第二章 遗传的细胞学基础 (4学时 )
?细胞学中与遗传学紧密相关的内容,
?细胞的结构与功能
?细胞分裂与生物生长发育及繁殖行为
?遗传学研究的侧重点,
?细胞核 的结构功能、染色体形态、结构和数目；
?细胞有丝分裂、减数分裂、两性细胞融合 (受精 )
的过程及其染色体的行为变化；
?有丝分裂、减数分裂及受精的 生物学意义 。
目 录
本章要求
第一节 细胞的结构和功能
第二节 染色质和染色体
第三节 细胞分裂
第四节 配子的发生、受精和生活周期
复习思考题
? 了解真核细胞与遗传、变异相关的细胞器及结构与功
能。
? 了解 染色质 的基本结构与 染色体 的结构模型。
? 能识别细胞分裂各时期染色体形态特征和行为变化
? 掌握 有丝分裂和减数分裂 的生物学意义。
? 了解核型分析的目的、意义，掌握核型分析的方法。
? 了解 内源有丝分裂 与 多线染色体 。
本章要求
第一节 细胞的结构与功能
?根据构成生物体的基本单位，可以将生物分为,
? 非细胞生物,包括 病毒,噬菌体 (细菌病毒 )、朊病毒
（有活性的蛋白质），具有前细胞形态的构成单位。
? 细胞生物,以细胞为基本单位的生物
? 原核生物 (prokaryote),(原核细胞 ) 细菌,蓝藻 (蓝细菌 )
? 真核生物 (eukaryote), (真核细胞 ) 原生动物、单细胞藻
类、真菌、高等植物、动物、人类
?真核细胞,细胞壁 (植物 ), 细胞膜, 细胞质,
细胞核 。
病毒的结构
原核细胞
2.2
动物细胞与植物细胞比较
植物细胞 动物细胞
动物细胞与植物细胞的比较
一,细胞壁 (cell wall)
?与动物细胞不同，植物细胞具有细胞壁及穿壁
胞间连丝 (plasmodesma)。
?对细胞的形态和结构起支撑和保护作用。
?正是因为存在这一独特的结构，使得植物遗传的
研究与动物遗传研究有了比较大的差异 (更困难 )，
尤其是在进入分子水平或者说是在 进行细胞工程
和基因工程研究时,这一点尤其突出。
?构成植物细胞壁的化学成分有, 纤维素、半纤
维素,果胶质
二,细胞膜 （ cell membrane/plasmalemma）
? 主要由磷脂双分子层和蛋白分子组成。
? 细胞内的许多其它构成部分也具有膜结构，称为 膜
相结构 (membranous structure)； 相对地，不具
有膜的部分则称为 非膜相结构 (non-membranous
structure) 。
? 膜结构对细胞形态、生理生化功能的重要作用,
? 选择性透过某些物质，大分子物质通过微孔进出细胞；
? 提供生理生化反应的场所；
? 对细胞内空间进行分隔，形成结构、功能不同又相互协
调的区域。
三,细胞质 (cytoplasm)
?指细胞膜以内，细胞核以外所有物质的统称。
?细胞质中分布着蛋白纤丝组成的细胞骨架及
各种细胞器。
?细胞器,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 。
? 线粒体 （ mtDNA）, 质体 （ 叶绿体 ctDNA,白色
体, 有色体 ）, 内质网 （ 粗面内质网, 滑面内质
网 ）, 核糖体, 高尔基体, 中心体 （ 动物细胞特
有 ） 。
四,细胞核 (nucleus)
? 形态
?真核细胞的细胞核一般为球形或卵圆形 。 原核细
胞的细胞无定形的细胞核, 只有一团核物质, 称
为拟核 （ nucleoid） 或核质体 （ chromatin
body） 。
? 数量
?通常是一细胞一核, 少数细胞有多核 （ 如变虫 ）
或无核 （ 如哺动物的红血球细胞 ） 。
? 功能
?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 。
? 结构
?1,核膜 2,核液 3,核仁 4,染色质和染色体
1,核膜 (nuclear membrane)
? 核膜 是双层膜，对核与质间起重要的分隔作用；
? 细胞核与细胞质又不是完全隔离的，核膜上分布有一些直径约
40-70nm的 核孔 (nuclear pore),利于质与核间进行大分子物
质的交换。
? 核膜在细胞分裂过程中存在一个, 解体 -重建, 的过程，并可
作为细胞分裂阶段划分的标志。
? 进入细胞分裂中期：核膜解体；
? 进入细胞分裂末期：核膜重建。
2,核液 (nuclear sap)
?充满核内的液体状物质称为 核液,也称为 核浆
或 核内基质 。
?核液主要成分为蛋白质,RNA,酶等。
?其中存在一种 与核糖体大小类似 的颗粒，据推
测可能与 核内蛋白质 的合成有关。
?核仁和染色质存在于核液中。
3,核仁 (nucleolus)
?结构,核仁为无膜包裹的, 形态不规则的, 一
半致密而坚实, 另一半呈海绵状的小体, 主要
由蛋白质和 RNA组成, 还可能存在少量的类脂
和 DNA。
?数目,一个或几个, 折光率高, 呈球形 。 核仁
往往与个别 染色体 的特定部位 （ 核仁组织者区
域 ） 相联系 。 细胞分裂过程中也会暂时分散 。
?功能,合成 rRNA； 与蛋白质结合形成核糖体
亚单位的前体。
4,染色质 (chromatin)和染色体 (chromosome)
? 染色质 (包括常染色质和异
染色质）,细胞分裂间期
核内，对碱性染料着色均
匀的网状、丝状的物质 。
? 染色体, 细胞分裂期，核
内染色质高度螺旋化，折
叠盘曲而成的杆状小体。
其形态结构相对稳定。
?染色体,
? 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 。
? 染色质和染色体是同一物质在细胞周期的不同时期
不同的形态表现。
细菌、动物与植物细胞的比较
第二节 染色质和染色体
?染色质 =蛋白质 +DNA
?组蛋白, H1 2H2A 2H2B 2H3 2H4
? 高度保守
? 进行乙酰化、磷酸化及甲基化等修饰而改变基因
的转录活性
?非组蛋白,
? 种类多
? 有种属和组织特异性
? 为转录调控因子
（ 1）染色质的化学组成
（ 2）染色质的结构
染色质的结构,, 串珠结构,,
?组蛋白八聚体 (2H2A+ 2H2B+2H3+2H4)构成 核心。
?核心外缠绕约 146bp的 DNA片段构成 核心颗粒。
?核心颗粒与 DNA连接部 (约 60bp的 DNA片段和 H1)
构成 核小体。
核小体 (nucleosome)是 染色质的基本单位
