园林植物遗传育种学hnfe.docx
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1、园林植物物遗传育育种学第一节遗传学学研究的的对象和和任务一、遗传传学的基基本概念念l 遗传:亲亲代与子子代相似似的现象象。l 变异:亲亲代子代代之间之之间的差差异现象象。l 遗传学:研究遗遗传与变变异的科科学。 问题:什么遗遗传?变变异能否否遗传?l 变异的类类型:遗遗传的变变异、不不遗传的的变异二、遗传传学的研研究对象象和内容容l 1.研究究对象:以微生生物、植植物和动动物以及及人类为为对象,研研究其遗遗传变异异规律。l 2.研究究内容:遗传变变异、信信息传递递与表达达、基因因的本质质。三、遗传传学研究究的任务务 遗传传 现象、规规律遗传学 原因、物物质基础础 变异异 指指导育种种实践进化和
2、新新品种选选育的三三大因素素l 1 遗传传:物种种和性状状的相对对稳定性性 l 2 变异异:物种种进化和和新品种种选育l 3 选择择:物种种形成(自自然选择择) 新新品种(人人工选择择)第二节遗传学学发展简简史一、经典典遗传学学以前泛生论论二、经典典遗传学学- 奠奠基二、经典典遗传学学-建立立l 遗传学的的诞生:19000年三、细胞胞遗传学学时期四、分子子遗传学学时期 数数量遗传传学 群体遗遗传学第三节遗传学学在科学学和生产产发展中中的作用用一、科学学发展上上的作用用l 解释生物物进化原原因,阐阐明生物物进化的的遗传机机理;l 遗传学表表明高等等和低等等生物所所表现遗遗传规律律相同;l 分子遗
3、传传学的发发展认识识生命本本质(DDNA、蛋蛋白质)二、遗传传学与育育种学的的关系l 植物遗传传:进行行遗传研研究l 植物改良良:控制制植物种种性和经经营提高高产量和和品质l 植物育种种:遗传传理论的的应用第二章 遗传的的细胞学学基础第一节 染色体体的形态态特征及及数目一、什么么是染色色体细胞分裂裂中期出出现的结结构,因因其极易易被碱性性染料染染色,故故称染色色体,是是细胞内内遗传物物质的主主要载体体。二、染色色体的大大小l 不同物种种染色体体大小差差异较大大。一般般情况下下,染色色体数目目少的体体积大,植植物染色色体大于于动物染染色体,单单子叶植植物染色色体大于于双子叶叶植物染染色体。三、染
4、色色体的形形态特征征-识别别时期l 在细胞分分裂间期期呈网状状纤维状状态,称称为染色色质。分分裂开始始后染色色体渐渐渐加粗变变短,其其中在细细胞分裂裂中期和和早后期期表现得得最为明明显和典典型,通通常在这这个时期期进行染染色体形形态的识识别。三、染色色体的形形态特征征-形态态结构1 长臂臂;2主主缢痕33着丝点点 4 短短臂 5 次缢痕痕6 随随体l 以上各部部分的相相对位置置或形态态大小,各各个物种种的各个个染色体体都是相相对恒定定的,这这是区别别不同染染色体的的形态标标志。中间着丝丝点染色色体(等等臂):V 近近中着丝丝点染色色体:LL近端着丝丝点染色色体:近近似棒状状 端着丝丝点染色色体
