遗传的细胞学基础课件

生物的生殖方式可分为无性生殖(asexual reproduction)和有性生殖(sexual reproduction)和无融合生殖。无性生殖无性生殖通过亲本营养体的分割而产生后代，又称为营养体生殖。如利用根、茎、芽、枝条等进行的繁殖。有性生殖有性生殖通过亲本产生的雌雄配子结合成合子，再进一步分裂、分化、发育而成为新个体的生殖方式。根据雌雄配子间的差异程度，可分为：同配生殖，异配生殖和卵式生殖三类。同配生殖：是指结合的配子在形态，结构，大小，运动能力等方面相同，配子间经表面识别蛋白进行识别和交配成为合子，再发育成新个体。异配生殖：是形态结构相同，但大小不同的配子间，或形态和大小无差异，但交配型上有差异的配子间相互结合成为合子，再发育成新个体。卵式生殖：是大小不同，在形态，结构和运动能力等方面也出现了明显的差异的两性配子结合成为合子，再发育成新个体。雌配子是大的，呈卵形，无鞭毛的，称为卵子。雄配子较小，细长，有的具有鞭毛，称为精子。精子和卵子融合称为受精，受精后的合子称为受精卵，再由受精卵发育成个体。（一）动物性细胞（配子）的发生（一）动物性细胞（配子）的发生1.精子的发生精子的发生 高等动物雄性生殖腺中有精原细胞，染色体数目为高等动物雄性生殖腺中有精原细胞，染色体数目为2n，生长分化，生长分化为初级精母细胞为初级精母细胞(2n)，经减数分裂，经减数分裂产生两个次级精母细胞产生两个次级精母细胞(n),再经再经减数分裂减数分裂产生四个精细胞产生四个精细胞(n)，经一系列变化形成精子。，经一系列变化形成精子。2.卵子的发生卵子的发生 雌性生殖腺中有卵原细胞雌性生殖腺中有卵原细胞(2n)，它生长分化为初级卵母细胞，它生长分化为初级卵母细胞(2n)，经减数分裂经减数分裂产生大小悬殊的两个细胞，大的是次级卵母细胞产生大小悬殊的两个细胞，大的是次级卵母细胞(n)，小，小的是第一极体的是第一极体(n)，次级卵母细胞再经减数分裂，次级卵母细胞再经减数分裂又产生大小不同的两又产生大小不同的两个细胞，大的为卵细胞个细胞，大的为卵细胞(n)，小的为第二极体，小的为第二极体(n)，一个初级卵母细胞，一个初级卵母细胞经减数分裂只形成一个有功能的卵细胞经减数分裂只形成一个有功能的卵细胞 图2高等动物雌雄配子形成的过程（二）、植物性细胞的形成（二）、植物性细胞的形成1.雄配子体的形成雄配子体的形成 在幼小的雄蕊花药内，首先分化出孢原细胞，经有丝分裂后分化为花粉母细胞(或小孢子母细胞)。花粉母细胞经过减数分裂形成4个小孢子。每一个小孢子发生一次有丝分裂后形成二核花粉粒，包括营养核和生殖核。随后生殖核又经过一次有丝分裂后形成成熟的三核花粉粒，即雄配子体，包括2个精核和1个营养核2.雌配子体的形成雌配子体的形成 在雌蕊子房里着生胚珠，在胚珠的珠心里分化出胚囊母细胞(或大孢子母细胞)。胚囊母细胞经过减数分裂形成呈直线排列的4分孢子，其中近珠孔端的3个大孢子自然解体，而远离珠孔端的1个大孢子继续发育，经过连续的3次有丝分裂，依此形成二核胚囊、四核胚囊和八核胚囊。成熟的八核胚囊即雌配子体，其中3个为反足细胞、2个极核、2个助细胞和1个卵细胞。1111/152/152即，成熟的花粉粒即，成熟的花粉粒雌配子体：雌配子体：即成熟胚囊即成熟胚囊2个极核个极核(n)3个反足细胞个反足细胞(n)2个助细胞个助细胞(n)1个卵细胞（个卵细胞（n)雄配子体：雄配子体：2个精细胞个精细胞(n)1个营养核（个营养核（n)高等植物高等植物雌雄配子雌雄配子形成形成二、植物的授粉与受精二、植物的授粉与受精（一）授粉（一）授粉 pollinationpollination：成熟的花粉：成熟的花粉粒落到柱头上并开始萌发的过程。粒落到柱头上并开始萌发的过程。自花授粉自花授粉异花授粉（风媒、虫媒）异花授粉（风媒、虫媒）常异花授粉常异花授粉受精受精 fertilizationfertilization：雌雄配子融合成：雌雄配子融合成为合子的过程。为合子的过程。1414/152/152 授粉过程就是指成熟的花粉粒落在雌蕊柱头上。