生物技能复习资料 28页

绪论一、概念生物学是研究生命的科学，也称生命科学，是研究生命现象本质、探讨生物发生和发展规律的一门科学。生物技术是以生命科学为基础，利用生物体系和工程学原理生产生物制品和创造新物种的技术。主要包含：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程四个领域。二、发展史三、应用生物的基本特征生命物质是由蛋白质、核酸、糖类、脂类等物质以特定的方式构成的，所有的生命从最简单的原核生物如细菌到复杂的人都有以下基本特征第一,生物体具有严整的结构。除病毒等少数生物以外,生物体都是由细胞构成的,细胞是生物体的结构和功能的基本单位,也是遗传和发育的基本单位。第二,生物体都有新陈代谢作用。生物体与外界环境之间物质和能量的交换,以及生物体内物质和能量代谢的转变过程叫做新陈代谢。在新陈代谢过程中生物体把从外界环境中摄取的营养物质,转变成自身的组成物质并储存能量,这叫同化作用;生物体把组成自身的物质加以分解,释放出其中的能量,并把分解的终产物如二氧化碳尿素等排出体外,这叫异化作用。同化作用和异化作用是新陈代谢的两个方面。同化作用为异化作用提供物质基础,异化作用为同化作用提供能量来源。新陈代谢是生命最基本的特征,是生物与非生物最基本的区别。第三,生物体都有生长和发育现象。生物体在进行新陈代谢的过程中,当同化作用超过异化作用时,生物体由小长大的过程,称为生长。在生长的基础上,生物体结构和功能经一系列复杂的变化，形成一个成熟个体的过程,称为发育。第四,生物体都有应激性。生物体对内外环境变化的刺激产生相应反应的特性,称为应激性。第五,生物体都能生殖。生物体生长发育到一定阶段,能以一定的方式产生与自身相似的子代个体,这个过程叫生殖。生物通过生殖使物种得以延续。第六,生物体都有遗传和变异的特性。子代与亲代之间性状特征相似,称为遗传。遗传使物种能保持相对稳定。子代与亲代之间、子代各个体之间的差异,称为变异。变异增加了生物对环境的适应性和物种的多样性,为生物进化提供了选择的材料。第七,生物能进化。生物通常以群体方式生活在一定环境中,生物和生物之间、生物和环境之间形成一定的联系,这种联系使生物种群不断变化和发展。生物种群的变化发展,叫做进28\n化。现存的生物在进化过程中,生物种群适应着生存环境,同时又在改变着其生存环境,生物与环境之间形成统一协调关系。细胞第一节概述细胞是生物体形态结构和生命动的基本单位。细胞各都分形态结构和功能的变化在一定程度上反映了机体的生理、病理变化。细胞学是研究细胞的结构,功能和生活史的科学,研究对象是细胞。根据生物有无细胞结构分为：前细胞生物和细胞生物。细胞生物根据细胞的复杂程度分原核细胞生物和真核细胞。多细胞生物是从前细胞生物→原核细胞生物→真核细胞生物低等的多细胞生物→高等植物、动物一、前细胞生物构造简单仅由蛋白外壳和壳内核酸构成。病毒分DNA病毒和RNA病毒两大类；二、原核细胞原核细胞最主要的特点是没有膜包围的细胞核。原核组胞直径为1-10μm,由细胞层、细胞质、核糖体、拟核组成,拟核由一环状DNA分构成,无核膜。细胞膜三、真核细胞细胞质细胞核真核细胞结构比较复杂,除细胞膜外还有多种膜结构的细胞器(如线粒体、内质网、质体等)和非膜结构的细胞器(核糖体、微管、微丝);有具核膜的真正细胞核,细胞核由核膜、核仁、染色质和核基质四部分组成。其中植物细胞有细胞壁。真核细胞分为植物细胞和动物细胞。第二节细胞膜一、细胞膜的概念.细胞膜——是细胞质和外界相隔的一层薄膜。又称质膜。细胞膜的三层结构作为一个单位,称单位膜。细胞的所有膜统称为生物膜。二、细胞膜的分子结构1、化学成份:类脂50%蛋白质40%糖类2～10%2、分子结构“液态镶嵌模型”认为：1）是液态可活动的类脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架。2)类脂分子排列整齐,亲水的头端分别朝向内外表面,疏水的尾部朝向膜的中央。3)蛋白质分子以球状形式镶嵌在类脂双分子层中(镶嵌蛋白质)或附着其表面(称附着蛋白质)。28\n细胞膜与外界物质交换三、细胞膜的功能：细胞膜抗原细胞膜受体（一）细胞膜与内外的物质交换细胞膜是一种半透膜。1、简单扩散——物质分子从高浓度一侧向低浓度一侧扩散的方式，称为简单扩散。如：CO2、O2特点：1）物质的通透性；2）细胞的内外浓度差（顺浓度梯度）；从高→低3）不需要消耗代谢能。2、溶液牵引——物质依靠溶剂(如类脂)的帮助而运动,称溶液牵引。如：磺胺嘧啶特点:1)脂溶性物质；2)细胞的内外浓度差(顺浓度梯度)；（从高到低）3)不需要消耗代谢能。3、帮助扩散——一些水溶性物质在细胞膜上的载体物质帮助下,由高浓度一侧低经过细胞膜向低浓度一侧移动,不需要消耗代谢能的方式,称帮助扩散。如:葡萄糖、氨基酸特点:1)水溶性物质)2)需载体物质帮助3）细胞物质的内外浓度差(顺浓度梯度)4)不需要消耗代谢能4、主动运输——物质分子通过细胞膜由低浓度一侧向高浓度一侧移动(逆浓度梯度),需细胞中的ATP提供能量的物质运输方式,称主动运输。如:Na-K泵特点：1)需载体物质帮助;2)由低浓度一侧向高浓度一侧移动(逆浓度梯度)（低→高）3)需要消耗代谢能。5、入胞作用和出胞作用入胞作用——指细胞将大分子物质和团块以吞噬和胞饮的形式吞入细胞。细胞将固体物质吞入,称为吞噬。细胞将液体物质吞入,称为胞饮。出胞作用——指物质由细胞排出的过程。特点:1)细胞膜的帮助2)需要消耗代谢能(二)细胞膜抗原(三)细胞膜受体第三节细胞质细胞质是指细胞膜以内核膜以外的原生质部分。包含:细胞基质和各种细胞器。细胞器——指具有一定化学组成和形态并表现某些特殊功能的结构。（内质网、高尔基复合体、线粒体、溶酶体、核糖体、过氧化酶体及中心粒)细胞基质——是透明的胶状物质。一、内质网1、结构特点:由单层膜围成的管状、泡状和扁平囊状结构,在细胞基质内形成的立体网络结构分两类:(粗)糙面内质网——管腔膜的外表面有核糖体附着。合成并运输蛋白质。光面内质网——管腔膜的外表面无核糖体附着。脂类物质的合成、糖原和其它糖类的代谢有关。2、功能:1)对细胞质起着支持和分隔作用。2)物质交换3)蛋白质的合成与运输4)与脂类、脂蛋白、糖原、激素的合成和分泌有关。28\n除原核细胞和哺乳动物的成熟红细胞外,所有动植物细胞都有内质网。二、线粒体线粒体是胞质中一种体积较大的细胞器。1、结构:光镜下:线粒体一般呈线状、粒状或杆状。电镜下:线粒体是由两层单位膜包围而成的囊状结构。2、功能1)线粒体是细胞进行有氧呼吸和供能的场所。2)线粒体是细胞的供能中心,有“动力工厂”之称。三、高尔基复合体位于细胞核附近的细胞质中。电镜下:是由膜形成的小管、小泡、扁平囊和大泡(浓缩泡)组成的。主要功能:1）内质网合成并转运来的分泌蛋白质和脂类进行加工、浓缩后,运输出胞。2)能合成和运输多糖、糖脂和糖蛋白,故有人把高尔基复合体比喻为工厂的“加工、包装车间”。3)在细胞分裂时,对新的细胞膜和细胞壁的形成起一定的作用。四、溶酶体.1、结构:光镜下为颗粒状小体。电镜下一般为球状,由单位膜包围着。内含40多种酸性水解酶,能分解蛋白质、脂类、糖类、核酸等大分子物质。2、功能:在细胞内具有消化、防御和保护作用,可视为细胞内的消化装置。根据溶酶体不同的消化作用分为:(一)溶酶体的异溶作用溶酶体对进入细胞内的吞噬小泡或吞饮小泡进行消化和分解,称为溶酶体的异溶作用。(二)溶酶体的自体吞噬溶酶体对细胞内的物质或一部分结构进行消化和分解的作用,称为溶酶体的自体噬。(三)溶酶体的自溶作用细胞内溶酶体膜破裂,使整个细胞或组织被释放出来的酶消化分解的过程称溶酶体的自溶作用。五、核糖体核糖体为非膜相结构,是由核糖体核糖核酸(rRNA)和蛋白质所构成的椭圆小体。由大亚基、小亚基两个亚单位构成。核糖体是细胞内蛋白质合成的基地。固着在糙面内质网膜上的核糖体称为附着核糖体。游离于细胞质中的核糖体称游离核糖体。六、中心粒中心粒是成对出现于动物细胞和低等植物细胞中的细胞器,包括中心粒及中心球。功能:中心粒与细胞的分裂和运动有关。细胞有丝分裂时,中心粒移向细胞两极,与纺锺体的形成和染色体的行动方向有关。中心粒还能形成鞭毛和纤毛,与细胞运动相关联。七、过氧化物酶体过氧化物酶体又称微体,它是由一层单位膜围成的圆形或卵圆形小体。内含多种氧化酶和过氧化氢酶,氧化酶能催化一些物质形成H2O,对细胞有保护作用。八、细胞基质是细胞的内环境；也是某些物质代谢的场所。28\n第四节细胞核细胞核的出现是细胞进化的重要标志之一。细胞核的主要功能是贮存和复制遗传信息，在很大程度上控制着细胞的代谢、生长、发育、繁殖和分化等活动,细胞在两次分裂之间的时期称为间期,存在于间期的细胞核叫做间期核。一、核膜:又称核被膜,是围绕在核表面的膜。主要作用:对核物质起保护作用,也控制细胞核内外物质的交换。二、核仁：细胞分裂时,核仁消失,分裂完成后,子细胞中分别产生新的核仁。在电镜下看到核仁由颗粒成分、纤维状成分、无定形基质、核仁染色质和核仁液泡组成。