遗传学(朱军_主编)_个人整理的复习资料

遗传学复习资料第一章绪论一、遗传学研究方向：遗传学是研究生物遗传和变异的科学，直接探索生命起源和进化的机理。同时它又是一门紧密联系生产实际的基础科学，是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础；并与医学和人民保健等方面有着密切的关系。*遗传：是指亲代与子代相似的现象。如种瓜得瓜、种豆得豆。*变异：是指亲代与子代之间、子代个体之间存在着不同程度差异的现象。二、为什么说遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素？答：生物的遗传是相对的、保守的，而变异是绝对的、发展的,没有遗传，不可能保持性状和物种的相对稳定性；没有变异就不会产生新的性状，也不可能有物种的进化和新品种的选育。遗传和变异这对矛盾不断地运动，经过自然选择，才形成各色的物种。同时经过人工选择，才育成适合人类需要的不同品种。因此，遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。第二章遗传的细胞学基础一、真核细胞的结构与功能：质膜：细胞表面的一层单位膜，特称为质膜。真核细胞除了具有质膜、核膜外，发达的细胞内膜形成了许多功能区隔。由膜围成的各种细胞器，如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,在结构上形成了一个连续的体系，称为内膜系统。内膜系统的作用：1.使细胞内表面积增加了数十倍，各种生化反应能够有条不紊地进行；2.细胞代谢能力也比原核细胞大为提高。细胞核：细胞核是细胞内最重要的细胞器，核表面是由双层膜构成的核被膜，核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色体。细胞质：存在于质膜与核被膜之间的原生质称为细胞质，细胞之中具有可辨认形态和能够完成特定功能的结构叫做细胞器。除细胞器外，细胞质的其余部分称为细胞质基质或胞质溶胶，其体积约占细胞质的一半。细胞质基质并不是均一的溶胶结构，其中还含有由微管、微丝和中间纤维组成的细胞骨架结构。细胞质基质的功能：1）具有较大的缓冲容量，为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。2）许多代谢过程是在细胞基质中完成的，如①蛋白质的合成、②mRNA的合成、③脂肪酸合成、④糖酵解、⑤磷酸戊糖途径、⑥糖原代谢、⑦信号转导。3）供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。4）细胞骨架参与维持细胞形态，做为细胞器和酶的附着点，并与细胞运动、物质运输和信号转导有关。5）控制基因的表达与细胞核一起参与细胞的分化，如卵母细胞中不同的mRNA定位于细胞质不同部位，卵裂是不均等的。6）参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。主要细胞器：1.内质网：由膜围成一个连续的管道系统。粗面内质网，表面附有核糖体，参与蛋白质的合成和加工；光面内质网表面没有核糖体，参与脂类合成。2.高尔基体：由成摞的扁囊和小泡组成，与细胞的分泌活动和溶酶体的形成有关。3.溶酶体：动物细胞中进行细胞内消化作用的细胞器，含有多种酸性水解酶。4.线粒体：由双层膜围成的与能量代谢有关的细胞器，主要作用是通过氧化磷酸化合成ATP。5.叶绿体：植物细胞中与光合作用有关的细胞器，由双层膜围成。6.细胞骨架：是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动，分裂，分化和物质运输，能量转换，信息传递等生命活动密切相关。7.中心粒：位于动物细胞的中心部位，故名，由相互垂直的两组9+0三联微管组成。中心粒加中心粒周物质称为中心体。8.微体：由单层单位膜围成的小泡状结构，含有多种氧化酶，与分解过氧化氢和乙醛酸循环有关。9.微管:微管是一种具有极性的细胞骨架。它是由13条原纤维构成的中空管状结构，直径22—25纳米。10.核糖体：为椭球形的粒状小体，核糖体无膜结构，主要由蛋白质(40%)和rRNA(60%)构成，是细胞内蛋白质合成的场所。二、染色质和染色体:只是状态不同,在细胞周期中存在的时间不同。