5、:棒棒状颗粒状染染色体:颗粒状状三、染色色体的形形态特征征-形态态结构l 染色单体体:在有有丝分裂裂中期所所观察到到的染色色体是经经过间期期复制的的染色体体,均包包含有两两条 成分、结结构和形形态一致致的染色色单体。l 姊妹染色色单体:一条染染色体的的两个染染色单体体互称为为姊妹染染色单体体。l 常染色质质是指间间期核内内染色质质纤维折折叠压缩缩程度低低,处于于伸展状状态,用用碱性燃燃料染色色时着色色浅的那那些染色色质。l 异染色质质指在细细胞周期期的所有有各个阶阶段,可可被碱性性染料深深染的染染色质(异异固缩)。四、染色色体的数数目-恒恒定性l 各种生物物的细胞胞核内都都有特定定数目的的染色
6、体体,其数数目的多多少,依依不同生生物的“种”而异。就就一物种种来说,其其染色体体数目是是恒定的的四、染色色体的数数目-成成对l 体细胞中中染色体体成对存存在(22n),而而配子中中染色体体数目是是体细胞胞中的一一半(nn)。l 体细胞中中形态结结构相同同、遗传传功能相相似的一一对染色色体称为为同源染染色体。两两条同源源染色体体分别来来自生物物双亲。l 形态结构构上有所所不同的的染色体体间互称称为非同同源染色色体。四、染色色体的数数目-成成对l 黑麦体细细胞中具具有144条染色色体(22n=114),即即7对同同源染色色体;配配子中则则有7条条染色体体(n=7),这这7条染染色体间间就互称称为
7、非同同源染色色体。l 蚕豆体细细胞中有有12条条染色体体(2nn=122),具具有6对对同源染染色体;配子中中具有66条染色色体。五、应用用-染色色体组型型分析(核核型分析析):l 根根据染色色体长度度、着丝丝点位置置、臂比比、随体体有无等等特点,对对各对同同源染色色体进行行分类、编编号,研研究一个个细胞的的整套染染色体的的形态,这这种方法法称为染染色体组组型分析析(核型型分析)。第二节 细胞胞的有丝丝分裂一、有丝丝分裂-概念l 有丝分裂裂,又称称间接分分裂,是是真核细细胞产生生体细胞胞的一种种分裂方方式,结结果将其其细胞核核中染色色体平均均分配到到两个子子核之中中的过程程。 二、有丝丝分裂-
8、特点l 有纺锤体体染色体体出现,子子染色体体被平均均分配到到子细胞胞。三、有丝丝分裂过过程l 高等生物物的细胞胞分裂是是以有丝丝分裂方方式进行行的过程程:有丝丝分裂是是一个连连续的过过程,为为了便予予描述,根根据染色色体的特特征分为为:前期期,中期期、后期期、未期期、间期期。三、有丝丝分裂过过程-间间期l 在间期的的细胞核核中看不不到染色色体结构构,染色色质分散散在核质质中,核核仁由于于染色而而显得很很明显。三、有丝丝分裂分分裂期-前期l 染色体开开始逐渐渐缩短变变粗,形形成螺旋旋状。当当染色体体变得明明显可见见时,每每条染色色体已含含有两条条染色单单体,互互称为姐姐妹染色色单体,通通过着丝丝
9、粒把它它们连接接在一起起。至前前期末,核核仁逐渐渐消失,核核膜开始始破裂,核核质和细细胞质融融为一体体。三、有丝丝分裂过过程-中中期l 细胞内出出现纺锤锤体,同同时每一一个染色色体的着着丝粒与与纺锤丝丝相接,染染色体缩缩得最短短最粗,分分散排列列在赤道道板上。是是计算染染色体数数的最好好时期。三、有丝丝分裂过过程-后后期每一染色色体的着着丝粒纵纵向分裂裂为二,于是原原来被着着丝粒连连结在一一起的二二条染色色单体,便分为为两条独立立的染色色体.由由于纺锤锤丝的牵牵引,子子染色体体分向两两极移动动,因而而两极各各具与母母细胞同同样数目目的染色色体。三、有丝丝分裂过过程-末末期(1)染染色体的的螺旋