核仁的功能是合成rRNA和组装核糖体的亚单位。核仁的大小与该细胞合成蛋白质能力有明显的关系核基质:核基质呈纤维状的网,分布于细胞核中,网孔中充满液体,网的成分是蛋白质。三、染色质和染色体是同一物质在细胞周期的不同时期的两种表现。其成分主要是DNA、组蛋白以及非组蛋白。异染色质----螺旋紧密的部分,染色较深,功能不活跃,处于抑制状态；常染色质----螺旋疏松的部分,染色较浅,是功能活跃区,能进行RNA的转录和DN的复制。染色体的数目和形态有种的特异性。四、核基质是核内透明的液态胶状物质,又称核液。第五节细胞增殖与配子发生细胞增殖是生物的基本特征之一。一、细胞增殖的方式：1、原核细胞的裂殖2、无丝分裂3、有丝分裂这是真核细胞增殖的基本方式。在分裂过程中出现染色体的变化,分裂结果是将母细胞的物质平均分配给两个子细胞也出现由微管组成的纺锤丝,故称为有丝分裂。4、减数分裂减数分裂是进行有性生殖的生物体形成性细胞的分裂方式。最基本的特征是染色体复制一次,而细胞连续分裂两次,结果所生成的性细胞中染色体数只有原来的一半。故称为减数分裂)二、细胞增殖周期细胞结束一次有丝分裂后到下一次有丝分裂结束所经历的过程称为细胞增殖周期,简称细胞周期。(一)分裂间期在这一时期内遗传物质进行了复制,DNA的含量倍增,为分裂期作充分的物质准备。1、G1期(DNA合成前期)细胞内物质代谢活跃。为DNA的复制作准备。细胞较快地生长28\n2、S期（DNA合成期)此期的特点是DNA的复制3、G2期(DNA合成后期)特点是DNA的合成终止。为细胞分裂期作准备。细胞分裂间期为形成染色体、进行细胞分裂打下了物质基础(二)分裂期(M期)1、前期中心体内两个中心粒复制成两对,两个星体分别移向细胞的两极,纺锤体。细胞核膨大,染色质螺旋化浓缩变短变粗,形成染色体,核仁、核膜也逐渐溶解消失。2、中期每条染色体纵裂成两条染色单体,在纺锤丝的作用下,染色体逐渐移向细胞中央,排列在赤道面上。3、后期染色体上的着丝粒纵裂,一分为二,在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极,这样就形成了数目完全相等的两组染色体,最后分别集中于细胞的两极。4、末期染色体解旋,恢复成染色质,纺锤体和星体消失,核仁、核膜重新出现；核膜将染色质、核仁包围起来形成两个新的子核。细胞膜在中央赤道面处横缢,将细胞质分割成两等分,形成两个子细胞第六节细胞的整体性细胞是具有高度组织性的统一整体,各个细胞器之间是密切联系的。如果在构造上缺少某一部分,将对细胞的整个生命活动产生影响。脱离了细胞质的细胞核不能生存,同样,脱离了细胞核的细胞质也不能生存。只有保持构造上的完整,才能保证功能的正常。一、结构上的整体性二、功能上的整体性遗传*减数分裂与配子发生减数分裂是所有能进行有性生殖的生物体在性细胞形成过程中发生的一种特殊分裂方式,结果形成的生殖细胞染色体数目减少了一半,故叫做减数分裂。生殖细胞发生过程包括：增殖期、生长期、成熟期和变态期；因为减数分裂发生在成熟期故又称做成熟分裂。减数分裂由两次分裂组成,分别称为第一次减数分裂或减数分裂Ⅰ和第二次减数分裂或减数分裂Ⅱ。在两次分裂之间,一般有一短暂的间期。在此间期中不进行DNA合成。由于细胞分裂两次,而染色体只复制一次,所以经过减数分裂后细胞中的染色体数目减半,变成单倍体。减数分裂的特殊过程,主要发生在减数分裂Ⅰ,尤其是它的前期。(一)减数分裂Ⅰ。1.前期I前期I的过程很复杂。根据染色体的形态变化可分为五个不同时期:细线期、偶线期(合线期)、粗线期、双线期和终变期(浓缩期)。(1)细线期:染色体开始螺旋化变成细线状,细线期核的体积增大,核仁也较大。(2)偶线期:又称合线期,是同源染色体配对的时期。28\n同源染色体是一对形态、大小相同,上面载有等位基因,一条来自父方、一条来自母方的两条染色体。同源染色体靠拢在一起,相配成对,这一过程叫联会。联会的结果,每对染色体形成一个二价体。(3)粗线期:联会后的染色体开始缩短变粗,每一条染色体都由两条染色单体构成。因此,一个二价体有四条染色单体叫四分体。每条染色体的两条染色单体互称姐妹染色单体。同源染色体的染色单体之间,则互称为非姐妹染色单体。在粗线期,非姐妹染色单体之间发生了片段的交换,称互换,这是连锁与互换律的细胞学基础。(4)双线期:染色体进一步缩短、变粗。(5)终变期:染色体变得最粗短,核仁、核膜消失2、中期Ⅰ二价体排列于赤道板。二价体中的每个二分体的着丝粒各连于一条纺锤丝。3、后期Ⅰ同源染色体分离,分别向两极移动。同源染色体上的等位基因也伴随向两极运动,结果等位基因分离,这是分离律的细胞学基础。同源染色体哪一条染色体移向哪一极完全是随机的,非同源染色体之间移向哪一极是自由组合的,这是自由组合律的细胞学基础。4、末期I染色体到达细胞的两极后,染色体逐渐地解螺旋变成细丝状。核仁、核膜重新形成,同时进行细胞质的分裂,形成两个子细胞。细胞中的染色体数目减半。(二)减数分裂Ⅱ减数分裂I完成后,经过短暂的间期,此期间不进行DNA的合成,实际上这时每条染色体已是由两条染色单体构成的。前期Ⅱ:核仁、核膜消失,染色体由细变粗。每个细胞只有n个二分体。中期Ⅱ:各二分体排列在赤道面上形成赤道板。后期Ⅱ:每个二分体的着丝粒分裂,形成两条染色体,并分别移向两极。末期Ⅱ:染色体各自移到两极并解螺旋化。核仁、核膜形成,经过胞质分裂,完成整个减数分裂过程。经过减数分裂最后形成四个子细胞,子细胞的染色体数目只有原来的一半。减数分裂的意义:1、使生殖细胞中染色体数目从2n减到n,精卵结合后的受精卵又恢复成2n,提供了两个亲本的遗传物质得以结合的机会，保证了亲代与子代之间染色体数目的相对恒定。2、同源染色体分离、非同源染色体自由组合的分别进入不同的配子中，同源非染色单体之间发生局部交换等因素,形成不同染色体组成的配子,使后代出现多样化。3、减数分裂是遗传学基本规律(分离律、自由组合律、连锁与互换律)的细胞学基础。二、配子的发生配子发生是指精子和卵子的形成过程，它们的形成要经过增殖、生长、成熟、变形等几个时期。共同的主要特点,就是在成熟期中进行减数分裂。(一)、精子的发生在雄性动物的睾丸曲细精管上皮中、有许多精原细胞。在增殖期中,精原细胞的一部分28\n经有丝分裂而不断增殖,它们的染色体数目像其它体细胞一样,都是二倍体(2n)。如人2n=46条。精原细胞经过多次有丝分裂后不再分裂,进入生长期。此时精原细胞体积增大成为初级精母细胞,其染色体数目仍为2n。初级精母细胞经过第一次减数分裂后,形成两个次级精母细胞,每个次级精母细胞再经第二次减数分裂,形成两个精细胞。结果,一个初级精母细胞经过两次分裂,形成四个单倍体的精细胞。(二)、卵子的发生在增殖期中,卵原细胞也经过多次有丝分裂而增殖,其染色体数也是二倍体(2n)。在生长期中,卵原细胞的体积显著增大,细胞质中积聚许多卵黄、RNA和蛋白质等营养物质,形成初级卵母细胞。初级卵母细胞经过第一次减数分裂形成一个体积较大的次级卵母细胞和个体积较小的第一极体。经第二次减数分裂,次级卵母细胞又形成一个体积较大的卵细胞和一个体积很小的第二极体。另外,第一极体也进行第二次减数分裂,产生两个体积相等的第二极体。第二极体以后不能继续发育而退化、消失。这样,一个初级卵母细胞经过两次分裂之后,最终形成一个单倍体的卵细胞(n)和三个单倍体的极体(n)。*遗传的基本规律一、基因的分离定律（一）孟德尔的实验材料和方法1、孟德尔的实验材料：豌豆2、孟德尔的实验方法（二）一对相对性状的遗传实验P（亲代）：高茎×矮茎↓F1(子一代）：高茎↓F2（子二代）：高茎：矮茎787：277在杂种子一代中显现出来的性状,叫做显性性状,如高茎;把未显现出来的性状,叫做隐性性状，如矮茎。在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象,在遗传学上:叫做性状分离。P高茎×矮茎DDdd↓↓配子Dd受精F1Dd高茎配子DdF2DDD高Dd高dDd高dd矮F2基因型：DD:Dd:dd=1:2:1F2表现型：高茎：矮茎=3:1(三）对分离现象的解释孟德尔认为,生物体的性状都是出遗传因子(后来改称为基因)控制的。控制显性性状(如高茎)的基因是显性基因,用大写英文字母(如D)来表示:控制隐性性状(如矮茎)的基因是矮茎隐性基因,用小写英文字母(如d)来表示。在生物的体细胞中,控制性状的基因都是成对存在的。生物体在形成生殖细胞----配子时,成对的基因彼此分离,分别进入不同的配子。由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体,叫做纯合(体)。28\n由出不同基因的配子结合成的合子发育成的个体,叫做杂合子(体)。纯合子能够稳定地遗传,它的自交后代不会再发生性状分离；杂合子不能稳定地遗传,它的自交后代还会发生性状分离。(四)对分离现象解释的验证孟德尔为了验证他对分离现象的解释是否正确,又设计了另一个试验----测交试验。