染色质与染色体是同一物质在不同细胞分裂时期的不同形态。在间期和不分裂时，呈染色质的状态，在分裂期呈染色体的状态，这两者的转换发生在前期和末期，在前期，染色质变为染色体；在末期，染色体变为染色质。*染色体：含有许多基因的自主复制核酸分子。*染色单体：由染色体复制后并彼此靠在一起，由一个着丝点连接在一起的姐妹染色体。*同源染色体：生物体中，形态和结构相同的一对染色体。*异源染色体：生物体中，形态和结构不相同的各对染色体互称为异源染色体。*胚乳直感：植物经过了双受精，胚乳细胞是3n，其中2n来自极核，n来自精核，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。*果实直感：植物的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，称为果实直感。三、染色体组型分析的概念：通过对染色体玻片标本和染色体照片进行对比分析、染色体分组，并对组内染色体的长度、着丝粒的位置、臂比和随体的有无等形态特征进行观察与描述，从而阐明生物染色体组成，确定其染色体组成的过程称为染色体组型分析。染色体组型分析的意义：有助于探明染色体组的演化和生物种属间的亲缘关系，是细胞生物学、现代分类学、生物进化、遗传育种学以及人类染色体疾病临床诊断等研究的重要手段。四、减数分裂和有丝分裂各时期的特征?有丝分裂：【前期】：染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，高度螺旋化成染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条染色单体有一个共同的着丝点连接着。并从细胞的两极发出纺锤丝。(高等植物的纺锤体直接从细胞两极发出，高等动物及某些低等植物的纺锤体是由中心体发出星射线而行成的)梭形的纺锤体出现，染色体散乱分布在纺锤体的中央,细胞核分解，核仁消失，核膜逐渐解体．【中期】：细胞分裂的中期，纺锤体清晰可见。这时候，每条染色体的着丝点的两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直，类似于地球上赤道的位置，所以叫做赤道板(但其实赤道板是人为虚拟的,在细胞分裂中期是不可见的)。分裂中期的细胞，染色体的形态比较固定，数目比较清晰，便于观察清楚。【后期】：染色体分裂成单染色体，每一条向不同方向的细胞两极移动。【末期】：染色体到达两极后解螺旋形成染色质丝，细胞一个分裂成两个，纺锤体消失，核膜、核仁重建。减数分裂：【减数第一次分裂】【前期】根据染色体的形态，可分为5个阶段：〖细线期〗细胞核内出现细长、线状染色体，细胞核和核仁体积增大。每条染色体含有两条姐妹染色单体。〖偶线期〗又称配对期。细胞内的同源染色体两两侧面紧密相进行配对，这一现象称作联会。由于配对的一对同源染色体中有4条染色单体，称四分体。〖粗线期〗染色体连续缩短变粗，同时,四分体中的非姐妹染色单体之间发生了DNA的片断交换，从而导致了父母基因的互换，产生了基因重组，但每个染色单体上仍都具有完全相同的基因。〖双线期〗发生交叉的染色单体开始分开。由于交叉常常不止发生在一个位点，因此，染色体呈现V、X、8、O等各种形状。〖终变期〗(又叫浓缩期）染色体变成紧密凝集状态并向核的周围靠近。以后，核膜、核仁消失，最后形成纺锤体。【中期】各成对的同源染色体双双移向细胞中央的赤道板，着丝点成对排列在赤道板两侧，细胞质中形成纺锤体。【后期】由纺锤丝的牵引，使成对的同源染色体各自发生分离，并分别移向两极。【末期】到达两极的同源染色体又聚集起来，重现核膜、核仁，然后细胞分裂为两个子细胞。这两个子细胞的染色体数目，只有原来的一半。重新生成的细胞紧接着发生第二次分裂。【减数第二次分裂】减数第二次分裂与减数第一次分裂紧接，也可能出现短暂停顿。染色体不再复制。每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极，有时还伴随细胞的变形。【前期】染色体首先是散乱地分布于细胞之中。而后再次聚集，核膜、核仁再次消失，再次形成纺锤体。【中期】染色体的着丝点排列到细胞中央赤道板上。注意此时已经不存在同源染色体了。【后期】每条染色体的着丝点分离，两条姊妹染色单体也随之分开，成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别移向细胞的两极。