（ 3）染色质的类型
? 间期核中的染色质, 根据其螺旋化程度及染色程度
分为 常染色质 和异 染色质 两类 。
常染色质 异染色质
间期染色程度 染色浅 染色深
分布 核中央 核膜附近
螺旋化程度 低 高
呈疏松状态 呈凝集状态
DNA序列 单一序列和 高度重复序列
部分重复序列
功能状态 活跃的 DNA分子部分 不活跃的 DNA分子部分
进行转录和翻译 不能转录和翻译
染色体的形态,结构和数目
一,染色体的 形态特征
二,染色体的 结构
三,染色体的 数目
四,特殊类型的染色体
五,染色体组型和组型
分析
染色体的形态,结构和数目
? 染色体是所有细胞都具有的结构。
? 各物种染色体都具有 特定的数目
与形态特征 。
? 同一物种内的各染色体间能够通
过其形态特征加以 区分、识别 。
? 染色体的形态结构与数目在细胞分
裂过程中有一系列规律性变化。
? 识别染色体的形态特征的最佳时期
是细胞 有丝分裂中期和早后期 。这
时染色体收缩程度最大，形态最稳
定，并且分散排列、易于计数。
? 在普通光学显微镜
下观察需要对染色
体进行 染色 。
? 通常是 染色体 染色
效果好
? 采用对 细胞质 着色
少的碱性染料、酸
性染料或孚尔根试
剂染色。
一,染色体的形态特征
? 分析染色体形态特征的主要目的是区分、识别染色体。
? 经过染色在普通光学显微镜下能够观察分析并 用于染色
体识别的特征 主要有,
? 染色体的大小 (主要 是指长度 )；
? 着丝粒的位置 (染色体臂的相对长度 )；
? 次缢痕和随体的有无及位置；
? 端粒；
? 染色粒等。
染色体的一般形态特征
染色单体 在着丝粒处相连,互称为姐妹
染色单体。
着丝粒和动粒
着丝粒 位于两条染色单体连接处,将染色体
分为两个臂。
动粒（着丝点） 是着丝粒周围有蛋白质性
质的盘状结构，可直接连接纺缍丝，是
纺缍丝的附着区域。
主缢痕和次缢痕
染色体臂 长臂（ q) 短臂（ p）。
随体,在有些染色体的短臂近末端，有
一棒状或球状的结构，称随体。
端粒,是染色体末端的特化部位。
二、染色体的数目
? 不同生物物种的染色体数目是生物 物种的特征,相对
恒定；体细胞中染色体成对存在 (2n),而配子中染色
体数目是体细胞中的一半 (n)。
? 如人 2n=46,果蝇 2n=8,洋葱 2n=16,蚕豆 2n=12，
等 （ P28,表 2-3） 。
? 体细胞中形态结构相同、遗传功能相似的一对染色体
称为 同源染色体 (homologous chromosome)。 两条
同源染色体分别来自生物双亲。
? 形态结构上有所不同的染色体间互称为 非同源染色体
(non-homologous chromosome)。
三,染色体的结构
?一级结构
?二级结构
?三级结构
?四级结构
染色质组装为染色体
DNA双螺旋
“串珠”
“螺旋管”
“袢环”
“放射环”
中期染色体
一级结构
二级结构
三级结构
“超螺旋管”
四级结构
7
40
5
6
袢环模型：袢环、微带与染色体
染色体形成过程中长度与宽度的变化
8400倍
(8000-10000) 500-1000倍
长度压缩 宽度增加 结构单位 结构
5倍 2.5-5倍 染色单体 超螺线体折叠盘曲 四级
40倍 13倍 超螺线体 螺线体再螺旋化 三级
6倍 3倍 螺线体 染色线螺旋化 二级
7倍 5倍 串珠状结构 DNA+组蛋白 （核小体） 一级
四,特殊类型的染色体
?多线染色体 灯刷染色体 B染色体
(一 ) 多线染色体
? 单线性与多线性,
? 染色体在通常情况下具有单线性
? 双翅目昆虫 (摇蚊、果蝇 )的幼虫唾液腺、肠、马氏管等的
细胞中存在 巨染色体 (gaint chromosome),由具有多达
2048条染色质线 (多线性 )组成。
? 多线染色体产生于 内源有丝分裂,
? 染色单体在间期正常进行复制，但未发生着丝粒分裂和染
色单体分离，导致一条染色体的染色单体数目成培增长。
? 在果蝇中唾腺染色体经 10-11次内源有丝分裂可形成
1024,2048条染色质线的多线染色体。
细胞分裂间期 多线染色体的形态
? 由于成百上千的 染色质线 并排，就使染色体由于不同
区段的 螺旋化程度差异 而在 间期 呈现清晰的带纹。
? 染色体的螺旋化程度体现了染色质遗传活性，因而横
纹的深浅和变化也可以作为研究基因活性差异的依据。
(二 ) 灯刷染色体
? 灯刷染色体,
? 是在一些 动物的初级卵细
胞 双线期,果蝇属的精细
胞的 Y染色体、植物花粉细
胞的终变期，观察到的另
一种 巨大染色体 。
? 形态,
? 灯刷染色体的主体呈柱状
体，其表面伸出许多毛状
突起，形似灯刷。
? 形成,
? 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。
灯刷染色体的形态
(三 ) B染色体
? 生物物种的染色体形
态、结构特征和数目
的稳定性。
? 这类染色体称为 常染
色体,或 A染色体 。
? 常染色体的数目增加
或减少，对大多数生
物，特别是二倍体生
物常常是有害的。
? 许多生物除了具有一定数目的
形态、结构稳定的 常染色体 外，
还有一些额外染色体。
? 这些 额外染色体 又称为 B染色体、
副染色体、超数染色体或附加
染色体 。
? B染色体 的数目在生物 世代间 及
个体间 都存在很大差异，并且
很 不稳定,世代间传递规律也
与常染色体不同。
黑麦 (S,cereale,2n=14)的 B染色体
五、染色体组型和组型分析
? 染色体组型（核型）
? 指一个个体或一组相关个体特有的染色体组,通常 以有丝
分裂中期染色体的数目和形态来表示。
? 染色体组型（核型）分析
? 对特定染色体组中染色体的数目、大小、形态等特征进行
综合分析的方法叫 染色体组型分析 或 核型分析 。
? 核型分析的 意义
? 鉴定 系统发育过程中物种之间的 亲缘关系
? 检查 染色体数目和结构的 变异 。
? 核型模式图的绘制
? 染色体的带型（ Q,G,R,C,N,T带）
计算机自动染色体（核型）分析系统
模式图的绘制
第三节 细胞分裂
?无丝分裂
?有丝分裂
?减数分裂
一,有丝分裂
?细胞周期
? 一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历
的过程称为一个细胞周期 (cell cycle)。
?可分为,
? 间期
? G1,S,G2
? 分裂期