测交就是让F1代与隐性纯合子杂交，这个方法可以用来测定F1的基因组合P（亲代）：Dd×ddDddDdddF2（子二代）高茎：矮茎787：2771：1证明了F1是杂合子(Dd),并证明了F1着形成配子时,成对的因发生了分离,分离后的基因分别进入到不同的配子中。在遗传学上,把位于一对同源染色体的相同位置上,控制着相对性状的基因,叫做等位基因。例如,D和d就是等位基因。上述基因与染色体之间关系的阐明,从本质上解释了性状分离现象。(六)基因型和表现型在遗传学上,把生物个体表现出来的性状叫做表现型，如豌的高茎和矮茎;把与表现型有关的基因组成叫做基因型，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd,矮茎豌豆的基因型是dd。生物个体的基因型在很大程度上决定了生物个体的表现型。基因型是性状表现的内在因索,而表现型则是基因型的表现形式。生物体在整个发育过程中,不仅要受到内在因素基因的控制,还要受到外部环境条件的影响。在不同的环境条件下,同一种基因型的个体,可以有不同的表现型。因此,表现型是基因型与环境相互作用的结果。综上所述,基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中去,从而表现出生物的性状分离,而且呈现一定的分离比例,这就是孟德尔分离定律。细胞的减数分裂,同源染色体的分离是分离律的细胞学基础。(七)分离定律与人类遗传单基因遗传是指某种遗传性状受一对等位基因控制的遗传,它的遗传是受孟德尔定律制约的,所以又称为孟德尔遗传。I、常染色体显性遗传(AD)1.概念控制一种遗传性状的基因是显性基因,位于常染色体上,其遗传方式称为常染色体显遗传,由常染色体显性致病基因引起的疾病称为常染色体显性遗传病。由于各种复杂的原因，杂合体可能出现不同的表现形式,因此可将常染色体显性遗传,分为以下几种不同的类型：2.类型(（1)完全显性：28\n是指杂合体患者表现出与显性纯合子患者完全相同的表型。患者的基因型从理论上:应有两种:AA和Aa,但致病基因的频率较低,临床上所见到的患者大多数为杂合体(Aa),杂体患者和正常人婚配后,每生一个孩子有1/2的可能性为患者,1/2的可能性为正常。患者×正常人▇〇Aaaa〇▇●□〇□AaaAaaa患者正常人●□▇●〇〇1：1完全显性遗传方式家族性多发性结肠息肉系谱图常染色体显性遗传的系谱有如下特点:①与性别无关,男女发病机会均等。②系谱中可看到本病的连续传递。③患者的双亲中必有一个为患者,但绝大多数为杂合体,患者的同胞中约有1/2为患者。④双亲无病时,子女一般不患病,只有在基因突变的情况下,才能看到双亲无病时子女患病的病例。(2)不完全显性:不完全显性也称为半显性,它是指杂合体Dd的表现型介于纯合显性DD和纯合隐性dd之间因为在杂合体Dd中隐性基因d的作用也有一定程度的表达,所以在不完全显性遗传病中,纯合体DD为重型患者,杂合体Dd为轻型患者。当两个轻型患者婚配,后代重型患者:轻型患者:正常人的表现型和基因型的比均为1:2:1(3)共显性：是指一对等位基因之间没有显性和隐性的区别,在杂合状态下,两种基因的作用都完全表现出来。亲代AB型×O型IAIBii配子IAIBi子代IAiIBiA型B型AB型和O型血婚配图解人类ABO血型中AB血型的遗传就属于共显性遗传。ABO血型决定于一组复等位基因,它们是ⅠA、ⅠB和i。这三种基因位于9号染色体长臂的同一位点,互为等位基因,每个人只能具有其中任何两个基因。这种位于一对同源染色体某一特定位点上的三种或三种以上的多因称为复等位基因。ⅠA决定红细胞表面有抗原A;ⅠB决定红细胞表面有抗原B;i决定红细胞表面无抗原A和抗原B而有H物质,ⅠA和ⅠB对i是显性基因,基因ⅠA和ⅠB为共显性。根据孟律尔分离定律的原理,已知双亲的血型可以估计子女中可能出现什么血型或不可能出现什么血型;已知母亲和孩子的血型就可以判断父亲可能是什么血型或不可能是什么血型,反之亦然,这在法医学的亲于鉴定上有一定作用。28\nⅡ、常染色体隐性遗传（AR）1、概念控制一种遗传性状的基因是隐性基因位于常染色体上,其遗传方式称为常染色体隐性遗传。由常染色体隐性致病基因引起的疾病,称为常染色体隐性遗传病携带者×携带者Ⅰ□1〇2AaAaⅡ□1●2□3〇4〇5□6aAAaAaAaAAaaⅢ□1□2〇3□4□5〇6正常人白化病患者3：1Ⅳ▇1〇2白化病婚配方式白化病系谱图在常染色体隐性遗传病中,如用a代表致病基因,A代表正露的等位基因,当一个个体处于杂合(Aa)状态时,由于显性基因(A)的存在,隐性致病基因(a)的作用不能表达,所以杂合体不发病。这种表型正常但带有致病基因的杂合子称为携带者。只有当隐性基因处于纯合状态时,隐性基因决定的性状方可得到表达。临床上所见到的常染色体隐性遗传病者往往是两个携带者婚配的后代。2、系谱特点①由于致病基因位于常染色体上,因而致病基因的遗传与性别无关,男女发病机会均等。②系谱中看不到连续遗传现象,常为散发病例,有时系谱中只有先证者一个患者。③患者的双亲往往表型正常,但他们都是致病基因携带者。患者的同胞中约有1/4的几率患病;3/4的几率为正常,在表型正常的同胞中有2/3的可能性是携带者。④近亲婚配后代的发病几率比非近亲婚配发病率高。这是出于近亲之间可能从共同的祖先传来某一相同的基因,所以他们基因相同的可能性较一般人要高。Ⅲ、X连锁隐性遗传（XR）控制一种遗传性状的基因是隐性基因,位于X染色体上,其遗传方式称为X连锁隐性遗传。由X染色体上隐性致病基因引起的疾病叫做X连锁隐性遗传病。在X连锁隐性遗传病中,可用a代表致病基因,A代表正常的等位基因。女性细胞中有两条X染色体,在只有一个X连锁隐性致病基因的情况下,她只能是携带者(XAXa),当她在纯合隐性(XaXa)状态时,才患病。男性细胞中只有1条X染色体,而Y染色体缺少相应的等位基因,所以叫半合子,男性只要X染色体上有隐性致病基因就会患病。因此,人群中男性患者多于女性患者。如人类的红绿色盲属于X连锁隐性遗传病,在中国人中,男性色盲发病率为7%,女性色盲的发病率为0.49%。2、系谱特点①男性患者多于女性患者,系谱中往往只有男性患者。②双亲无病时,儿子可能发病,女儿则不会发病。儿子发病,其致基因来自携带者的母亲,将来只能传给其女儿,具男传女、女传男等交叉遗传特点。③如果女性是患者,其父亲一定是患者,母亲一定是携带者。④男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄弟、外甥、外孙等可能是患者,其它亲属不可能是患者。Ⅳ、X连锁显性遗传（XD）控制一种遗传性状的基因是显性基因,位于X染色体上,其遗传方式为X连锁显性遗传,由X染色体上显性致病基因引起的疾病称为X连锁显性遗传病。由于致病基因是显性的,团此,不论男性和女性只要X染色体上有一个致病基因就会发28\n病,女性细胞中有两条X染色体,男性细胞中只有一条X染色体,因此,女性获得致病基因的机会比男性多倍。所以群体中女性患者多于男性患者。2.系谱特点①人群中女性患者多于男性患者;前者病情较轻②患者的双亲中必有该病患者.,系谱中常可看到连续传递现象。③男性患者的女儿全部都为患者,儿子全部正常,致病基因的传递具交叉遗传特点。④女性患者(杂合体)的子女中各有1/2的发病风险。在X连锁显性遗传中,通常纯合型女性患者和男性患者表现为重型,而杂合型女性患者表现为轻型,这是因为杂合型女性患者中正常等位其因可进行功能补偿,出现纯合型女性患者的概率较小,所以总体米说,女性患者一般都是杂合体,所以女性患者的病情比男性患者为轻。二、基因的自由组合定律（一）两对相对性状(二)对自由组合现象的解释孟德尔假设豌豆的形状和颜色分别由一对基因黄色圆粒和绿色皱粒控制,即黄色和绿色分别是由Y和y控制;圆粒和皱粒分别是由R和r控制。这样,纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆的基因型就分别是YR和yrr,它们的配子则分别是YR和yr,受精后,F1代的基因型就是YyRr。y对y、R对r都具有显性作用,因此,F1的表现型是黄色圆粒。F1自交产生配子时,根据基因的分离定律,每对基因都要彼此分离,所以,Y与y分离、R与r分离。孟德尔认为,在等位基因分离的同时,不同对的基因之间可以自由组合,也就是Y可以与R或r组合,y可以与R或r组合,这里等位基因的分离和不同对基因之间的组合是彼此独立、互不干扰的。这样,F1产生的雌配子和雄配子就各有4种,它们是YR、Yr、yR和yr,并且它们之间的数量比接近于1:1:1:1。由于受精时雌雄配子的结合是随机的,因此,结合的方式可以有16种。在这16种方式中共有9种基因型和4种表现型。9种基因型是:YYRR,YYRr,YyR,YyRr;Yyrr,Yyrr,yyRR,yyRr,yyrr;4种表现型是:黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒和绿色皱粒,并且4种表现型之间的数量比接近于9:3:3:1。