉被吹走 17、在高等植物的细胞质中，除线粒体外，（）中也有遗传物质的存在。 A. 高尔基体 B. 内质网 C.叶绿体 D. 溶酶体 18、在有性生殖过程中，双亲通过生殖细胞分别向子代传递了（）。 A.各自的性状现状 B.全部染色体 C.细胞中的全部DNA D.同源染色体的各一条染色体
遗传的细胞学基础
遗传的细胞学基础 一、基础母题 1、下列有关某生物体各细胞分裂示意图的叙述正确的是() A．图①处于减数第一次分裂的中期，细胞内有2对姐妹染色单体 B．图②处于减数第二次分裂的后期，细胞内有2对姐妹染色单体 C．图③处于减数第二次分裂的中期，该生物体细胞中染色体数目恒定为8条 D．四幅图可排序为①③②④，出现在该生物体精子(或卵细胞)的形成过程中 2、．如图所示，甲～丁为小鼠睾丸中细胞分裂不同时期的染色体数、染色单体数和核DNA 分子数的柱形图，下列关于此图的叙述错误的是() A．甲可表示减数第一次分裂前期B．乙可表示减数第二次分裂前期 C．丙可表示有丝分裂间期的某一阶段D．丙可表示有丝分裂后期 3、关于图示的叙述不正确的是() A．因为该细胞无细胞壁有中心体⑨，所以可以判定该细胞为动物细胞 B．④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，它们通过一个着丝粒②相连 C．细胞中含有两对同源染色体，其中④和⑦为一对同源染色体 D．在有丝分裂后期，移向同一极的染色体均为非同源染色体 4、如图为某高等生物细胞不同分裂时期的模式图，Ⅰ、Ⅱ表示染色体片段。下列叙述不正确的是() A．图甲细胞处在减数第二次分裂中，此时不进行核DNA的复制 B．由图可以看出分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交换 C．图甲所示细胞中染色体∶DNA＝1∶2 D．若两图来源于同一个精原细胞，则图乙是图甲细胞分裂形成的 5．如下图所示，以下叙述错误的是() A．受精过程就是指Ⅰ＋Ⅱ的过程 B．Ⅲ所示过程不可能有非同源染色体自由组合，是通过细胞分裂和细胞分化进行的C．有性生殖实现了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，增强了生物的变异性D．由于减数分裂和受精作用的出现，加快了生物进化的进程 6．下列叙述中错误的是()
细胞学基础
遗传的细胞学基础 填空题 1.构成核仁的主要核酸是_________。 RNA 2.组成染色质的蛋白质主要是__________。 组蛋白 3.减数分裂前期包括?______、?______、?_______、_______和______五个时期。 细线期；偶线期；粗线期；双线期；终变期（浓缩期） 4.减数分裂期间,同源染色体配对发生在?_______期,配对以后的一对染色体称_________。粗线期；二价体 5.减数分裂双线期可以看到因非姊妹染色单体发生交换而出现的_______。 交叉结 6.正常配子的染色体数目是体细胞的_________。 一半 7.染色体在________中是成对的,以_______表示；在_______中是成单的,以_________表示。体细胞；2n；性细胞；n 8.减数分裂粗线期,每个二价体含有________条染色单体,因此可称作_____。 4；四分体 9.减数分裂过程包括连续的两次分裂,第一次分裂染色体数目________。 减半 10.多数禾本科植物的花粉粒包含1个?________和2个_________。 营养核；生殖核 11.大孢母细胞通过减数分裂形成大孢子,?大孢子通过3次有丝分裂形成__________。 8核胚囊 12.被子植物的双受精中,一个精核与卵细胞结合为________,发育为_________；另一个精核与2?个极核结合为________,发育为________。 受精卵；胚；受精极核；胚乳 13.被子植物种子的胚的染色体数目为_______,胚乳的染色体数目为_________。 2n； 3n； 14.某一生物染色体数目2n=10,性母细胞减数分裂中期I,每个细胞含_____二价体。 5 15.蚕豆正常体细胞染色体数目2n=12,?下列各组织细胞中的染色体数为：根尖?______,?胚?______,?卵细胞_______,反足细胞_______。 12条；12条；6条；6条
高三生物《遗传的细胞学基础和遗传定律》单元测试5新人教版
单元测试5：遗传的细胞学基础和遗传定律 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(每小题2分，共50分) 1黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素，其生物合成受多个基因控制，也受温度、pH等因素影响。下列选项正确的是( ) A环境因子不影响生物体的表现型 B不产生黄曲霉毒素菌株的基因型都相同 C黄曲霉毒素致癌是表现型 D黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表现型 答案：D 2孟德尔在豌豆杂交实验中，发现问题和验证假说所采用的实验方法依次是( ) A自交、杂交；测交B测交、自交；杂交 C杂交、自交；测交D杂交、测交；自交 答案：C 3某人染色体组成为44+XYY，该病人可能是由亲代产生配子时，什么细胞分裂的后期，两条性染色体移向同一侧所致( ) A次级精母细胞B次级卵母细胞 C初级精母细胞D初级卵母细胞 答案：A 4用高茎豌豆和矮茎豌豆作为亲本进行杂交，从理论上分析，其后代表现型的比例可能是( ) A1∶0或1∶1 B1∶0或3∶1 C1∶1或1∶2∶1 D3∶1或1∶2∶1 答案：A 5下列最可能反映红绿色盲的遗传系谱图是( ) 答案：B 6一株杂合的豌豆进行自花受粉，将得到的种子先播下15粒，都长成了高茎豌豆。那么预计原来那株豌豆的第16粒种子种下去，也长成高茎豌豆的可能性是( ) A0 B12/16 C4/16 D1/16 答案：B 7小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗病(T)对不抗病(t)为显性，两对基因位于非同源染色体 F中选育矮秆抗病类型，最合乎理想上。用高秆抗病与矮秆不抗病两个纯合品种作亲本，在 2 的基因型在选育类型中所占的比例为… ( ) A1/16 B3/16 C1/3 D4/16 答案：C 8根据下图实验，以下结论不正确的是( ) A所有黑羊的亲代中至少有一方是黑羊