? 前、中、后、末
Animal Plant
分裂间期
?这时从细胞外表来看似乎是静止的，但实际
上间期的核是处于高度活跃的的生理、生化
的代谢状态。
?遗传物质 的复制，组蛋白加倍合成
?储备足够多的易于利用的 能量
?核体积和细胞质 体积的比例 达到最适平衡状态
?根据 DNA合成 的情况，将间期分为,
?G1期,DNA合成前期，细胞体积的增长
?S期,DNA合成期
?G2期,DNA合成后期
?G0期：不分裂的细胞停留在 G1期，称为 G0期。
有丝分裂期
? 两个过程：细胞核分裂，细胞质分裂
? 核分裂分为四个时期,
? 前期 (prophase),
? 出现染色体,缩短变粗。染色单体已经自我复制，但着丝点还没
有分裂。核仁和核膜逐渐模糊；中心体分裂，并向两极分开；前
期最后阶段将逐渐 形成纺锤丝 。
? 中期 (metaphase),
? 核仁和核膜消失，各个染色体的着丝点均排列在纺锤体中央的 赤
道面
? 后期 (anaphase),
? 着丝点分裂,各条染色单体各成为一个染色体。随着纺锤丝的牵
引每个染色体分别 向两极移动
? 末期 (telophase),
? 出现新的核膜，染色体又变得松散细长，核仁 重新出现 。
? 细胞质分裂；植物,细胞板
植
物
体
细
胞
有
丝
分
裂
过
程
示
意
图
1,极早前期
2,早前期
3,中前期
4,晚前期
5,中期
6,后期
7,早末期
8,中末期
9,晚末期
动
物
体
细
胞
有
丝
分
裂
（
鸽
）
早前期
晚末期 早末期 中后期 早后期
中 期 中前期
有丝分裂的特点和意义
?特点
? 发生在体细胞增殖的过程中，是体细胞增殖的主要方
式之一，也是真核细胞增殖的基本形式。
? 染色体复制一次，细胞分裂一次，形成两个子细胞。
? 形成的两个子细胞其染色体数目和功能与母细胞完全
一致。
?意义
? 导致了体细胞增殖，维持了个体的生长发育；
? 保证了物种遗传物质的稳定性和延续性。
有丝分裂的异常现象
?1,内源有丝分裂
?2,多次有丝分裂
?3,体细胞联会
? 三种情况,
– 染色体 复制和核分裂正常进行，不发生细胞质分裂，
形成 具有多个 游离 细胞核 的 多核细胞 。
– 核内有丝分裂, 染色体正常复制,(着丝粒 )正常分裂，
核, 质不分裂。每条染色体复制、分裂产生的两条染
色体包含在同一个细胞核内。核内染色体数目成倍增
加，形成 内源多倍性 细胞 。
– 染色体正常复制，整个细胞经常性处于间期状态，不
发生着丝粒分裂,不进行 核,质 分裂。复制 一次,染
色体的染色质线成倍增加, 并由一个着丝粒结合在一
起,形成 多线染色体 。
内源有丝分裂
多次有丝分裂
? 时间,多次有丝分裂现象往往发生在减数分裂的产
物四分孢子的进一步分裂过程中。
? 过程,不经过染色体的复制，细胞核和细胞质连续
发生多次分裂，这个过程中染色体随机分配到子细
胞中；
? 结果,子细胞的染色体数目极不完整，还会出现只
有一条染色体，甚至没有染色体的小细胞。
体细胞联会
? 一般情况下，有丝分裂过程中各条染色体在细胞内
通常是随机分布，同源染色体之间在空间分布上互
不影响。
? 但是，在一些动植物的体细胞有丝分裂中可观察到
一些非随机分布现象，其同源染色体在空间分布上
有相互靠近的倾向，甚至，会出现同源染色体紧密、
平行配对，这种现象叫 体细胞联会 。
有丝分裂异常现象与异常时期的关系
间期
染色体复制
后期
着丝粒分裂
末期
细胞核分裂
末期
细胞质分裂 结果
正常
有丝分裂 正常 正常 正常 正常 正常体细胞
内源
有丝分裂
正常 × × × 多线细胞
正常 正常 × × 内源多倍体 细胞
正常 正常 正常 × 多核细胞
多次有丝分裂 × 不正常 发生 发生 畸形细胞
二、减数分裂
?概念,
?减数分裂 (meiosis),又称为成熟分裂, 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,
故称为减数分裂 。
?主要特点,
?各对同源染色体在细胞分裂的前期配对 (pairing)，
或称 联会 (synapsis)
?细胞在分裂过程中 包括两次分裂,第一次是减数
的, 第二次是等数的 。
减数分裂的分期
?各时期,
（ 1）间期 （ G1,S,G2）
（ 2）减数第一次分裂
前期 Ⅰ
（ 3）减 Ⅰ,减 Ⅱ 分裂间期
（ 4）减数第二次分裂
前期 I (prophase I,PI),
中期 I(metaphase I,MI)
后期 I(anaphase I,AI)
末期 I(telophase I,TI)
前期 II (prophase II,PII),
中期 II(metaphase II,MII)
后期 II(anaphase II,AII)
末期 II(telophase II,TII)
细线期
偶线期
粗线期
双线期
终变期
减数第一次分裂
? 前期 I,较为复杂, 又可细分为 五个时期,
? 1,细线期：出现细长如线的染色体：两条染色单体
? 2,偶线期：同源染色体分别配对, 出现联会现象,二价
体
? 3,粗线期：二价体逐渐缩短加粗, 联会复合体形成, 四
条染色体单体 。 非姊妹染色单体间出现 交换 。
? 4,双线期：联会了的二价体虽因非姊妹染色体相互排斥
而松懈, 但仍被一, 二个至几个 交叉 联结在一起 。 交叉
是非姊妹染色体间某些片段在粗线期发生交换的结果
? 5,终变期：染色体变得更为浓缩和粗短, 交叉的 端化,
鉴定染色体数目的最好时期 。
染
色
体
逐
渐
变
粗
、
变
短
减数第一次分裂
? 中期 I,核仁和核膜消失，细胞质里出现纺锤体。二
价体中两个同源染色体的着丝点是面向相反的两极，
朝向随机 。 交叉点位于赤道面 。
? 后期 I,二价体的两个同源染色体分别向两极拉开，
每一极只分到每对同源染色体中的一个，实现了 2n
数目的减半 (n), 每个染色体还是包含两条染色单
体，因为它们的着丝点并没有分裂。
? 末期 I,染色体移到两极后，松散变细，形成两个子
核；同时细胞质分为两部分，于是形成 两个子细胞,
称为二分体。
? 中间期,末期 I后的一个 短暂停顿 时期,时间很短，
DNA不复制 。动物中几乎没有。
减数第二分裂
? 与有丝分裂的过程相似,
? 前期 II(prophase II),每个染色体有两条染色单体,
着丝点仍连接在一起, 但染色单体彼此散得很开 。