授粉过程就是指成熟的花粉粒落在雌蕊柱头上。1、自花授粉同一朵花内或同株上花朵间的授粉。、自花授粉同一朵花内或同株上花朵间的授粉。2、异花授粉不同株的花朵间授粉。、异花授粉不同株的花朵间授粉。二、受精二、受精受精：雄配子受精：雄配子(精子精子)与雌配子与雌配子(卵细胞卵细胞)融合为一个合子。融合为一个合子。植物在受精前有一个授粉的过程植物在受精前有一个授粉的过程授粉方式可分为两大类：授粉方式可分为两大类：(二二)受精受精 授粉后，花粉粒在柱头上萌发，长出花粉管，穿过花柱、子房、珠孔进入胚囊，花粉管延伸时，营养核走在最前面，花粉管进入胚囊一旦接触助细胞即破裂，助细胞同时被破坏，两个极核及内含物同时进入胚囊。这时，一个精核与卵细胞结合形成合子胚(2n)；同时另一个精核与两个极核结合形成胚乳核胚乳(3n)，这一过程称为双受精。通过双受精，最后发育成种子，种子胚是二倍体(2n)，胚乳是三倍体(3n)，种子外围种皮、果皮为二倍体(2n)，是由珠被和子房壁形成，因而果皮属于母体组织，与双受精无关。1616/152/152植物双受精：植物双受精：成熟的花粉粒落在雌蕊柱头上，花粉粒萌发出花粉管，穿成熟的花粉粒落在雌蕊柱头上，花粉粒萌发出花粉管，穿过花柱、子房和过花柱、子房和 珠孔，伸入胚囊，一个精核珠孔，伸入胚囊，一个精核(n)与卵细胞与卵细胞(n)受精结合为合子受精结合为合子(2n)，将来发育成胚，另一精核，将来发育成胚，另一精核(n)与两个极与两个极核核(n)受精结合为胚乳核受精结合为胚乳核(3n)，将来发育成胚乳的过程。，将来发育成胚乳的过程。通过双受精后发育成种子，种子的主要组成部分通过双受精后发育成种子，种子的主要组成部分是胚，胚乳和种皮。胚和胚乳都是通过受精而形成的，是胚，胚乳和种皮。胚和胚乳都是通过受精而形成的，但种皮或果皮，它们都是母本花朵的营养组织，与双但种皮或果皮，它们都是母本花朵的营养组织，与双受精过程并没有联系。一个正常种子胚，胚乳和种皮受精过程并没有联系。一个正常种子胚，胚乳和种皮的染色体数目分别为的染色体数目分别为2，3和和2。被子植物的双受精被子植物的双受精18981898年俄国科学家纳瓦兴发现了被子植物年俄国科学家纳瓦兴发现了被子植物的双受精现象的双受精现象 double fertilizationdouble fertilization。一个精核与卵细胞融合成合子（一个精核与卵细胞融合成合子（2n2n）一个精核与一个精核与2 2个极核融合形成胚乳核（个极核融合形成胚乳核（3n3n）种子的结构种子的结构种子：胚、胚乳、种皮、果皮种子：胚、胚乳、种皮、果皮果皮：由子房壁发育而来果皮：由子房壁发育而来种皮：来自胚珠的珠被种皮：来自胚珠的珠被胚（胚（2n）胚乳（胚乳（3n）母体组织的母体组织的一部分一部分（2n2n）受精产物受精产物（三）、直感现象（三）、直感现象(一一)胚乳直感胚乳直感(花粉直感花粉直感)如果在3n胚乳的性状上由于精核的影响而直接表现父本的某些性状，这种现象称为胚乳直感。一些单子叶植物的种子会出现这种现象，如用玉米黄粒的植株花粉给白粒的植株花丝授粉，当代所结子粒即表现父本的黄粒性状。(二二)果实直感果实直感 种皮或者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，则称为果实直感。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。三、直感现象三、直感现象n胚乳直感（胚乳直感（xeniaxenia）：）：3n3n胚乳直接表现父胚乳直接表现父本的某些性状本的某些性状 玉米玉米 白粒白粒黄粒黄粒 当代种子黄色当代种子黄色n果实直感（果实直感（metaxeniametaxenia）：）：2n2n种皮或果皮种皮或果皮由于花粉影响而表现父本的某些性状由于花粉影响而表现父本的某些性状 棉花棉花 短纤维短纤维长纤维长纤维种子长纤维种子长纤维2121/152/152三、无融合生殖三、无融合生殖 雌雄配子不发生核融合的一种无性生殖方式，称雌雄配子不发生核融合的一种无性生殖方式，称为无融合生殖为无融合生殖(apomixis)。