(三)对自由组合现象解释的验证孟德尔所做的测交试验,无论是以F1作母本还是作父本,实验的结果都符合预期的设想,也就是4种表现型的实际籽粒的数量比都接近于1:1:1:1。从而证实了F1在形成配子时,不同对的基因是自出组合的。(四)基因自出组合定律的实质细胞遗传学的研究结果表明,孟德尔所说的一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的等位基因,×不同对的遗传因子就是位于非同源染色体上的非等位基因。×孟德尔的两对相对性状的杂交试验,揭示出的自由组合定律的实质是:位于同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的,在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。(五)自由组合定律与人类遗传在医学实践中,人们可以根据基因的自由组合定律来分析家系中两种遗传病同时发病的情况,并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率,为遗传病的预测和诊断提供理论依据。例如,在一个家庭中,父亲是多指患者(由显性致病基因B控制),母亲的表现型正常,他们婚后却生了一个手指正常但患先天聋哑的孩子(由隐性致病基因d控制,基因型为dd)。根据基因的自由组合定律可以推知:如果父亲的基因型是BbDd,母亲的基因型是bbDd。那么可以推断出他们的后代有可能出现4种不同的表现型:多指、先天聋哑、既患多指又患先天聋哑、表现型完全正常。这里先天聋哑得到表现,所以后代表现为先天聋哑。你能根据所学知识推断出他们后代患一种或两种病的可能性各是多少吗?28\n三、基因的连锁与互换定律美国的遗传学家摩尔根和他的同事们用果蝇作试验材料,证实了基因的分离定律和自由组合定律是正确的,而且揭示出了遗传的第三个基本定律——基因的连锁与互换定律(一)完全连锁遗传用纯种灰身长翅果蝇与纯种黑身残翅果蝇交配,他们看到子一代(F1)都是灰身长翅,由此可以推出,果蝇的灰身(B)对黑身(b)是显性;长翅(V)对残翅(v)是显性。所以,纯种灰身长翅果蝇的基因型与纯种黑身残翅果蝇的基因型应该分别是(BBVV)和(bbvv)。F1的基因型应该是(BbVv)(图1)摩尔根又让F1的雄果蝇(BbWv)与双隐性类型的雌果蝇(bbvv)测交,按照自由组合定律,测交后代中应该出现4种不同的类型,即灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅,并且它们之间的数量比应该为1:1:1:1。但是,测交的结果与原来预测的完全不同,只出现两种和亲本完全相同的类型：灰身长翅(BbVv)和黑身残翅(bbvv),并且两者的数量各占50%(图1)。很明显,这个测交结果无法用基因的自由组合定律来解释。为什么会出现上述试验结果呢?摩尔根认为果蝇的灰身基因和长翅基因位于同1条染色体上,可以用BV来表示(图2);黑身基因和残翅基因也位于同1条染色体上,可以用by来表示。当两种纯种的亲代果蝇交配后,F1的基因型为表现型是灰身长翅。这样,在F1雄果蝇产生配子时,原来位于同一条染色体上的两个基因(B和V、b和v)就不能分离,而是连在一起向后代传递。因此,当F1雄果蝇与黑身残翅的雌果蝇交配后,只能产生灰身长翅()和黑身残翅()两种类型,并且这两者的数量各占50%。像这样,位于1对同源染色体上的两对(或两对以上)等位基因,在向下一代传递时,同一条染色体上的不同基因连在一起不相分离的现象,叫做连锁。在上述雄果蝇的测交遗传试验中,这种果蝇测交后代完全是亲本组合的现象,称连锁是完全连锁。在完全连锁中,后代只表现出亲本类型(图2)。(二)不完全连锁遗传摩尔根等人还做了另一组试验,让子代(F1)的雌果蝇(Bbvv)与双隐性类型的雄果蝇(bbvv)测交,所得的结果如图3所示。从图3所示的结果可以看出,F1与双隐性类型测交,虽然测交后代的表现型与基因自由组合定律中测交的结果一样,也是4种类型:灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅和黑身残翅,但是,它们之间的数量比并不符合基因自由组合定律中的1:1:1:1,而是与亲本表现型相同类型的亲本组合占比例很大(占总数的84%);与亲本表现型不同类型的重组合占比例很小(占总数的16%)。对于上述的试验结果,摩尔根认为,位于同一条染色体上的两个基因的连锁关系有时是可以改变的(图4)。在细胞进行减数分裂形成配子的过程(即出现四分体时),如果同源染色体中来自父方的染色单体与来自母方的染色单体相互交换了对应部分,在交换区段上的等位基因就会发生交换,这种交换可以产生新的基因组合。所以测交后,在子代产生了与亲代表现型相同的类型的同时,也产生了与亲代表现型不同的新类型。至于测交后代的数量比为什么不是1:1:1:1,这是因为F1在形成配子时,大部分配子中的同一条染色体上的这两个基因是连锁的,因而生成的BV配子和bv配子特别多(各占配42%),只有一小部分配子中的两个基因因为交换而产生了新的组合，因而生成的Bv配子和bV配子很少(各占8%)。因此,F1与双隐性类型测交，就产生了这样的结果:灰身长翅占42%黑身残翅占42%,灰身残翅占8%,黑身长翅占8%上述雌果蝇的测交试验中,由于基因在向下一代传递的过程中,不仅有连锁,还出现了交换,因此,28\n这种遗传是不完全连锁遗传。(三)基因连锁和交换定律的实质综上所述,基因的连锁和交换定律的实质是:在进行减数分裂形成配子时,位于同一条色体上的不同基因,常常连在一起进入配子,这是连锁;在减数分裂过程中,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姊妹染色单体的交换而发生交换,因而产生了基因的重组，这就是互换。位于非同源染色体上的两对(或多对)基因,是按照自由组合定律向后代传递的,而位于同源染色体上的两对(或多对)基因,则是按照连锁和交换定律向后代传递的。同源染色体的联会和交叉是互换定律的细胞学基础;互换定律的实质是：非姊妹染色单体间发生交换而产生的基因重排。(四)连锁和交换定律与人类遗传在实践中,可用基因的连锁和交换定律,来推测某种遗传病在胎儿中发生的可能性。例如,一个A型的血甲髌骨综合征患者与一个0型血的正常人婚配,生过一个甲髌骨综合征的A型血患儿和一个0型血的正常儿这对夫妇再生子女患病性况如何。甲髌骨综合征是一种显性遗传病,致病基因(用大写字母N表示)与ABO血型的基因(IA、ⅠB或i位于同一条染色体上(第九号染色体)。在患这类疾病的家庭中,N基因与IA基因往往连锁,而N的正常等位基因n与IB基因或i基因连锁,又已知N和IB之间的重组率为18%。*多基因遗传病一、多基因遗传的特点一些遗传性状的遗传基础不是一对等位基因控制,而是受多对基因控制,它们的作用是微小的,称为微效基因,但作用可累加,形成明显的表型。遗传性状的形成,除受微效基因作用外,还受环境因素作用,这种遗传方式称为多基因遗传。多基因遗传的性状,是具有连续变异的性状,又称数量性状。单基因遗传性状,相对性状之间的差异很明显,无过渡类型,变异是不连续的,称为质量性状。多基因假说主要论点是：①数量性状遗传的基础是两对或两对以上的基因的作用,每对等位基因间无显隐性,是共显性的。②每对等位基因的作用是微小的,对性状的效应有累加作用。③微效多基因也符合遗传的基本规律。④多基因遗传通常还受环境因素影响。多基因遗传的特点：①两个极端变异(纯种)的个体杂交,子一代都是中间型。②两个中间类型杂交,子代大都为中间型,产生少量极端类型,除环境因素外,还有基因分离和重组的作用。③在一个随机群体中,产生的种类大多数在中间范围内,极端个体很少,变异受多基因和环境因素的双重作用。在多基因遗传病中,遗传因素和环境因素共同作用,决定了一个个体是否易于患病,称为易患性。28\n在多基因遗传病中,易患性高低受遗传因素和环境因素双重影响。遗传因素所起作用的大小称为遗传率(遗传度),一般川百分率(%)表示。二、多基因遗传病的特征：1.每种病的发病率均高于0.1%。2.有家族聚集倾向。3.发病率有种族差异。4.随着亲属级别降低,患者亲属的发病风险也降低。三、多基因遗传病发病率的估计(一)患者一级亲属发病率大约近似于一般群体发病率的平方根。(二)随着患者亲属级别的降低,发病的可能性也相应降低。(三)生过患儿的夫妇,其后代再生有孩子发病风险增高。(四)病情越严重的患者,其后代发病风险愈高。(五)发病率如有性别差异,则发病率低的性别患者一级亲属发病率高。*染色体遗传一、人类染色体1、染色体形态在有丝分裂中期,染色体的形态最典型、最清晰、最易辨认和区别。常用于染色体的研究及染色体病的诊断检查。每一条中期染色体都是由两条相同的染色单体构成,彼此互称为姐妹染色单体。着丝粒是纺锤丝附着之处,它与细胞分裂过程中染色体的运动密切相关。