? 中期 II(metaphase II),每个染色体的 着丝点 整齐地
排列在各个分裂细胞的 赤道板 上 。 着丝点开始分裂 。
? 后期 II(anaphase II),着丝点分裂为二, 各个染色单
体由纺锤丝分别拉向两极 。
? 末期 II(telophase II),拉到两极的染色体形成新的子
核, 同时细胞质又分为两部分 。
经过两次分裂, 形成四个子细胞 。
减数分裂过程示意图
间期
末期 II 后期 II 中期 II 末期 I 后期 I 中期 I
前期 I
细线期 终变期 双线期 粗线期 偶线期
细线期
中期 I 终变期
双线期 粗线期
偶线期
中间期
末期 I 后期 I
前期 II
四分子 末期 II
后期 II 中期 II
减数分裂的特点
?发生在性细胞形成过程中；
?染色体复制一次，细胞连续分裂两次，形成
四个子细胞（四分体）；
?子细胞中染色体数目减半，且功能与母细胞
不同。
减数分裂的意义
? 减数分裂是有性生殖生物配子形成过程的必要阶段
? 实现了雌雄 配子染色体数目减半, 保证了亲代与子代之间染
色体数目的恒定性, 为后代的正常发育和性状遗传提供了物
质基础, 同时保证了物种相对的稳定性 。
? 同源染色体随机分向两极, 非同源染色体自由组合, 导致不
同配子中染色体组合方式的多样性, 使子代群体中产生遗传
多样性变异 。
? 同源染色体的 非姊妹染色单体间片段的交换, 使配子中遗传
差异的多样性更加丰富, 导致生物界出现丰富的变异类型 。
? 这对生物的适应性, 进化是非常有利的, 同时也为动,
植物育种提供了丰富的变异材料 。
第四节 配子的发生、受精和生活周期
?生物的生殖方式,
? 无性生殖 （ asexual reproduction）
? 有性生殖 （ sexual reproduction）
?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 — 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 。
一,动物配子的发生与受精
? 1.精子的发生（形成）
精巢中的精原细胞 分化 初级精母细胞 M I 次级
精母细胞 M II 精细胞 变态发育 精子
? 2.卵子的发生（形成）
卵巢中的卵原细胞 分化 初级卵母细胞 M I
第一极体 M II 第二极体
解体
次级卵母细胞 M II 第二极体
卵细胞（ 卵子 ）
? 3.受精（体外受精、体内受精）,
? 精子与卵细胞融合为一个合子，称为受精 。
动
物
配
子
的
发
生
二、植物雌雄配子体的形成
?雄配子体的形成
?雌配子体的形成
?授粉（受精）
? 自花授粉
? 异花授粉
?直感现象
? 植物雄配子体的形成
雄蕊中的花药 分化 孢原细胞 分化 花粉母细胞（小孢
子母细胞） 减数分裂 四分孢子 (由胼胝质壁分隔 ) 发育 4个
1个营 养核
小孢子 有丝分裂 1个生殖细胞 有丝分裂 两个精细胞
? 雌配子体的形成
雌蕊子房里着生胚珠，胚珠珠心里分化出大孢子（胚
囊）母细胞 减数分裂 直线排列的 4个大孢子（四分孢
子），只有远离珠孔的大孢子发育，其余解体 连续三次有
丝分裂 形成胚囊（ 7细胞 8核，包括 3个反足细胞,2个助
细胞,2个极核组成一个细胞,1个卵细胞）
花粉粒
受精（授粉）
? 受精的概念
? 雄配子 (精子 )与雌配子 (卵细胞 )融合为一个合子，称为受精 。
? 被子植物的双受精过程,
? 授粉后，花粉粒在柱头上发芽，形成 花粉管,穿过花柱、子
房和珠孔，进入胚囊。花粉管延伸时，营养核走在 两个精核
的前端。花粉管进入胚囊一旦接触助细胞即破裂，助细胞也
同时破坏。两个精核与花粉管的内含物一同进入胚囊，这时
一个精核 (n)与卵细胞 (n)受精 结合为合子 (2n),将来发育成 胚 。
同时 另一精核 (n)与两个极核 (n + n)受精 结合为 胚乳核 (3n)，
将来发育成胚乳。这一过程就称为双受精 。
三,无融合生殖
无融合生殖是指 配子不发生核融合 的一种 无性生殖
方式，被认为是 有性生殖的一种特殊方式或变态 。这种
现象在动物界和植物界都存在，但在植物界更普遍。无
融合生殖可概分为营养无融合生殖和无融合结子 。
?1.营养无融合生殖 —— 包括那些代替有性生殖的营养
生殖类型，如大蒜的总状花序上常形面近似种子的气生
小鳞茎，可代替种子而生殖。
?2.无融合结子 —— 指能产生种子的无融合生殖。包括
以下几种类型,
? 单倍配子体无融合生殖
? 二倍配子体无融合生殖
? 不定胚
? 单性结实
无融合生殖的应用
?产生 单倍体胚 (种子 )(单倍配子体无融合生殖 )
?用于产生、提供单倍性生物个体，作为遗传研究材料。
?产生 遗传上完全与母本一致的二倍体种子或果实 (二
倍配子体无融合生殖与不定胚 )
?优良生物品种高效、大量繁殖，杂种优势的固定等。无
性生殖虽然也可以产生与母本完全一致的后代，但用以
繁殖的各种组织、器官往往不便于运输和贮藏。
? 产生 无胚 (种子、籽粒 )的果实 (单性结实 )
?用于无籽水果的生产，如：葡萄等。
四,生物的生活周期
?生活周期 (life cycle)—— 从合子到个体成熟和死
亡之所经历的一系列的发育阶段。
?世代交替 (alternation of generations)—— 生活
周期包括一个有性世代和一个无性世代,这样二者交
替发生就称为世代交替。
?孢子体世代 (sporophyte generation)—— 从一个合子发育
成为一个孢子体 (到减数分裂之前 )的世代 (合子开始 --减数分
裂开始之前 )，也称 无性世代 。
?配子体世代 （ gametophyte generation） —— 减数分裂形成
减数的配子开始至卵细胞受精前的世代，也称 有性世代 。
?从细胞分裂角度看，生物的生
活周期是一个细胞有丝分裂和减
数分裂交替的过程；从染色体行
为角度看，生物的生活周期是双
倍体和单倍体的循环。
?不同种属的生物个体发育，都
严格按照自己的方向进行，染色
体上的基因控制着该过程。
? 真核细胞与遗传、变异相关的细胞器及结构与功能。
? 染色质 的基本结构与 染色体 的结构模型。
? 细胞分裂各时期染色体形态特征和数目变化
? 有丝分裂和减数分裂 的生物学意义。
? 内源有丝分裂 与 多线染色体 。
本章重点和复习思考题
复习思考题,
