绪言、第二章 遗传的细胞学基础

根据着丝点的位置可以将染体色进行分类如下： 1. 中间着丝点染色体
着丝点位于染色体的中间，成为中间着丝点染色体
(metacentric chromosome)，两臂大致等长。
2. 近中着丝点染色体 着丝点较近于染色体的一端，成为近中着丝点染色体 (sub-metacentric chromosome)，则两壁长短不一，形成 为一个长臂和一个短臂 。
因此，为了深入研究生物遗传和变异的规律及其内在 机理，有必要对细胞的结构和功能、细胞的分裂方式、以 及生物繁殖方式与遗传表现的关系进行介绍。
第一节 细胞的结构和功能
根据细胞结构的复杂程度，可把生物界的细胞概分为两类： A：原核细胞(prokaryotic cell) B：真核细胞(eukaryotic cell)。 一、原核细胞 细胞壁(cell wall) 细胞膜(plasma membrane) 细胞质(cytoplasma) 拟核 (nucleoid)
内质网
E
中心体 中心体是动物和某些蕨类及裸子植物细胞特有的细胞器。
与细胞有丝分裂和减数分裂过程中纺锤丝的形成有关。 (三) 细胞核 细胞核简称为核(nuclear) 。一般为圆球形，但在不同 生物和不同组织的细胞中有着很大的差异。核的大小也不
同，就植物细胞核的直径计算，小的不到1μm，大的可达
600μm；一般为5－25μm。 细胞核是遗传物质集聚的主要场所，它对控制细胞发 育和性状遗传都起主导作用。
生命本质：蛋白质与核酸组 运用于微生物、动植物育种工作。在生产实际上，遗
传学对农业科学起着直接的指导作用。
3. 遗传学在医学中也同样起着重要的指导作用。
由于遗传学所研究的对象是生物的一个最基
本的特征，在揭露生命的本质方面以及在改造生 物方面具在特别重要的意义，所以现在它已成为 生物科学的中心，也是生物科学中学术思想最活 跃的一个领域。
原生质的连续，有利于细胞间的物质转运 。
图(胞间连丝)
胞间连丝
(二) 细胞质
细胞质是在质膜内环绕着细胞核外围的原生质胶 体溶液，内含许多蛋白质分子、脂肪、溶解在内的氨 基酸分子和电解质；在细胞质中分布着蛋白纤丝组成 的细胞骨架(cytoskeleton)及各种细胞器(organelle)。 细胞骨架的主要功能：维持细胞的形状、运动并使细胞器 在细胞内保持在适当的位置。 细胞器：是指细胞质内除了核以外的一些具有一定形态、 结构和功能的物体。
二、19世纪以后，人们对遗传、变异的认识和研究
1、拉马克 用进废退和获得性状遗传等学说。
2、达尔文发表《物种起源》著作，提出自然选择和
人工选择的进化学说。
3、孟德尔首次提出分离和独立分配两个遗传基本规 律。 1900年两规律的重新发现，被公认为是遗传学建 立和开始发展的一年。但是，遗传学是贝特生于
质膜的功能：能主动而有选择地通透某些物质。对于信息 传递、能量转换、代谢调控、细胞识别和癌变等方面，都 具有重要的作用。图(质膜)
植物细胞不同于动物细胞，在其细胞质膜的外围 有一层由纤维素和果胶质等构成的细胞壁，对植物细 胞和植物体起保护和支持作用。细胞壁上有许多微孔
称胞间连丝，是相邻细胞间的通道，导致相邻细胞的
D
内质网 是在真核细胞质中广泛分布的膜相结构。把质膜和
核膜连成一个完整的膜体系，为细胞空间提供了支架作 用。 内质网是单层膜结构。它在形态上是多型的，不仅 有管状，也有一些呈囊腔状或小泡状。 粗糙内质网（附有核糖体的内质网），是蛋白质合成的 主要场所。 平滑型内质网（不附着核糖体的内质网），可能与某些 激素合成有关。图(内质网)。
遗 传 学
(第三版）
杨进文
第一章 绪
言
&1.1 遗传学研究的对象和任务 &1.2 遗传学的发展 &1.3 遗传学在科学和生产发展中的作用
&1.1 遗传学研究的对象和任务
一、遗传学研究对象
以微生物、植物、动物、人类为对象，研究它们的遗传 和变异。 遗传学(Genetics)是研究生物遗传和变异的科学。 遗传和变异是生物界最普遍和最基本的两个特征。 遗传(heredity)：指亲代与子代相似的现象。
14. 20世纪90年代初美国率先实施的”人类基因组计划” 进入”后基因组时代”。
&1.3 遗传学在科学和生产发展中的作用
遗传学的深入研究，不仅直接关系到遗传学本身的 发展；而且在理论上对于探索生命的本质和生物的进
化，对于推动整个生物科学和有关科学的发展都有着
巨大的作用。 1.遗传学在自然科学中作用，认识和阐述生命现象 和提示生命本质，特别是对生物进化的机理有重要 的作用。
1、 理论性和哲理性较强 2、研究方法复杂而先进
3、涉及的知识面广
&1.2 遗传学的发展简史
2.遗传学学科的形成很晚，但形成后发展很快。
特点：1.对遗传现象的认识很早，但对遗传规律阐明很迟。
一、19世纪以前，人们对遗传、变异的认识和研究