着丝粒将染色体分为:短臂(代表符号为p),长臂(代表符号为q)。在人类近端着丝粒染色体短臂的末端,可见球状结构,称为随体。根据着丝粒的位置,人类染色体可分为三种类型:①中央着丝粒染色体,着丝粒位于或靠近染色体中央,着丝粒在染色体纵(长)轴的1/2～5/8之间,将染色体分为长短相近的两个臂；②亚中着丝粒染色体,着丝粒偏于染色体的一端,位于染色体纵轴的5/8～7/8之间,着丝粒将染色体分为长短明显不同的两个臂;③近端着丝粒染色体,着丝粒靠近一端,位于染色体纵轴的7/8～近末端区段,短臂很短,在短臂的末端具有球形的随体。2.人类染色体核型核型是指一个体细胞中的全部染色体,按各对同源染色体的大小、形态特征顺序排列所构成的图像。在核型中的每对染色体,其一条来自父方的精子,一条来自母方的卵子,在形态结构大小上基本相同,称为同源染色体,而不同对的染色体彼此称为非同源染色体。在进行正常人类染色体核型分析时,主要根据染色体的长度和着丝粒的位置等,将人体细胞的46条染色体进行配对、顺次排列、编号，根据着丝粒位置和染色体大小,将22对常染色体由大到小依次命名为1至22号,并将人类染色体分为7组,分别用大写字母A-G表示。A组:包括1-3号染色体,1号和3号为中央着丝粒染色体,2号为亚中着丝粒染色体；B组:包括4-5号染色体,均为亚中着丝粒染色体；C组:包括6-12号和X染色体,均为亚中着丝粒染色体,X染色体大小界于7号和8号染色体之间;D组:包括13-15号染色体,为近端着丝粒染色体,可以有随体；28\nE组:包括16-18号染色体,16号为中央着丝粒染色体,17和18号为亚中着丝粒染色体；F组:包括19-20号染色体,为中央着丝粒染色体;G组:包括21-22号和Y染色体,为近端着丝粒染色体,21、22号染色体可以有随体。Y染色体的大小变异较大,大于21和22号染色体,其长臂常常平行靠拢。在正常人的核型中,其中22对为男女所共有,称为常染色体,编号为1-22号。另一对随男女性别而异,称为性染色体,女性为XX染色体,男性为XY染色体,X染色体较大,为亚中着丝粒染色体,列入C组。Y染色体较小,为近端着丝粒染色体,列入G组,正常情况下,具Y染色体的个体发育为男性,无Y染色体的个体发育为女性。按照国际标准,在描述一个核型时,记载的第一项是染色体总数(包括性染色体),然后是一个逗号“,”,最后是性染色体组成。正常女性核型描述为46，XX正常男性核型描述为46,XY二、性染色质(一)“Lyon假说”,其要点是:1.女性的两条X染色体中,只有一条X染色体有转录活性,另一条X染色体无转录活性,呈固缩状,形成X染色质。这样,在含有XX的细胞和XY的细胞中,其X染色体基因产物的量基本相等,此称为剂量补偿。2.失活是随机的,即失活的X染色体可以来自父方也可以来自母方,但一个细胞中的某条X染色体一旦失活,由该细胞增殖而来的所有子细胞都具有相同的失活X染色体。3.失活发生在胚胎发育早期。(二)X染色质形态:正常女性间期细地的核膜边缘大小约1um的浓染染色质块。来源:失活的X染色体数目:X染色体数-1临床应用:作为快速性别鉴定的手段之一。(三)Y染色质形态:男性间期细胞被荧光染料染色后在细胞核内出现的强荧光小体。来源:Y染色体长臂远端部分异染色质。数目:与Y染色体数相同。临床应用:快速性别鉴定。三、染色体变异染色体变异包括染色体结构的改变和数目的变化染色体结构和数目在一般情况下是比较稳定的。自然状态下,染色体变异的自发频率是很低的。染色体畸变可发生在生殖细胞形成时,也可发生在受精之后,若一旦发生变异,就会导致生物性状的变化,引起畸形或死之。物理和化学因素可提高染色体的变异频率。(一)染色体数目畸变不同物种具有不同的染色体数目,同一物种染色体数目却是相对又恒定的,这些对维持物种的稳定性具有重要意义。染色体形态特征和数目是物种鉴定的重要标志之一。在真核生物中,一个成熟生殖细胞(配子)中所含的全部染色体称为一个染色体组。具有一个染色体组的细胞或由这样的细胞组成的个体称为单倍体(细胞或个体),以n表示。具有两个染色体组的细胞或个体称为二倍体(细胞或个体),以2n表示。人类正常体细胞中染色体数为46条,即2n=46,正常性细胞(精子或卵细胞)中染色体数为23条,即n=23条。1、整倍体变异28\n整倍体变异指染色体数目在二倍体的基础上整组地增加或减少。含有3个或3个以上的染色体组的细胞或个体称多倍体。原因：是由于亲代的生殖细胞在成熟过程中全部同源染色体不发生分离而产生异常配子(2n),这种2n配子与正常配子结合形成三倍体(3n)。2.非整倍体变异非整倍体变异是指一个体细胞内染色体数比二倍体增加或减少一条或数条。染色体数目少于2n(2n-1)的细胞或个体称亚三倍体。染色体数目多于2n(2n+1)的细胞称超二倍体。在亚二倍体中,丢失一条染色体构成某号染色体的单体(单体型)。在超三倍体中,多出的一条染色体构成某号染色体三体(三体型)。非整倍体形成的机制：非整倍体产生的主要原因在于生殖细胞减数分裂或受精卵的早期卵裂过程中出现了染色体的不分离或丢失。在减数分裂中,某一对同源染色体或姐妹染色单体在后期未能分离,同时进入一个次级精(卵)母细胞或精(卵)细胞,可产生n+1和n-1两种类型的配子。这种配子与正常的配子结合产生三体型(2n+1)和单体型(2n-1)。对于减数分裂来说,第一次分裂和第二次分裂过程均可发生染色体不分离。3.嵌合体嵌合体是指一个体含有两种或两种以上不同核型的细胞群。(二)染色体结构的改变(染色体畸变)染色体结构的改变常见的有缺失、重复、倒位、易位四种情况。染色体结构改变的原因:染色体发生断裂染色体畸变主要形式：1、缺失染色体少了某一片段称为缺失。2、倒位倒位是指某一染色体同时出现两次断裂,其中间的片段倒转180°后重新连接起来,使其基因排列顺序颠倒,称倒位。3、重复是由于染色体或染色单体发生断裂后形成的断片插入到同源染色体上而形成。4、易位某一染色体断裂后的片段连接到非同源染色体的现象称易位。含:相互易位和罗氏易位。四、染色体病人类染色体数目或结构畸变导致的遗传性疾病,称为染色体病。染色体病也常被称为染色体综合征。染色体异常可进行产前诊断,即母亲怀孕早期用羊水细胞或绒毛膜细胞培养进行染色体分析后作出确诊,以减少染色体病的发生。（一)染色体数目异常所致的疾病包括常染色体异常和性染色体异常两类。1.常染色体数目异常所致的疾病常染色体病是指人类的第1～22号染色体结构或数目异常引起的疾病。这类疾病共有的临床特征有生长发育迟缓,智力低下,并伴有有多发畸形。(1)先天愚型(Dewn综合征)28\n核型47,XX(XY)+21本病主要临床表现:出生时体重、身长偏低,智力低下,生长发育迟缓。患儿呈特殊面部畸形。眼裂小,限距过宽,内眦赘皮,常有斜视,耳位低,耳廓畸形。新生儿可见第三囱门,舌大外伸,流诞(故又称伸舌样痴呆)。患儿有通贯掌,50%左右的患儿有先天性心脏病等。患儿常有肺炎等呼吸道感染和白血病。男性患儿常有隐睾,无生育能力。女性患者虽能生育,但可将此病传给后代。先天愚型患者核型现已发现有三种,即21三体型,易位型和嵌合型。其中大多数为21三体型,即47,XX(XY)+21,最常见,约占90%。主要原因是父亲或母亲形成配子时发生了21号染色体的不分离,其中80%是由于形成卵子的减数分裂过程中发生染色体不分离所致。(2)18三体综合征(又称Edward综合征)核型47,X(XY)+18。患儿正要特征:是生长发育迟级,出生时低体重,头面部和是有严重畸形。眼距宽，耳廓畸形。手畸形非常典型:指屈山握拳特殊,第二、五指放在三、四指之上。船形足,外生殖器畸形,95%病例有先天性心脏病。患儿多在生后半年内死亡。（3）13三体综合征(又称Patau综合征)核型47,XX(XY)+13临床表现:颅面部畸形,小头,前额、前脑发育缺陷,无嗅脑,眼球小,常有虹膜缺损,2/3患儿有唇裂并伴有腭裂,耳位低,耳廓畸形,常见多指(趾)。男性多不育,女性有双角子宫及卵巢发育不良。80%患者伴有先天性心脏病、多囊肾,耳聋等。2.性染色体数目异常所致的疾病性染色体病是指人类的性染色体即X或Y染色体结构或数目异常所引起的疾病。共同的临床特征:是性发育不全或两性畸形(但有些患者仅表现为原发闭经,生殖力下降或智力较差等特征)(1)先天性睾丸发育不全(Klinefelter综合征)。患者的染色体组成为46,XXY,又称XY综合征。患者在儿童期无任何症状,青春期开始出现病症。主要临床表现:为阴茎短小,睾九极小或隐睾,无精子产生,无胡须,体毛少,喉结不明显,皮下脂肪发达,性情体态均表现女性化趋势。25%的患者有乳房发育,患者身材高。四肢长,一部分患者有智力低下,有患精神分裂症倾向。X染色质呈阳性。本病产生主要是出于患者母亲在生殖细胞形成过程中发生性染色体不分离。(2)先天性卵巢发育不全综合征(Turner综合征)主要临床特征是:出生时低体重,原发闭经,不育,体矮(成人12D~140cm),小额等,而后发际低,蹼颈,肘外翻在本病十分典型,乳间距宽,至青春期乳腺不发育。