P45-46, 3,6,8,9。
?细胞学中与遗传学紧密相关的内容,
?细胞的结构与功能
?细胞分裂与生物生长发育及繁殖行为
?遗传学研究的侧重点,
?细胞核 的结构功能、染色体形态、结构和数目；
?细胞有丝分裂、减数分裂、两性细胞融合 (受精 )
的过程及其染色体的行为变化；
?有丝分裂、减数分裂及受精的 生物学意义 。
目 录
本章要求
第一节 细胞的结构和功能
第二节 染色质和染色体
第三节 细胞分裂
第四节 配子的发生、受精和生活周期
复习思考题
? 了解真核细胞与遗传、变异相关的细胞器及结构与功
能。
? 了解 染色质 的基本结构与 染色体 的结构模型。
? 能识别细胞分裂各时期染色体形态特征和行为变化
? 掌握 有丝分裂和减数分裂 的生物学意义。
? 了解核型分析的目的、意义，掌握核型分析的方法。
? 了解 内源有丝分裂 与 多线染色体 。
本章要求
第一节 细胞的结构与功能
?根据构成生物体的基本单位，可以将生物分为,
? 非细胞生物,包括 病毒,噬菌体 (细菌病毒 )、朊病毒
（有活性的蛋白质），具有前细胞形态的构成单位。
? 细胞生物,以细胞为基本单位的生物
? 原核生物 (prokaryote),(原核细胞 ) 细菌,蓝藻 (蓝细菌 )
? 真核生物 (eukaryote), (真核细胞 ) 原生动物、单细胞藻
类、真菌、高等植物、动物、人类
?真核细胞,细胞壁 (植物 ), 细胞膜, 细胞质,
细胞核 。
病毒的结构
原核细胞
2.2
动物细胞与植物细胞比较
植物细胞 动物细胞
动物细胞与植物细胞的比较
一,细胞壁 (cell wall)
?与动物细胞不同，植物细胞具有细胞壁及穿壁
胞间连丝 (plasmodesma)。
?对细胞的形态和结构起支撑和保护作用。
?正是因为存在这一独特的结构，使得植物遗传的
研究与动物遗传研究有了比较大的差异 (更困难 )，
尤其是在进入分子水平或者说是在 进行细胞工程
和基因工程研究时,这一点尤其突出。
?构成植物细胞壁的化学成分有, 纤维素、半纤
维素,果胶质
二,细胞膜 （ cell membrane/plasmalemma）
? 主要由磷脂双分子层和蛋白分子组成。
? 细胞内的许多其它构成部分也具有膜结构，称为 膜
相结构 (membranous structure)； 相对地，不具
有膜的部分则称为 非膜相结构 (non-membranous
structure) 。
? 膜结构对细胞形态、生理生化功能的重要作用,
? 选择性透过某些物质，大分子物质通过微孔进出细胞；
? 提供生理生化反应的场所；
? 对细胞内空间进行分隔，形成结构、功能不同又相互协
调的区域。
三,细胞质 (cytoplasm)
?指细胞膜以内，细胞核以外所有物质的统称。
?细胞质中分布着蛋白纤丝组成的细胞骨架及
各种细胞器。
?细胞器,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 。
? 线粒体 （ mtDNA）, 质体 （ 叶绿体 ctDNA,白色
体, 有色体 ）, 内质网 （ 粗面内质网, 滑面内质
网 ）, 核糖体, 高尔基体, 中心体 （ 动物细胞特
有 ） 。
四,细胞核 (nucleus)
? 形态
?真核细胞的细胞核一般为球形或卵圆形 。 原核细
胞的细胞无定形的细胞核, 只有一团核物质, 称
为拟核 （ nucleoid） 或核质体 （ chromatin
body） 。
? 数量
?通常是一细胞一核, 少数细胞有多核 （ 如变虫 ）
或无核 （ 如哺动物的红血球细胞 ） 。
? 功能
?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 。
? 结构
?1,核膜 2,核液 3,核仁 4,染色质和染色体
1,核膜 (nuclear membrane)
? 核膜 是双层膜，对核与质间起重要的分隔作用；
? 细胞核与细胞质又不是完全隔离的，核膜上分布有一些直径约
40-70nm的 核孔 (nuclear pore),利于质与核间进行大分子物
质的交换。
? 核膜在细胞分裂过程中存在一个, 解体 -重建, 的过程，并可
作为细胞分裂阶段划分的标志。
? 进入细胞分裂中期：核膜解体；
? 进入细胞分裂末期：核膜重建。
2,核液 (nuclear sap)
?充满核内的液体状物质称为 核液,也称为 核浆
或 核内基质 。
?核液主要成分为蛋白质,RNA,酶等。
?其中存在一种 与核糖体大小类似 的颗粒，据推
测可能与 核内蛋白质 的合成有关。
?核仁和染色质存在于核液中。
3,核仁 (nucleolus)
?结构,核仁为无膜包裹的, 形态不规则的, 一
半致密而坚实, 另一半呈海绵状的小体, 主要
由蛋白质和 RNA组成, 还可能存在少量的类脂
和 DNA。
?数目,一个或几个, 折光率高, 呈球形 。 核仁
往往与个别 染色体 的特定部位 （ 核仁组织者区
域 ） 相联系 。 细胞分裂过程中也会暂时分散 。
?功能,合成 rRNA； 与蛋白质结合形成核糖体
亚单位的前体。
4,染色质 (chromatin)和染色体 (chromosome)
? 染色质 (包括常染色质和异
染色质）,细胞分裂间期
核内，对碱性染料着色均
匀的网状、丝状的物质 。
? 染色体, 细胞分裂期，核
内染色质高度螺旋化，折
叠盘曲而成的杆状小体。
其形态结构相对稳定。
?染色体,
? 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 。
? 染色质和染色体是同一物质在细胞周期的不同时期
不同的形态表现。
细菌、动物与植物细胞的比较
第二节 染色质和染色体
?染色质 =蛋白质 +DNA
?组蛋白, H1 2H2A 2H2B 2H3 2H4
? 高度保守
? 进行乙酰化、磷酸化及甲基化等修饰而改变基因
的转录活性
?非组蛋白,
? 种类多
? 有种属和组织特异性
? 为转录调控因子
（ 1）染色质的化学组成
（ 2）染色质的结构
染色质的结构,, 串珠结构,,
?组蛋白八聚体 (2H2A+ 2H2B+2H3+2H4)构成 核心。
?核心外缠绕约 146bp的 DNA片段构成 核心颗粒。
?核心颗粒与 DNA连接部 (约 60bp的 DNA片段和 H1)
构成 核小体。
核小体 (nucleosome)是 染色质的基本单位
（ 3）染色质的类型