它被认为是有性生殖的。它被认为是有性生殖的一种特殊方式或变态。一种特殊方式或变态。2222/152/152无融合生殖可以概分为两大类无融合生殖可以概分为两大类（一）营养无融合生殖（一）营养无融合生殖 营养的无融合生殖包括那些营养的无融合生殖包括那些代替有性生殖的营养生殖类代替有性生殖的营养生殖类型。型。例如，大蒜的总状花序上常形成近似种子的气生小鳞茎，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。可代替种子而生殖。（二）无融合结子（二）无融合结子 无融合结子是指能产生种子的无融合生殖。主要包括单无融合结子是指能产生种子的无融合生殖。主要包括单倍配子体无融合生殖倍配子体无融合生殖(haploid gametophyte apomixis)、二倍配子体无融合生殖二倍配子体无融合生殖(diploid gametophyte apomixis)和不定胚和不定胚(adventitious embryony)三种类型。三种类型。2323/152/1521单倍配子体无融合生殖（也称单性生殖）单倍配子体无融合生殖（也称单性生殖）指指雌雄配子体不经过正常受精而产生单倍体胚雌雄配子体不经过正常受精而产生单倍体胚(n)的的一种生殖方式。一种生殖方式。孤雌生殖过程中授粉是必要的条件。孤雌生殖过程中授粉是必要的条件。卵细胞虽然卵细胞虽然没有受精，而能发育成单倍体胚，但它的极核细胞却没有受精，而能发育成单倍体胚，但它的极核细胞却必须受精才能发育成胚乳。必须受精才能发育成胚乳。(1)孤雌生殖：孤雌生殖：从从 未经受精卵细胞发育成个体的现象。未经受精卵细胞发育成个体的现象。(2)孤雄生殖：孤雄生殖：在传粉之后，卵细胞消失，在传粉之后，卵细胞消失，由精核单独由精核单独 发育成单倍体植株。发育成单倍体植株。精子入卵后尚未与卵核融合，而卵核即发生退化、解体，精子入卵后尚未与卵核融合，而卵核即发生退化、解体，雄核雄核取代了卵核地位，在卵细胞质内取代了卵核地位，在卵细胞质内发育成仅具有父本发育成仅具有父本染色体的胚。染色体的胚。（二）无融合结子类型（二）无融合结子类型 2424/152/152孤雌生殖过程孤雌生殖过程2525/152/1522二倍配子体无融合生殖二倍配子体无融合生殖 指从二倍体的配子体发育而成孢子体的那些无指从二倍体的配子体发育而成孢子体的那些无融合生殖类型。融合生殖类型。3不定胚不定胚 不定胚是最简单的一种方式。它直接由珠心或珠被的二倍不定胚是最简单的一种方式。它直接由珠心或珠被的二倍体细胞产生为胚，完全不经过配子阶段。这种现象在柑桔类中体细胞产生为胚，完全不经过配子阶段。这种现象在柑桔类中往往是与配子融合同时发生的。往往是与配子融合同时发生的。（二）无融合结子类型（二）无融合结子类型 2626/152/1524.单性结实单性结实它是在卵细胞没有受精，但在花粉的刺激下，果实也它是在卵细胞没有受精，但在花粉的刺激下，果实也能正常发育的现象能正常发育的现象。葡萄和柑桔的一些品系常有自然发生的单性结实。利用生葡萄和柑桔的一些品系常有自然发生的单性结实。利用生长素代替花粉的刺激也可能诱导单性结实，番茄、烟草和辣椒长素代替花粉的刺激也可能诱导单性结实，番茄、烟草和辣椒等植物就有这种现象。等植物就有这种现象。2727/152/152在上述的各种无融合生殖的方式中，有些可形在上述的各种无融合生殖的方式中，有些可形成单倍体的胚，从而分离出各种遗传组成的后代；成单倍体的胚，从而分离出各种遗传组成的后代；有些可以形成二倍体的胚，从而产生与亲本遗传组有些可以形成二倍体的胚，从而产生与亲本遗传组成相同的后代。因此，在植物育种工作，如何利用成相同的后代。因此，在植物育种工作，如何利用无融合生殖特点，大量培育单倍体植株，或固定杂无融合生殖特点，大量培育单倍体植株，或固定杂种优势的遗传组成，已经成为一项重要的研究课题。种优势的遗传组成，已经成为一项重要的研究课题。