性腺条索状无卵泡,外生殖器幼稚,女性副性征缺乏。该病患者智力大多正常,部分智力发育稍差。细胞遗传学研究表明,患者X染色质阴性,Y染色质也是阴性,核型为45,X本病发病机制是父亲配子形成过程中染色体不分离。(二)染色体结构畸变引起的疾病猫叫综合征:患儿具特殊的猫叫样哭声。女孩多于男孩。核型为46,XX(XY)del(5)(pl5)临床表现除特殊哭声外,还们智力低下,生长发门迟级,小头,满脸,耳位低。婴儿期肌张力亢进,并患先天性心脏病。*基因突变28\n一、基因突变的概念基因突变是指在染色体的某一位点上发生了了化学变化,所以又称点突变。从分子水平上看,基因突变是指在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。基因突变在自然界普遍存在,它可以产生等位基因,并且常引起生物表现型的变化,所以是生物进化的重要四素之一。基因突变可以发生在生殖细胞或生物体的任何组织细胞中。基因突变和DNA复制、DNA损伤修复、癌变、衰老等因素有关。它作为生物变异的一个重要来源。二、基因突变的本质基因突变可以发生在体细胞中也可以发生在生殖细胞中。发生在生殖细胞中的突变可以通过受精作用直接传递给后代。发生在体细胞中的突变,一般是不能传递给后代的。二、基因突变的特点（一）普遍性自然条件下发生的基因突变叫做自然突变。人为条件下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。(二)可逆性(三)多向性(四)有害性(五)稀有性(六)平衡性基因突变在生物进化中具有重要意义。它是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。四、基因突变的基础基因的本质是DNA,因此基因突变的分子基础就是DNA分子中碱基顺序和数目发生改变,从而导致组成蛋白质的氨基酸发生改变,在遗传上产生表型的改变。基因突变可以改变基因携带的遗传信息,主要有两种方式:碱基替换和移码突变。1、碱基替换碱基替换是一个碱基对被另一不同的碱基对所替换。可分两种形式：1)转换:是指嘌呤之间或嘧啶之间的置换。例如AT对变成GC对或CG对变成TA对。2)颠换:是指嘌呤与嘧啶之间的互换。例如AT对变成了TA对或GC对变成了CG对。2、移码突变移码突变是指在DNA分子中插入或丢失一个或几个核苷酸对,造成这一位以后全部密码子的编码顺序发生改变,从而引起遗传信息的改变。五、基因突变所致的遗传病1、分子病:如血红蛋白病2、遗传性酶病:如:白化病、苯丙酮尿症微生物及其应用技术一、微生物的概念、特点、种类（一）微生物的概念:微生物是广泛在于自然界中的一类肉眼不能直接看见而必需借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍甚至数万倍才能观察到的微小生物。（二）微生物特点:个体微小、结构简单;数量多、分布广、繁殖快、可遗传变异、与人类关系密切。（三）微生物种类:依据分化程度、结构不同分为三型:1、非细胞型微生物：体积最小,能通过细菌滤器:分化程度低,结构最简单,无典型的细28\n胞结构,由单一核酸(DNA或RNA)核心和蛋白质外壳构成,缺乏酶系统,不能人工培养而只能在活细胞内生长繁殖,如病毒。2、原核细胞型微生物:仅有原始核,无核膜、核仁,缺乏完整的细胞器。这类微生物包括细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌。3、真核细胞型微生物:体积最大,不能通过细菌滤器:分化程度高,有典型的细胞结构,有核膜和核仁，细胞器完整。如真菌。依据微生物种的特征又可分为病毒、细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线和真菌八大类。二、微生物与人类的关系(一)绝大多数微生物对人和动、植物是有益的,有些是必需的。(二)少数微生物能引起人和动、植物的病害。三、细菌的形态、结构、繁殖方式（一）细菌的形态：细菌以微米(μm)为测量单位,按其外形细菌的的形态有球菌、杆菌和螺形菌三种。1、球菌:呈球形或近似球形(如肾形、豆形、矛头形等)。根据分裂平面和分裂后的排列方式不同分为双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。2、杆菌:一群长短不等呈杆状或近似杆状的细菌。按大小可分为大杆菌,如破伤风杆菌;中等大小杆菌,如大肠杆菌;小杆菌,如百咳菌。按形态又可分为棒状杆菌、球杆菌、分枝杆菌等。3、螺形菌:呈弧形或螺形。菌体只有一个弯曲称弧菌;菌体有数个弯曲称螺菌。（二）细菌的结构基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质及核质特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞1、细菌的基本结构:从外向内可分为细胞壁、细胞膜、细胞质和核质,与人体细胞相比较,多了最外层的细胞壁。(1)细胞壁位置:细菌最外层,是与细胞膜紧密相连的一层坚韧而富有弹性的膜状结构。功能:①维持细菌的固有外形。②保持细菌抵抗低渗环境。③与细胞膜共同完成细菌内外的物质交换。④某些细菌细胞壁成分是细菌致病的物质基础,如G-菌细胞壁的脂多糖。结构:G+菌和G-菌细胞壁的比较鉴别点G+菌G-菌肽聚糖含量50%～80%5%～20%其他成分磷壁酸外膜(含脂蛋白、脂质双层、脂多糖)坚韧度较坚韧较疏松对PG、溶菌酶的作用敏感不敏感L型细菌:细胞壁受损的细菌在高渗的环境中仍可生长繁殖者称细菌细胞壁缺陷型或L型细菌,即细胞壁缺损的细菌。(2)细胞膜：位置:细胞壁内侧紧包在细胞质外功能:①参与细菌细胞内外物质交换;②参与细菌的呼吸过程,与能量的产生、储存和利用有关:③具有生物合成功能。特征性结构:中介体、细胞膜28\n(3)细胞质位置:细胞膜内基本成分:水、蛋白质、脂质、核酸及少量的糖和无机盐。特征性结构:核蛋白体(核糖体)、质粒、异染颗粒(4)核质:由一条细长的闭合双链DNA反复盘绕卷而成的松散状结无核膜、核仁,故称核质或拟核,为细胞的遗传物质,控制细胞的遗传性状,是细菌遗传变异的物质基础。2、细菌的特珠结构(1)荚膜:某些细菌的细胞壁外包绕的一层较厚的粘液性物质,镜下用特殊的荚膜染色才可见。荚膜功能:抗吞噬细胞的吞噬作用,保护细菌免受或抵抗体内杀菌物质的杀伤作用,使细菌易在体内大量繁殖致病,增加细菌的侵袭力:荚膜具有抗原性可用来鉴别细菌。(2)鞭毛:某些细菌表面附着的细长呈波状弯曲的丝状物,化学成分主要为蛋白质,特殊染色后在光学显微镜下可见。种类:单毛菌、双毛菌、丛毛菌和周毛菌。鞭毛的功能:是细菌的运动器官,有抗原性(称H抗原),可用来鉴别细菌:某些细菌的鞭毛与致病性有关。(3)菌毛:大多数G-和少数G+常体表遍布着的比鞭毛细短而直硬的丝状物，化学成分为蛋白质,需在电子显微镜下才能看见。（4)芽胞:某些细菌在一定环境条件下,细胞质脱水浓缩,在菌体内形成的圆形或椭圆形的小体。芽胞是细菌的休眠体，不同的细胞所形成的，芽胞在形态大小及部位上都会有所不同,可以帮助鉴别细菌。产生芽胞的细菌都是G+菌。芽胞的功能:对热、干燥、化学消毒剂、辐射等有较强的抵抗力。高压蒸汽灭菌法可消灭芽胞，临床上把是否消灭芽胞作为灭菌的指标。(三)细菌的生长繁殖1、细菌生长繁殖的条件(1)营养物质:水、碳源、氮源、无机盐等。(2)酸碱度—pH:大多数病原菌pH为7.2～7.4,个别细菌如结核杆菌pH为6.5～6.8:霍乱弧菌pH为8.4～9.2。(3)温度—T:37℃(4)气体:氧气和二氧化碳根据细菌对氧的需要不同分为:1)专性需氧菌,如结核分支杆菌、霍乱弧菌;2)专性厌氧菌,如破伤风杆菌:3)兼性厌氧菌,如大肠杆菌2、细菌生长繁殖的规律(1)细菌的繁殖方式:二分裂方式进行无性繁殖(2)细菌繁殖速度:大多数细菌繁殖一代需20～30min,个别细菌繁殖较慢,如结核杆繁殖一代需18～20h(3)细菌群体生长曲线:将细菌接种于适宜的液体培养中,间隔不同时间取样测定活菌数,以培养时间为横坐标、活菌数的对数为纵坐标可绘出一条反映细菌群体生长繁殖规律的曲线，称作生长曲线。细菌群体生长繁殖大致分为4个时期(1）迟缓期:培养最初的1～4h。此期细菌菌体增大、代谢活跃,但分裂迟缓,菌数增加不明显,是细菌适应新环境的阶段(2)对数期:培养至8～18h。此期细菌生长迅速、繁殖极快,菌数呈对数直线上升,细菌的形态、染色性等较典型,对抗生素最敏感,是研究细胞的最佳时期小(3)稳定期:由于培养基中营养物质的消耗、毒性代谢产物的积聚,细菌繁殖速度减慢,而死亡数上升,繁殖数与死亡数大致平衡:活菌数保持28\n相对稳定,细菌可产生外素或抗生素、形成芽胞等。（4)衰亡期:细菌繁殖速度继线减慢或停止，死亡数继续上升,死菌数超过繁殖数,活菌数下降,细菌的性状变异明显,形态不易辨认、代谢活动停滞,难以鉴定。四、微生物接种1、微生物的接种的概念:将微生物的纯菌种或含有生物的材料(如水土壤等)转移到培养基上的过程。