? 间期核中的染色质, 根据其螺旋化程度及染色程度
分为 常染色质 和异 染色质 两类 。
常染色质 异染色质
间期染色程度 染色浅 染色深
分布 核中央 核膜附近
螺旋化程度 低 高
呈疏松状态 呈凝集状态
DNA序列 单一序列和 高度重复序列
部分重复序列
功能状态 活跃的 DNA分子部分 不活跃的 DNA分子部分
进行转录和翻译 不能转录和翻译
染色体的形态,结构和数目
一,染色体的 形态特征
二,染色体的 结构
三,染色体的 数目
四,特殊类型的染色体
五,染色体组型和组型
分析
染色体的形态,结构和数目
? 染色体是所有细胞都具有的结构。
? 各物种染色体都具有 特定的数目
与形态特征 。
? 同一物种内的各染色体间能够通
过其形态特征加以 区分、识别 。
? 染色体的形态结构与数目在细胞分
裂过程中有一系列规律性变化。
? 识别染色体的形态特征的最佳时期
是细胞 有丝分裂中期和早后期 。这
时染色体收缩程度最大，形态最稳
定，并且分散排列、易于计数。
? 在普通光学显微镜
下观察需要对染色
体进行 染色 。
? 通常是 染色体 染色
效果好
? 采用对 细胞质 着色
少的碱性染料、酸
性染料或孚尔根试
剂染色。
一,染色体的形态特征
? 分析染色体形态特征的主要目的是区分、识别染色体。
? 经过染色在普通光学显微镜下能够观察分析并 用于染色
体识别的特征 主要有,
? 染色体的大小 (主要 是指长度 )；
? 着丝粒的位置 (染色体臂的相对长度 )；
? 次缢痕和随体的有无及位置；
? 端粒；
? 染色粒等。
染色体的一般形态特征
染色单体 在着丝粒处相连,互称为姐妹
染色单体。
着丝粒和动粒
着丝粒 位于两条染色单体连接处,将染色体
分为两个臂。
动粒（着丝点） 是着丝粒周围有蛋白质性
质的盘状结构，可直接连接纺缍丝，是
纺缍丝的附着区域。
主缢痕和次缢痕
染色体臂 长臂（ q) 短臂（ p）。
随体,在有些染色体的短臂近末端，有
一棒状或球状的结构，称随体。
端粒,是染色体末端的特化部位。
二、染色体的数目
? 不同生物物种的染色体数目是生物 物种的特征,相对
恒定；体细胞中染色体成对存在 (2n),而配子中染色
体数目是体细胞中的一半 (n)。
? 如人 2n=46,果蝇 2n=8,洋葱 2n=16,蚕豆 2n=12，
等 （ P28,表 2-3） 。
? 体细胞中形态结构相同、遗传功能相似的一对染色体
称为 同源染色体 (homologous chromosome)。 两条
同源染色体分别来自生物双亲。
? 形态结构上有所不同的染色体间互称为 非同源染色体
(non-homologous chromosome)。
三,染色体的结构
?一级结构
?二级结构
?三级结构
?四级结构
染色质组装为染色体
DNA双螺旋
“串珠”
“螺旋管”
“袢环”
“放射环”
中期染色体
一级结构
二级结构
三级结构
“超螺旋管”
四级结构
7
40
5
6
袢环模型：袢环、微带与染色体
染色体形成过程中长度与宽度的变化
8400倍
(8000-10000) 500-1000倍
长度压缩 宽度增加 结构单位 结构
5倍 2.5-5倍 染色单体 超螺线体折叠盘曲 四级
40倍 13倍 超螺线体 螺线体再螺旋化 三级
6倍 3倍 螺线体 染色线螺旋化 二级
7倍 5倍 串珠状结构 DNA+组蛋白 （核小体） 一级
四,特殊类型的染色体
?多线染色体 灯刷染色体 B染色体
(一 ) 多线染色体
? 单线性与多线性,
? 染色体在通常情况下具有单线性
? 双翅目昆虫 (摇蚊、果蝇 )的幼虫唾液腺、肠、马氏管等的
细胞中存在 巨染色体 (gaint chromosome),由具有多达
2048条染色质线 (多线性 )组成。
? 多线染色体产生于 内源有丝分裂,
? 染色单体在间期正常进行复制，但未发生着丝粒分裂和染
色单体分离，导致一条染色体的染色单体数目成培增长。
? 在果蝇中唾腺染色体经 10-11次内源有丝分裂可形成
1024,2048条染色质线的多线染色体。
细胞分裂间期 多线染色体的形态
? 由于成百上千的 染色质线 并排，就使染色体由于不同
区段的 螺旋化程度差异 而在 间期 呈现清晰的带纹。
? 染色体的螺旋化程度体现了染色质遗传活性，因而横
纹的深浅和变化也可以作为研究基因活性差异的依据。
(二 ) 灯刷染色体
? 灯刷染色体,
? 是在一些 动物的初级卵细
胞 双线期,果蝇属的精细
胞的 Y染色体、植物花粉细
胞的终变期，观察到的另
一种 巨大染色体 。
? 形态,
? 灯刷染色体的主体呈柱状
体，其表面伸出许多毛状
突起，形似灯刷。
? 形成,
? 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。
灯刷染色体的形态
(三 ) B染色体
? 生物物种的染色体形
态、结构特征和数目
的稳定性。
? 这类染色体称为 常染
色体,或 A染色体 。
? 常染色体的数目增加
或减少，对大多数生
物，特别是二倍体生
物常常是有害的。
? 许多生物除了具有一定数目的
形态、结构稳定的 常染色体 外，
还有一些额外染色体。
? 这些 额外染色体 又称为 B染色体、
副染色体、超数染色体或附加
染色体 。
? B染色体 的数目在生物 世代间 及
个体间 都存在很大差异，并且
很 不稳定,世代间传递规律也
与常染色体不同。
黑麦 (S,cereale,2n=14)的 B染色体
五、染色体组型和组型分析
? 染色体组型（核型）
? 指一个个体或一组相关个体特有的染色体组,通常 以有丝
分裂中期染色体的数目和形态来表示。
? 染色体组型（核型）分析
? 对特定染色体组中染色体的数目、大小、形态等特征进行
综合分析的方法叫 染色体组型分析 或 核型分析 。
? 核型分析的 意义
? 鉴定 系统发育过程中物种之间的 亲缘关系
? 检查 染色体数目和结构的 变异 。
? 核型模式图的绘制
? 染色体的带型（ Q,G,R,C,N,T带）
计算机自动染色体（核型）分析系统
模式图的绘制
第三节 细胞分裂
?无丝分裂
?有丝分裂
?减数分裂
一,有丝分裂
?细胞周期
? 一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历
的过程称为一个细胞周期 (cell cycle)。
?可分为,
? 间期
? G1,S,G2
? 分裂期
? 前、中、后、末