处于无意识选种阶段，并没有对遗传、变异的理论 和规律进行过研究。
各种细菌、蓝藻等低等生物由原核细胞构成，统称为原核
生物(prokaryote)。
二、真核细胞
真核细胞不仅含有核物质，而且有核结构，即核物质 被核膜包被在细胞核里。图示：
真核生物还含有线粒体、叶绿体、内质网等各种由膜 包被的细胞器。 除了原核生物以外，所有的高等植物、动物，以及单 细胞藻类、真菌和原生动物等都具有这种真核细胞结构， 故统称为真核生物(eukaryote)。 所有的真核细胞都由细胞膜与外界隔离，细胞内有起 支持作用的细胞骨架，以及各种细胞器等。
现已肯定线粒体、叶绿体、核糖体和内质网等具有重要
的遗传功能。 A 线粒体
在光学显微镜下，它呈很小的线条状、棒状、或球状；
线粒体是由内外两层膜组成，含有多种氧化酶，能进行 氧化磷酸化，可传递和贮存所产生的能量，因而成为细胞里 氧化作用和呼吸作用的中心，是细胞的动力工厂。 线粒体含有DNA、RNA和核糖体，具有独立合成蛋白 质的能力。线粒体的DNA与其同一细胞的核内DNA的碱基 成分有所不同 ，呈环状DNA分子。因此，认为线粒体与细 胞核是两个不同的遗传体系。图(线粒体)
(一) 细胞膜 细胞膜:包被细胞内原生质(protoplasm)的一层薄膜， 简称质膜(plasma membrane或plasmalemma)。
细胞膜主要由蛋白质和磷脂组成，其中还含有少量的 糖类物质、固醇类物质及核酸等。 质膜的结构：质膜是流动性的嵌有蛋白质的脂质双分子层 的液态结构，其厚度约为70－100mm。图(植物细胞)
细胞结构
原核细胞组成：
1. 细胞壁成份，蛋白聚糖是原核生物所特有的化学物质。
2. 细胞膜的组成和结构与真核细胞相似。
3. 细胞质有DNA、RNA、蛋白质及其它小分子物质，不存 在线粒体(mitochondria)、叶绿体(chloroplast)、内质 网(endoplasmic reticulum)、高尔基体(Golgi body)等 有膜的细胞器，仅有核糖体(ribosome)。 4. DNA存在的区域称作拟核 (nucleoid)
C
核糖体
核糖体是直径为20nm的微小细胞器，在细胞质中数
量很多。它是蛋白质合成的主要场所。 核糖体是由大约40％的蛋白质和60％的RNA所组成， 其中RNA主要是核糖体核糖核酸(rRNA)，故亦称为核糖 蛋白体。 核糖体可以游离在细胞质中或核里，也可以附着在 内质网上。在线粒体和叶绿体中也都含有核糖体。
第二章 遗传的细胞学基础
第一节 第二节 第三节 第四节 细胞的结构和功能 染色体的形态和数目 细胞的有丝分裂 细胞的减数分裂
第五节
第六节
配子的形成和受精
生活周期
第二章 遗传的细胞学基础
细胞(cell)是生物体结构和生命活动的基本单位。生 物界除了病毒和噬菌体等最简单的生物外，所有的植物和 动物，不论低等的还是高等的，都是由细胞构成的。 在生物的生命活动中，繁殖后代是一个重要的基本特征。 无性繁殖 一系列的细胞分裂 有性繁殖 繁衍后代
3. 近端着丝点染色体 着丝点靠近染色体末端，成为近端着丝点染色体 (acrocentric chromosome)，则有一个长臂和一个极短的臂 。
注意：
在细胞分裂过程中，着丝点对染色体向两极牵引具有决
定性的作用。如果某一染色体发生断裂而形成染色体的断片， 则缺失了着丝点的断片将不能正常地随着细胞分裂而分向两 极，因而常会丢失。反之，具有着丝点的断片将不会丢失。 几个概念 主缢痕：着丝点所在的区域的染色体缢缩部分 次缢痕：在某些染色体的一个或两个臂上还常另外有缢缩部 位，染色较淡。
1906首先提出的。
4. 狄· 弗里斯于1901- 1903年发表了“突变学说”。
5. 贝特生等在香豌豆杂交试验中发现性状连锁现象。
6. 约翰生于1909年发表了“纯系学说”，最先提
出“基因” 一词 。
7. 1910年以后，摩尔根等用果蝇为材料 ，提出连
锁遗传规律 。
8. 在二十世纪三十年代，提出了杂种优势的遗传假
核膜(nuclear membrane) 细胞核 核液(nuclear sap)：核液中含有核仁和染色质 核仁(nucleolus)：主要是由蛋白质和RNA聚集而成 染色质(chromatin) 染色质和染色体实际上是同一物质在细胞分裂过程中所表 现的不同形态。 染色质：染色体在细胞分裂间期所表现的形成，呈纤细的丝 状结构，是DNA和蛋白质复合体。
第二节 染色体的形态和数目
一、染色体的形态特征
染色体是细胞核中最重要的组成部分，在细胞分裂的
间期，由于染色体分散于细胞核中，故而一般只看到染色 较深的染色质，而看不到具一定形态特征的染色体。 观察染色体最好的阶段是有丝分裂中期和早后期，因 为这个阶段染色体收缩到最粗最短的程度。
染色体由着丝点、长短臂、主次缢痕和随体构成。示 意图如下：