2、微生物的接种方法有:涂布法、划线法、倾注法、点植法、穿刺法、浸洗。涂布接种法:用于纸片药敏试验和生物制品菌苗的生产。操作方法:将一定量或适量的菌液加入到琼脂培养基表面,然后用灭菌的L型玻璃棒或棉拭子于不同的角度反复涂布,被接种的菌液均匀分布于琼脂的表面,然后帖上药敏纸片,或直接培养,本法经培养后细菌均形成菌苔。划线法(平板划线分离法):是以混有多种细菌的临床标本或其他培养物,经过划线分离和培养得到单个角落,供细胞计数和纯培养用。操作方法:(1)右手以持笔式握接种环,在火焰上烧约灭菌。(2)接种环冷却后,以无菌操作方法沾取葡萄球菌、大肠杆混合菌1环。(3)左手持平板培养基,左手拇指、食指开启平皿盖,右手将取菌液的接种环在平板表面的边缘部分涂抹。烧均接种环,冷却,自涂抹部分开始,连线在平板表面左右画线,第一区画线约占平板表面的1/4。(4)再次烧均接种环,冷却,将培养基转动80°角左右进行第二区划线,第二区划线与第一区划线开始相交2～3条,以后可不相交。烧灼接种环后用相同方法进行第三区、第四区、第五区画线。(5)接种完毕后,接种环经火焰灭菌,平板底部做好标记(姓名、日期、标本名称等),放37℃温箱培养24小时观察结果。(6)注意事项:画线接种时,力量要适中,接种环与培养基表面约呈45°角为宜,切勿划破培养基表面:画线要密而不重复,充分利用平板表面；严格无菌操作。倾注平皿法:本法用于饮水、牛乳及尿液标本中细菌数的测定。操作方法:将标本先用无菌生理盐水稀释成不同浓度,如1:10、1:100、1:1000,取稀释好的液体1ml移入无菌培养皿内,再将已溶化并冷却到45～50℃的琼脂15～20ml倾注入该无菌培养皿内,混匀,待凝固后置37℃培养,可用人工或菌落计数仪测菌落数,以求出每毫升标本中所含菌数。五、微生物的培养微生物的培养是指根据微生物的生理特征,用适宜的营养基质和培养条件培养微生物的过程。1、培养基:人工配制的具有适宜pH值和渗透压的适合细菌生长繁殖的营养基质。培养基制成后必须经过灭菌处理。根据培养基的物理性状不同分为液体、固体和半固体三大类,在液体培养基中加入2%～3%和0.2%～0.5%琼脂即可分别制成固体、半固体培养基。液体培养基主要用于增菌、鉴别和纯培养,固体平板培养基主要用于分离培养,固体斜面培养基主要用于鉴别和纯培养,而半固体培养基则用于观察细菌动力和短期保存菌种。根据培养基性质和用途不同分为五大类：(1)基础培养基:含有多数细菌生长繁殖所需要的基本营养成分,如普通琼脂平板。(2)营养培养基:在基础培养基中加入葡萄糖、血液、酵母浸液等营养物质,供营养要求较高或特殊营养要求的细菌用,如血平板。28\n(3)选择培养基:在基础或营养培养基中加入某种化学物质,以抑制杂菌生长而促进目的菌的生长,如用于肠道致病菌分离培养的SS平板。(4)鉴别培养基:在培养基中加入特定的底物和指示剂,测定细菌对糖、蛋白质的分解能力和代谢产物以鉴别细菌,如糖发酵管等。(5)厌氧培养基:在培养基中加入还原剂,并以石蜡或凡士林封口,造成无氧环境,专供厌氧菌培养用,如疱肉培养基。六、微生物的培养方法1、需氧培养：适合一般需氧和兼性厌氧菌的培养。需氧培养的常用温度为35～37℃，适合绝大多数致病菌生长。培养时间一般18～24小时。2、厌氧培养：本法适用于专性厌氧菌的培养。3、表面培养：本法适用于专性需氧菌的培养。4、深层培养：本法适用于专性厌氧菌的培养。七、农业微生物在生产上的应用1、微生物农药：是利用微生物本身及其代谢产物来预防病虫杂草的制剂。分为微生物杀虫剂、微生物除草剂和农业抗生素。2、微生物肥料：是以某些有益微生物菌体或产物直接喂养家畜家禽的一中饲料。包括（1）饲用微生物的种类，如细菌、藻类、酵母菌、霉菌、担子菌等；（2）微生物饲料产品种类，如微生物蛋白饲料、微生物发酵饲料、青贮饲料、饲料微生物添加剂。辅导材料植物组织培养技术概述组织培养是应用农业生物技术的重要领域,它利用植物细胞全能性的基本理论,在人工培养的条件下,使离体的植物的原生质体、细胞、组织以及器官长成完整植株的过程。学习本章时,除掌握植物组织培养的基本概念和基本理论外,还必须重点掌握组织培养室的主要仪器设备的功能、使用方法,以及各种培养基的适用对象和制备技术。对外植体的选择和灭菌接种过程也必须全面了解。第一节植物组织培养的概念一、概念植物组织培养是指在人工操纵和无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工培养基和适宜的培养条件,使其长成完整的植株的过程。由于培养物脱离母株而在试管内培养,又称离体培养。具体可分为植物器官培养、愈伤组织培养、细胞培养、原生质体培养。将植物的根、茎、叶、花、果、种子等器官的培养称植物器官培养。在组织培养过程中,将营养器官脱分化而形成愈伤组织的培养称愈伤组织培养;将分化过程中脱离母体体细施或性细胞的培养称细胞培养。去掉细胞壁而裸露的原生质培养称原生质体培养。将分化过程中成熟或未成熟的离体胚培养称胚状体培养。在植物组织培养过程中，由植物体上切取的根、茎、叶、花、果、种子以及被培养的部分组织称外植体。外植体都是多细胞的,并且组成它们的细胞是各种不同的类型。因此,由一个外植体所形成的愈伤组织是异质性的,这些细胞团或部分细胞具有不同的分化器官或其他组织的能力。外植体在人工条件下(无菌条件、人工培养基、适宜温度、光照)经诱导产生脱分化过程,形成愈伤组织。愈伤组织既是细胞培养的原材料,也是原生质体培养的原材料。愈伤组织在特定条件下(无菌条件、人工培养基、适宜温度、光照)经诱导产生再分化过程,形成不定芽、不定根或28\n胚状体,最后形成完整的小植株。其过程如图5-1。脱分化过程是指植物器官的根、茎、叶、花、果、种子在人工条件下失去原有的状态和功能,恢复到能分裂和增殖细胞的状态(愈伤组织)的过程:再分化过程是指将细胞状态(愈伤组织)再次分化产生分生组织,形成器官状态(不定根和不定芽)的过程。一个外植体在特定条件下经历了脱分化、再分化过程之后,才能形成完整植株,是因为这些细胞都具有细胞的全能性。二、植物组织培养的应用原理(一)植物细胞的全能性植物细胞的全能性,是指植物体上每个具有完整细胞核的植物细胞,都具有该植物体的全部遗传信息和产生完整植株的能力。(二)细胞的分化和形态建成在通常情况下,性细胞结合生长发育长成合子,最后产生具有完整结构的有机体。在组织培养中,体细胞要表现它的全能性,从已经有专一功能的细胞(叶芽能发育成叶片的功能),在人工培养的特定条件下,经过脱分化过程,改变细胞原来的结构和功能,恢复到无结构的分生组织状态（愈伤组织),从愈伤组织分生细胞团再次分化,进行形态建成而产生不定根、不定芽或胚状体,形成完整的植株。细胞脱分化过程的难易程度与植物种类、组织和细胞状态有关。一般单子叶植物和裸子植物比双子叶植物难;成年细胞和组织比幼年细胞和组织难;单倍体细胞比二倍体细胞难。脱分化后的细胞进行再分化过程有两种不同的形式：一种是器官形态建成,由愈伤组织不同位分别独立形成不定芽和不定根,形成的时间不一致。另一种是胚形态建成,在愈伤组织表面或内部形成很多胚状体,也称体细胞胚状体。（三）植物的再生功能植物的再生功能是指植物在无性繁殖过程中,利用根茎叶器官而产生不定根成不定芽,形成完整植株的能力。许多植物是靠种子生长、发育来产生完整植株,而不少的植物种类可通过根、茎、叶等器官再生功能而形成完整的植株。(四)植物再生方式植物再生方式是指植物在组织培养中再分化的类型。植物再生方式可分几种类型:1.切段及丛生芽增殖方式切段及丛生芽增殖方式,是指在组培中切段繁殖或产生不定芽增殖的类型。特点是培养过程筒单,技术容易掌握;成苗快,繁殖效量多;与外植体遗传性状相同,不易变异;适应多种植物种类,移栽成活率高。2.原球茎发生方式原球茎发生方式,是指出外植体诱导培养而产生原球茎增殖快繁的类型。特点是植物器官经诱导直接分化原球茎,速度快,繁殖数量大;遗传性状稳定,不变异。3.不定芽发生方式不定芽发生方式,是指植物外植体在组织培养过程中经脱分化再分化过程,形成不定芽的类型。由植物器官外植体经人工培养基、特殊培养条件诱导培养脱分化成愈伤组织,此期间的愈伤组织可大量繁殖,诱导再分化产生不定芽。特点是愈伤组织再分化,产生大量的单芽或丛生芽,增加繁殖数量;遗传性状不稳定,易变异。适合于创造有益突变体,培育新品种。4.胚状体发生方式胚状体发生方式，是指植物外植体在组织培养过程中经脱分化再分化过程,形成胚状体的类型。植物的叶片、子房、花药等外植体经人工培养基、特殊培养条28\n件诱导培养脱分化、再分化产生胚状体,由胚状体形成完整小植株。它的发生和成苗的过程都与合子胚、种子生长发育类同。特点是形成胚状体的数量多,繁殖量大;遗传性状不稳定,易变异,适合于细胞工程培育新品种。三、植物组织培养的应用（一）优良品种的快速繁（二)茎尖脱毒培育无毒苗（三）组织培养培育新品种（四）次生代谢产物的生产（五）种质资源的保存和交换植物组织培养技术是生物技术的重要组成部分,细胞工程、基因工程、酶工程都必须反映植株水平才能利用,组织培养技术的发展有不可估量的前景。