Animal Plant
分裂间期
?这时从细胞外表来看似乎是静止的，但实际
上间期的核是处于高度活跃的的生理、生化
的代谢状态。
?遗传物质 的复制，组蛋白加倍合成
?储备足够多的易于利用的 能量
?核体积和细胞质 体积的比例 达到最适平衡状态
?根据 DNA合成 的情况，将间期分为,
?G1期,DNA合成前期，细胞体积的增长
?S期,DNA合成期
?G2期,DNA合成后期
?G0期：不分裂的细胞停留在 G1期，称为 G0期。
有丝分裂期
? 两个过程：细胞核分裂，细胞质分裂
? 核分裂分为四个时期,
? 前期 (prophase),
? 出现染色体,缩短变粗。染色单体已经自我复制，但着丝点还没
有分裂。核仁和核膜逐渐模糊；中心体分裂，并向两极分开；前
期最后阶段将逐渐 形成纺锤丝 。
? 中期 (metaphase),
? 核仁和核膜消失，各个染色体的着丝点均排列在纺锤体中央的 赤
道面
? 后期 (anaphase),
? 着丝点分裂,各条染色单体各成为一个染色体。随着纺锤丝的牵
引每个染色体分别 向两极移动
? 末期 (telophase),
? 出现新的核膜，染色体又变得松散细长，核仁 重新出现 。
? 细胞质分裂；植物,细胞板
植
物
体
细
胞
有
丝
分
裂
过
程
示
意
图
1,极早前期
2,早前期
3,中前期
4,晚前期
5,中期
6,后期
7,早末期
8,中末期
9,晚末期
动
物
体
细
胞
有
丝
分
裂
（
鸽
）
早前期
晚末期 早末期 中后期 早后期
中 期 中前期
有丝分裂的特点和意义
?特点
? 发生在体细胞增殖的过程中，是体细胞增殖的主要方
式之一，也是真核细胞增殖的基本形式。
? 染色体复制一次，细胞分裂一次，形成两个子细胞。
? 形成的两个子细胞其染色体数目和功能与母细胞完全
一致。
?意义
? 导致了体细胞增殖，维持了个体的生长发育；
? 保证了物种遗传物质的稳定性和延续性。
有丝分裂的异常现象
?1,内源有丝分裂
?2,多次有丝分裂
?3,体细胞联会
? 三种情况,
– 染色体 复制和核分裂正常进行，不发生细胞质分裂，
形成 具有多个 游离 细胞核 的 多核细胞 。
– 核内有丝分裂, 染色体正常复制,(着丝粒 )正常分裂，
核, 质不分裂。每条染色体复制、分裂产生的两条染
色体包含在同一个细胞核内。核内染色体数目成倍增
加，形成 内源多倍性 细胞 。
– 染色体正常复制，整个细胞经常性处于间期状态，不
发生着丝粒分裂,不进行 核,质 分裂。复制 一次,染
色体的染色质线成倍增加, 并由一个着丝粒结合在一
起,形成 多线染色体 。
内源有丝分裂
多次有丝分裂
? 时间,多次有丝分裂现象往往发生在减数分裂的产
物四分孢子的进一步分裂过程中。
? 过程,不经过染色体的复制，细胞核和细胞质连续
发生多次分裂，这个过程中染色体随机分配到子细
胞中；
? 结果,子细胞的染色体数目极不完整，还会出现只
有一条染色体，甚至没有染色体的小细胞。
体细胞联会
? 一般情况下，有丝分裂过程中各条染色体在细胞内
通常是随机分布，同源染色体之间在空间分布上互
不影响。
? 但是，在一些动植物的体细胞有丝分裂中可观察到
一些非随机分布现象，其同源染色体在空间分布上
有相互靠近的倾向，甚至，会出现同源染色体紧密、
平行配对，这种现象叫 体细胞联会 。
有丝分裂异常现象与异常时期的关系
间期
染色体复制
后期
着丝粒分裂
末期
细胞核分裂
末期
细胞质分裂 结果
正常
有丝分裂 正常 正常 正常 正常 正常体细胞
内源
有丝分裂
正常 × × × 多线细胞
正常 正常 × × 内源多倍体 细胞
正常 正常 正常 × 多核细胞
多次有丝分裂 × 不正常 发生 发生 畸形细胞
二、减数分裂
?概念,
?减数分裂 (meiosis),又称为成熟分裂, 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,
故称为减数分裂 。
?主要特点,
?各对同源染色体在细胞分裂的前期配对 (pairing)，
或称 联会 (synapsis)
?细胞在分裂过程中 包括两次分裂,第一次是减数
的, 第二次是等数的 。
减数分裂的分期
?各时期,
（ 1）间期 （ G1,S,G2）
（ 2）减数第一次分裂
前期 Ⅰ
（ 3）减 Ⅰ,减 Ⅱ 分裂间期
（ 4）减数第二次分裂
前期 I (prophase I,PI),
中期 I(metaphase I,MI)
后期 I(anaphase I,AI)
末期 I(telophase I,TI)
前期 II (prophase II,PII),
中期 II(metaphase II,MII)
后期 II(anaphase II,AII)
末期 II(telophase II,TII)
细线期
偶线期
粗线期
双线期
终变期
减数第一次分裂
? 前期 I,较为复杂, 又可细分为 五个时期,
? 1,细线期：出现细长如线的染色体：两条染色单体
? 2,偶线期：同源染色体分别配对, 出现联会现象,二价
体
? 3,粗线期：二价体逐渐缩短加粗, 联会复合体形成, 四
条染色体单体 。 非姊妹染色单体间出现 交换 。
? 4,双线期：联会了的二价体虽因非姊妹染色体相互排斥
而松懈, 但仍被一, 二个至几个 交叉 联结在一起 。 交叉
是非姊妹染色体间某些片段在粗线期发生交换的结果
? 5,终变期：染色体变得更为浓缩和粗短, 交叉的 端化,
鉴定染色体数目的最好时期 。
染
色
体
逐
渐
变
粗
、
变
短
减数第一次分裂
? 中期 I,核仁和核膜消失，细胞质里出现纺锤体。二
价体中两个同源染色体的着丝点是面向相反的两极，
朝向随机 。 交叉点位于赤道面 。
? 后期 I,二价体的两个同源染色体分别向两极拉开，
每一极只分到每对同源染色体中的一个，实现了 2n
数目的减半 (n), 每个染色体还是包含两条染色单
体，因为它们的着丝点并没有分裂。
? 末期 I,染色体移到两极后，松散变细，形成两个子
核；同时细胞质分为两部分，于是形成 两个子细胞,
称为二分体。
? 中间期,末期 I后的一个 短暂停顿 时期,时间很短，
DNA不复制 。动物中几乎没有。
减数第二分裂
? 与有丝分裂的过程相似,
? 前期 II(prophase II),每个染色体有两条染色单体,
着丝点仍连接在一起, 但染色单体彼此散得很开 。