2828/152/152被子植物种子、果实各部分的遗传来源染色体数前体来源胚2n合子受精产物胚乳3n胚乳核受精产物种皮2n珠被母本组织果皮2n子房壁母本组织2929/152/152第第五节五节 生活周期生活周期 即个体发育全过程。一般有性生殖的动物和植物的生即个体发育全过程。一般有性生殖的动物和植物的生活周期就是指从合子到个体成熟和死亡所经历的一系列发活周期就是指从合子到个体成熟和死亡所经历的一系列发育阶段。各种生物的生活周期是不相同的。育阶段。各种生物的生活周期是不相同的。生活周期生活周期(life cycle)，即个体发育全过程。，即个体发育全过程。任何生物都具有一定的生活周期任何生物都具有一定的生活周期(life cycle).3030/152/152一。世代交替世代交替：世代交替：生物的无性世代与有性世代交替出现的现象生物的无性世代与有性世代交替出现的现象有性生殖的生物的生活周期大多数是包括一个有性世代有性生殖的生物的生活周期大多数是包括一个有性世代和一个无性世代，这样二者交替发生，图（世代交替）和一个无性世代，这样二者交替发生，图（世代交替）。3131/152/152图（世代交替）图（世代交替）世代交替世代交替受精卵受精卵2n2n孢子体孢子体2n2n配子体（配子体（n)n)减数减数分裂分裂受精过程受精过程3333/152/152无性世代无性世代 1个受精卵个受精卵(合子合子)发育成为一个孢子体发育成为一个孢子体(2n)，这称为孢，这称为孢子体世代，就是无性世代。子体世代，就是无性世代。有性世代有性世代孢子体经过一定的发育阶段，某些细胞特化进行减数分孢子体经过一定的发育阶段，某些细胞特化进行减数分裂，染色体数减半，遂转入配子体裂，染色体数减半，遂转入配子体(gametophyte)(n)，产，产生雌性和雄性配子，这称为配子体世代，就是有性世代。生雌性和雄性配子，这称为配子体世代，就是有性世代。雌性和雄性配子经过受精作用形成合子，发育为新一代的雌性和雄性配子经过受精作用形成合子，发育为新一代的孢子体孢子体(2n)。孢子体世代与配子体世代的相互交替，恰与这两。孢子体世代与配子体世代的相互交替，恰与这两个世代的染色体数目的变换是一致的，因而能保证各物种染色个世代的染色体数目的变换是一致的，因而能保证各物种染色体数目的恒定性，从而保证各物种遗传性状的稳定性。体数目的恒定性，从而保证各物种遗传性状的稳定性。3434/152/152二、低等植物的生活周期二、低等植物的生活周期 低等植物的生活周围明显地不同于高等植物。现以红色面低等植物的生活周围明显地不同于高等植物。现以红色面包霉为例包霉为例(图图214)说明低等植物的世代交替。说明低等植物的世代交替。红色面包霉的生活周期红色面包霉的生活周期3636/152/152三、高等植物的生活周期三、高等植物的生活周期高等植物的一个完整的生活周期是从种子胚到下一代的高等植物的一个完整的生活周期是从种子胚到下一代的种子胚；它包括无性世代和有性世代两个阶段。种子胚；它包括无性世代和有性世代两个阶段。现以玉米为例说明高等植物的生活周期：现以玉米为例说明高等植物的生活周期：种子植物的生活周期种子植物的生活周期3838/152/1523939/152/152根据上图可知，低等植物和高等植物的一个完整的生活根据上图可知，低等植物和高等植物的一个完整的生活周期，是交替进行着无性世代和有性世代。它们都具有自己周期，是交替进行着无性世代和有性世代。它们都具有自己的单倍世体和二倍体世代，只是各世代的时间和繁殖过程有的单倍世体和二倍体世代，只是各世代的时间和繁殖过程有所不同，这种不同从低等植物到高等植物之间存在着一系列所不同，这种不同从低等植物到高等植物之间存在着一系列的过渡类型。的过渡类型。四、高等动物的生活周期四、高等动物的生活周期现以果蝇为例，说明高等动物的一般生活周期。现以果蝇为例，说明高等动物的一般生活周期。4040/152/15241写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日