四、植物组织培养的特点植物组织培养发展迅速,应用范围广泛,具备了以下特点:1.培养材料经济2.人为控制培养条件3.生长周期短,繁殖率高4.管理简便,利于自动化生产第二节植物组织培养的实验室准备与操作技术一、植物组织培养实验室与设备植物组织培养整个过程需在实验室内进行。实验室根据结构和应用范围分为组培准备室、无菌操作室、试管苗培养室。(一)组织培养准备室组织培养准备室工作內容较多,处理事务数量大,可分为化学实验室、洗刷室、灭菌室。1.化学实验室化学实验空主要用于化学药品的称量和溶液的配制。化学实验室是配制大量元素和微量元素、铁盐、有机物、培养基溶液的场所,需要安静、清洁无灰尘,确保溶液的准确性和安全性。2.洗刷室洗刷室主要用于培养容器的洗刷工作。3.灭菌室灭菌室主要用于培养基的消毒灭菌工作。（二）无菌操作室无菌操作室,也叫无菌接种室。主要用于植物材料的消毒接种、试管苗的继代转苗在无菌环境中进行操作。无菌操作室配置超净工作台,用于无菌接种和试管苗转接。（三）试管苗培养室试管苗培养室主要用于植物材料接种后培养、试管苗继代培养、生根培养。工厂化组培生产设计培养室考虑节电、降低成本问题。北方培养室选用双层窗结构保温。南方培养室选用四面大窗户,充分利用自然光。二、常用的仪器和设备（一）天平主要用于试剂的称量。1.药物天平称量感量为0.1g,用于称取蔗糖或琼脂等。2.平盘天平称量感量为0.01g,用于称取培养基中的大量元素。3.分析天平称量感量为0.001g,用于称量培养基中的有机物和部分微量元类。4.电光分析天平称量感量0.0001g,用于称量培养基中的微量元素、植物激素类等。分析天平和电光分析天平放置的位置要平稳、干燥,避免腐蚀性药品,用完后要罩盖。(二)冰箱主要用于各种有机物、植物激素试剂及培养基母液的低温贮藏,细胞组织和试验材料的保存,温度保持4-6℃为宜。(三)干燥箱28\n要用于玻器皿、小型金属接种工具的干燥灭菌。洗净后的玻璃器皿,如迅速干燥,可放入干燥箱内烘干,温度以80℃为宜。接种用的镊子、接种针、弯头剪、解剖刀等适合干热灭菌,温度为120～160℃,持续1～3小时即可。(四)蒸馏水器(五)振荡器和旋转摇床(六)空调机无菌操作室和试管苗培养室要求恒温条件,需配置空调机调节温度,在过高过低的温度下不利于操作和试管苗的生长发育。(七)酸度计培养基中的pH十分重要。配培养基时需酸度计测定pH。酸度计的测定精密度比试纸高，一般用以科研。试管苗工厂化生产常用pH试纸,成本低。(八)双目实体显微镜用于解剖观察植物各器官和组织,进行培养物(如胚、茎尖、根尖等)的分离,也可以从培养玻璃器皿外部观察细胞或组织的生长情况。(九)高压蒸汽灭菌锅主要用于培养基消毒灭菌。高压蒸汽灭菌锅有小型手提式、大型卧式、大型立式等多种。研究工作适合于小型灭菌锅,灵活方便。工厂化生产适合于大型的灭菌锅,周转快成本低。高压蒸汽灭菌锅一般是电加温,清洁、安全、效率高。(十)超净工作台主要用于无菌操作室内接种和试管苗继代转接无菌操作装置。超净工作台有单人操作、双人操作、水平风、垂直风等多种规格,操作无菌效果好、使用方使、便于操作。超净工作台是通过风机交流,将空气经微生物过滤器过滤而到达无菌台面,使用时间长会引起堵塞,影响过滤效果。一般使用6个月左右需更换过滤器,确保超净无菌的效果。三、培养器皿及用具(一)玻璃器皿长时间进行培养和贮藏药液用的玻璃器皿,要求对碱性溶解度小的优质硬质玻璃制成,而且能耐高压灭菌。1.试管主要用于茎尖培养、液体培养。试管要求口径大,长度稍短，以2cm×15cm、2.5cm×15cm、3cm×15cm为宜。如器官培养或分化茎叶时:需要更大口径和较长的特殊试管。2.三角烧瓶主要用于外植体静置培养、振荡培养或试管苗继代培养。一般用50mL、100ml。3.果酱瓶4.塑料瓶5、其他(二)金属器械用于接种、剥离茎尖、继代切段等技术操作1、镊子2、剪刀3、解剖刀4、接种针5、切割盘四、洗涤与灭菌（一）洗涤技术洗涤液(洗衣粉、洗洁精、铬酸洗液)2、各种器具的洗涤(二)灭菌技术植物组织培养整个过程是无菌下进行,防止细菌和霉菌污染是组织培养能否成功的关键技术。28\n1、器具的灭菌2、工作服、口罩、帽子、拖鞋等布制品的灭菌3、无菌操作室、培养室的灭菌4.污染苗的灭菌5、接种盒、接种人员、接种工具的灭菌五、植物组织培养的培养基组成与制备（一）培养基成分1、大量元素2、微量元素3、有机物4、植物激素5、天然提取物6、琼脂(二)培养基的制备1、母液的配制2、培养基的制备3、配制培养基、分装培养基、蒸汽灭菌培养基应注意几个问题：（1）配制培养基一定按母液顺序依次加入。（2）熬制培养基过程中,先放入难溶解的琼脂及附加物,最后加入药剂混合液,因混合液中的有机物遇热时间长易分解失效。（3）培养基配制混合后,要测试pH,用NaOH或盐酸调节到植物组培最合适的范围。大多数植物pH在5.8～6.5之间。（4）分装培养基时,注意不能将培养基溶液到瓶壁上,容易落菌污染。（5）分装扎瓶口时,封口膜不易过紧,否则消毒气压力大时易爆破.（6）培养基消毒灭菌按要求时间进行:如超过时间,培养基成分产生变化易失效。（7）培养基消毒灭菌后,立即取出摆平冷却,瓶内凝固平坦,接种转苗操作方便。取出过晚凝固差,影响接种转苗质量。第三节植物组织培养技术一、外植体的选择植物的任何器官包括细胞或组织都能作外植体。合适的外植体则要根据培养的目标和植物种类、器官来选择。外植体的选择除植物种类和部位之外,还要注意取材的部位、季节。特别是暴露在阳光下枝条:保持新鲜状态,迅速带回实验室作表面灭菌处理接种的比相反条件下的好。二、外植体的灭菌与接种1.常用的外植体消毒剂常用外植体消毒剂有漂白粉液、升汞溶液、次氯酸钠、溴水、过氧化氢等。植物不同、培养部位不同，所用的药剂浓度不同。2.外植体灭菌接种技术洗涤结束后,进入无菌操作室进行消毒接种。整个接种过程都是在无菌条件下进行。事先将接种工具、消毒的玻璃器皿、无菌水放入超净工作台,紫外灯消毒20分。进入无菌操作室,关闭紫外线灯打开风机送风。打开酒精灯,用已灭菌的剪刀将枝条剪成0.5-3cm的一段,每3-5段为一组放入70%酒精溶液浸泡10秒，用无菌水冲洗2次-3次+再放入2%～10%的次氯酸钠溶液浸泡10-15分（诺材料有茸手最好在消毒液中加入几滴吐温-80帮助药剂加强渗透)用无菌水反复冲洗3～5次,放入无菌吸水纸上吸干水分,用剪刀将枝条剪成每芽一段。打开已准备好的培养基瓶盖或封口膜,在酒精灯无菌圈内接入外植体。接种过程中要时刻注意防止环境中的菌类污染,一旦接种污染,既浪费了外植体材料又浪费了培养基,且耽误时间。接种防止污染是组培成功的关键技术。28\n三、无性繁殖系的建立无性繁殖系,是指由一个外植体继代增殖,具有相同遗传物质的植株群体。建立一个新无性繁殖系,要选用适宜的外植体和适合该外植体的培养基。先由一种广泛采用的基本培养基(MS、BS)开始,通过一系列的试验,对这种培养基有了某些定性和定量的小变动之后,即可能得到能满足试验需要的新培养基。获得了无菌材料后,连续繁殖并能达到一定的数量,就可认为建立了无性繁殖系。需要诱导外植体的生长与分化,能使之顺利的增殖。1.顶芽和腋芽的生长发育通过培养基中的植物激素调节,能促使具有顶芽或没有顶芽的休眠腋芽启动生长,形成一个微型的多枝多芽丛生状的结构。2.不定芽的发育在组培中,细胞全能性理论学说得到了证实。目前已有许多种植物通过外植体上不定芽的产生而再生出完整的小植株即外植体→产生愈伤组织→产生不定芽→产生植株。3.胚状体的发生与发育悬浮单细胞的培养,经诱导产生类似合子胚的体细胞胚,被称作胚状体。它通过球形、心形、鱼雷形和子叶形的胚胎发育,最后完成完整小植株。胚状体是由体细胞形成的。通过体细胞胚状体产生植株有二个显著的优点:①在一个培养物所产生的胚状体数目往往比不定芽的数目多。②胚状体形成快。③胚状体结构完整,一旦形成都可能直接萌发形成小植株。4.原球茎的发育兰科植物的组培过程中,由茎尖或侧芽产生原球茎,原球茎不断增殖,逐渐完成小植株。四、增殖与继代培养初次培养所获得的芽、茎段、胚状体、原球茎能在短期内加倍增殖,这部分能增殖的培养材料称为中间繁殖体。这个增殖过程称继代培养。五、壮苗与生根任何植物继代的次数是有限度的,继代次数过多易发生变异,而且,当继代繁殖一定数量后,培养室的容量就会饱和,必须分流进入壮苗、生根培养阶段。六、炼苗与管理经过前三个阶段的培养.小苗已生根成为完整植株,这时便可出瓶种植。试管苗是在无菌条件、营养充足、适宜温度、光照的环境中逐渐长大,这个过程是完全人为条件。一旦出瓶种植,所接触的条件都是自然环境,湿度相对干燥了,温度昼夜温差大了,营养的供应靠根系吸收,试管苗在短期内很难适应。因此,试管苗出瓶后必须经30～50天的炼苗阶段,才能进入大田栽培。练苗过程中需要注意的几个问题：1.选择合适的炼苗介质2.防止菌类污染3.湿度的调节4.光照的调节5.温度的调节28