? 中期 II(metaphase II),每个染色体的 着丝点 整齐地
排列在各个分裂细胞的 赤道板 上 。 着丝点开始分裂 。
? 后期 II(anaphase II),着丝点分裂为二, 各个染色单
体由纺锤丝分别拉向两极 。
? 末期 II(telophase II),拉到两极的染色体形成新的子
核, 同时细胞质又分为两部分 。
经过两次分裂, 形成四个子细胞 。
减数分裂过程示意图
间期
末期 II 后期 II 中期 II 末期 I 后期 I 中期 I
前期 I
细线期 终变期 双线期 粗线期 偶线期
细线期
中期 I 终变期
双线期 粗线期
偶线期
中间期
末期 I 后期 I
前期 II
四分子 末期 II
后期 II 中期 II
减数分裂的特点
?发生在性细胞形成过程中；
?染色体复制一次，细胞连续分裂两次，形成
四个子细胞（四分体）；
?子细胞中染色体数目减半，且功能与母细胞
不同。
减数分裂的意义
? 减数分裂是有性生殖生物配子形成过程的必要阶段
? 实现了雌雄 配子染色体数目减半, 保证了亲代与子代之间染
色体数目的恒定性, 为后代的正常发育和性状遗传提供了物
质基础, 同时保证了物种相对的稳定性 。
? 同源染色体随机分向两极, 非同源染色体自由组合, 导致不
同配子中染色体组合方式的多样性, 使子代群体中产生遗传
多样性变异 。
? 同源染色体的 非姊妹染色单体间片段的交换, 使配子中遗传
差异的多样性更加丰富, 导致生物界出现丰富的变异类型 。
? 这对生物的适应性, 进化是非常有利的, 同时也为动,
植物育种提供了丰富的变异材料 。
第四节 配子的发生、受精和生活周期
?生物的生殖方式,
? 无性生殖 （ asexual reproduction）
? 有性生殖 （ sexual reproduction）
?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 — 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 。
一,动物配子的发生与受精
? 1.精子的发生（形成）
精巢中的精原细胞 分化 初级精母细胞 M I 次级
精母细胞 M II 精细胞 变态发育 精子
? 2.卵子的发生（形成）
卵巢中的卵原细胞 分化 初级卵母细胞 M I
第一极体 M II 第二极体
解体
次级卵母细胞 M II 第二极体
卵细胞（ 卵子 ）
? 3.受精（体外受精、体内受精）,
? 精子与卵细胞融合为一个合子，称为受精 。
动
物
配
子
的
发
生
二、植物雌雄配子体的形成
?雄配子体的形成
?雌配子体的形成
?授粉（受精）
? 自花授粉
? 异花授粉
?直感现象
? 植物雄配子体的形成
雄蕊中的花药 分化 孢原细胞 分化 花粉母细胞（小孢
子母细胞） 减数分裂 四分孢子 (由胼胝质壁分隔 ) 发育 4个
1个营 养核
小孢子 有丝分裂 1个生殖细胞 有丝分裂 两个精细胞
? 雌配子体的形成
雌蕊子房里着生胚珠，胚珠珠心里分化出大孢子（胚
囊）母细胞 减数分裂 直线排列的 4个大孢子（四分孢
子），只有远离珠孔的大孢子发育，其余解体 连续三次有
丝分裂 形成胚囊（ 7细胞 8核，包括 3个反足细胞,2个助
细胞,2个极核组成一个细胞,1个卵细胞）
花粉粒
受精（授粉）
? 受精的概念
? 雄配子 (精子 )与雌配子 (卵细胞 )融合为一个合子，称为受精 。
? 被子植物的双受精过程,
? 授粉后，花粉粒在柱头上发芽，形成 花粉管,穿过花柱、子
房和珠孔，进入胚囊。花粉管延伸时，营养核走在 两个精核
的前端。花粉管进入胚囊一旦接触助细胞即破裂，助细胞也
同时破坏。两个精核与花粉管的内含物一同进入胚囊，这时
一个精核 (n)与卵细胞 (n)受精 结合为合子 (2n),将来发育成 胚 。
同时 另一精核 (n)与两个极核 (n + n)受精 结合为 胚乳核 (3n)，
将来发育成胚乳。这一过程就称为双受精 。
三,无融合生殖
无融合生殖是指 配子不发生核融合 的一种 无性生殖
方式，被认为是 有性生殖的一种特殊方式或变态 。这种
现象在动物界和植物界都存在，但在植物界更普遍。无
融合生殖可概分为营养无融合生殖和无融合结子 。
?1.营养无融合生殖 —— 包括那些代替有性生殖的营养
生殖类型，如大蒜的总状花序上常形面近似种子的气生
小鳞茎，可代替种子而生殖。
?2.无融合结子 —— 指能产生种子的无融合生殖。包括
以下几种类型,
? 单倍配子体无融合生殖
? 二倍配子体无融合生殖
? 不定胚
? 单性结实
无融合生殖的应用
?产生 单倍体胚 (种子 )(单倍配子体无融合生殖 )
?用于产生、提供单倍性生物个体，作为遗传研究材料。
?产生 遗传上完全与母本一致的二倍体种子或果实 (二
倍配子体无融合生殖与不定胚 )
?优良生物品种高效、大量繁殖，杂种优势的固定等。无
性生殖虽然也可以产生与母本完全一致的后代，但用以
繁殖的各种组织、器官往往不便于运输和贮藏。
? 产生 无胚 (种子、籽粒 )的果实 (单性结实 )
?用于无籽水果的生产，如：葡萄等。
四,生物的生活周期
?生活周期 (life cycle)—— 从合子到个体成熟和死
亡之所经历的一系列的发育阶段。
?世代交替 (alternation of generations)—— 生活
周期包括一个有性世代和一个无性世代,这样二者交
替发生就称为世代交替。
?孢子体世代 (sporophyte generation)—— 从一个合子发育
成为一个孢子体 (到减数分裂之前 )的世代 (合子开始 --减数分
裂开始之前 )，也称 无性世代 。
?配子体世代 （ gametophyte generation） —— 减数分裂形成
减数的配子开始至卵细胞受精前的世代，也称 有性世代 。
?从细胞分裂角度看，生物的生
活周期是一个细胞有丝分裂和减
数分裂交替的过程；从染色体行
为角度看，生物的生活周期是双
倍体和单倍体的循环。
?不同种属的生物个体发育，都
严格按照自己的方向进行，染色
体上的基因控制着该过程。
? 真核细胞与遗传、变异相关的细胞器及结构与功能。
? 染色质 的基本结构与 染色体 的结构模型。
? 细胞分裂各时期染色体形态特征和数目变化
? 有丝分裂和减数分裂 的生物学意义。
? 内源有丝分裂 与 多线染色体 。
本章重点和复习思考题
复习思考题,
P45-46, 3,6,8,9。