【末期】重现核膜、核仁，到达两极的染色体，分别进入两个子细胞。两个子细胞的染色体数目与初级性母细胞相比减少了一半。至此，第二次分裂结束。五、有丝分裂和减数分裂意义在遗传学上各有什么意义？1.有丝分裂在遗传学上的意义：a.首先是核内每个染色体准确地复制分裂为二。b.为形成两个在遗传组成上与母细胞完全一样的子细胞提供了基础。c.其次是复制后的各对染色体有规则而均匀地分配到两个子细胞中去，使两个细胞与母细胞具有同样质量和数量的染色体。2.减数分裂在遗传学上的意义：a.是配子形成过程中的必要阶段；b.保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定性；c.为后代的正常发育和性状遗传提供了物质基础；d.同时保证了物种相对的稳定性；e.增加了这种差异的复杂性；f.为生物的变异提供的重要的物质基础，有利于生物的适应及进化；g.为人工选择提供了丰富的材料。六、有丝分裂和减数分裂有什么不同？1.减数分裂前期有同源染色体配对（联会）；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，而有丝分裂则着丝点裂开后均衡分向两极；4.减数分裂完成后染色体数减半；5.分裂中期着丝点在赤道板上的排列有差异：减数分裂中同源染色体的着丝点分别排列于赤道板两侧，而有丝分裂时则整齐地排列在赤道板上。*常染色质是指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低，处于伸展状态，用碱性燃料染色时着色浅的那些染色质。常染色质并非所有基因都具有转录活性，处于常染色质状态只是基因转录的必要条件，而不是充分条件。*异染色质是在细胞周期中，间期、早期或中、晚期，某些染色体或染色体的某些部分的固缩常较其他的染色质早些或晚些，其染色较深或较浅，具有这种固缩特性的染色体。具有强嗜碱性，染色深。与常染色质相比，异染色质是转录不活跃部分，多在晚S期复制。两者的区别：常染色质易被碱性染料染成深色，或对孚尔根反应呈阳性。异染色质易被碱性染料染成淡色，或对孚尔根反应呈弱阳性。*异固缩现象：细胞分裂时,核内染色质要凝缩成染色体结构,对碱性染料着色很深,一旦脱离分裂期,染色体去凝集成松散状态,此时染色着色力减弱。但是,有些染色体或其片段的凝缩周期与其它的不同,这种现象称为异固缩。其中在间期或前期过度凝缩,染色很深的称为正异固缩。在中期凝缩不足,染色很浅,称为负异固缩。七、植物的10个花粉母细胞可以形成：多少花粉粒？多少精核？多少管核？又10个卵母细胞可以形成：多少胚囊？多少卵细胞？多少极核？多少助细胞？多少反足细胞？答：植物的10个花粉母细胞可以形成：花粉粒：10×4=40个；精核：40×2=80个；管核：40×1=40个。植物的10个卵母细胞可以形成：胚囊：10×1=10个；卵细胞：10×1=10个；极核：10×2=20个；助细胞：10×2=20个；反足细胞：10×3=30个。八、玉米体细胞里有10对染色体，写出下面各组织的细胞中染色体数目。答：⑴.叶：2n=20（10对）⑵.根：2n=20（10对）⑶.胚乳：3n=30⑷.胚囊母细胞：2n=20（10对）⑸.胚：2n=20（10对）⑹.卵细胞：n=10⑺.反足细胞n=10⑻.花药壁：2n=20（10对）⑼.花粉管核（营养核）：n=10*单性结实：是指子房不经过受精作用而形成不含种子果实的现象。单性结实可分为天然的单性结实和人工的单性结实两种类型。造成单性结实的原因较多，例如低温、激素等均能导致单性结实现象发生。*生活周期：从合子到个体成熟和死亡之所经历的一系列的发育阶段。九、以红色面包霉为例说明低等植物真菌的生活周期，它与高等植物的生活周期有何异同？答：红色面包霉的单倍体世代（n=7）是多细胞的菌丝体和分生孢子。由分生孢子发芽形成为新的菌丝，属于其无性世代。一般情况下，它就是这样循环地进行无性繁殖。但是，有时也会产生两种不同生理类型的菌丝，一般分别假定为正（+）和（-）两种结合型，它们将类似于雌雄性别，通过融合和异型核的接合而形成二倍体的合子（2n=14），属于其有性世代。合子本身是短暂的二倍体世代。红色面包霉的有性过程也可以通过另一种方式来实现。因为其+和-两种接合型的菌丝都可以产生原子囊果和分生孢子。如果说