10、结结构逐渐渐消失(2)核核膜、核核仁出现现出现核核的重建建过程。两两个子核核形成后后,发生生细胞质质的分割割过程。在在纺锤体体的赤道道板区域域形成细细胞膜。两两个子核核中间残残留的纺纺锤丝形形成细胞胞板,成成为细胞胞壁。四、 有丝分裂裂的生物物学意义义l 在细胞分分裂过程程中核内内的各个个染色体体经复制制并分裂裂为二,然然后均匀匀地分为为两个子子细胞。使使子细胞胞获得与与母细胞胞同样数数量和质质量的染染色体。l 有丝分裂裂为均等等式的细细胞分裂裂,可使使每一个个细胞都都能得到到与当初初受精卵卵所具有有的同样样一套完完整的遗遗传信息息。既维维持个体体的正常常生长发发育,也也保证了了物种的的连续性
11、性和稳定定性,第三节 细胞的的减数分分裂一、减数数分裂的的概念l 减数分裂裂是指在在形成生生殖细胞胞过程中中发生的的一种特特殊分裂裂方式。细细胞核连连续分裂裂两次,染染色体只只复制一一次,结结果使子子细胞的的染色体体数目减减少了一一半。经经过减数数分裂形形成的子子细胞,以以后发育育成性细细胞。二、减数数分裂的的特点l 细胞核连连续分裂裂两次,染染色体只只复制一一次,结结果使子子细胞的的染色体体数目减减少了一一半。三、减数数分裂的的过程l 第一次细细胞分裂裂:前期期,中期期,后期期,未期期l 第二次细细胞分裂裂:前期期,中期期,后期期,未期期。l 前期:最为复复杂,经经历的时时间最长长,在遗遗传
12、学上上的意义义最大。 前期又分为为细线期期,偶线线期,粗粗线期,双双线期,终终变期前期-细线期期、偶线线期l 细线期:此期染染色体呈呈细长线线状,核核仁依然然存在。在在细线期期和整个个的前期期中染色色体持续续地浓缩缩。l 偶线期:同源染染色体开开始联会会,出现现联会复复合体。联联会:各各同源染染色体两两两配对对,这一一现象叫叫联会。前期-粗线期期l 染色体完完全联会会,缩短短变粗,但但核仁仍仍存在。一一对配对对的同源源染色体体称二价价体或四四联体。非非姐妹染染色单体体间可能能发生交交换。前期-双线期期l 染色体继继续变短短变粗,双双价体中中的两条条同源染染色彼此此分开。在在非姐妹妹染色单单体间
13、可可见交叉叉结,交交叉结的的出现是是发生过过交换的的有形结结果。交交叉数目目逐渐减减少,在在着丝粒粒两侧的的交叉向向两端移移动,这这种现象象称为交交叉端化化。前期-终变期期:l 染色体变变得更为为浓缩粗粗短。是是鉴定染染色体数数目的是是好时期期。因各各二价体体分散在在整个核核内。交交叉向两两端移动动,交叉叉端化。中期l 核仁、核核膜消失失,各个个双价体体排列在在赤道板板上, 着丝粒粒分居于于赤道板板的两侧侧,附着着在纺缍缍丝上, 而有丝丝分裂的的中期着着丝粒位位于赤道道板上。 中期II 着丝丝粒并不不分裂。后期l 构成二价价体的同同源染色色体分离离,l 在纺缍丝丝的牵引引下,拉拉向两极极,l
14、染色体数数目减半半,着丝丝粒不分分裂。末期l 开始了核核的重建建,核膜膜和核仁仁重新形形成,l 染色体又又变为细细丝状,l 逐渐形成成二个子子核,两两个子细细胞(二二分体),l 细胞质分分为两部部分。减数分裂裂间期l 并不是普普遍存在在的,在在很多生生物中没没有这一一阶段,也也没有核核膜重新新形成的的过程,细细胞直接接进入第第二次减减数分裂裂。在另另一些生生物中,末末期I 和分裂裂间期是是短暂的的,但核核膜重新新形成。前期l 各个染色色本含有有两条染染色单体体,l 具有核模模、核仁仁。l 但染色体体数目减减少了一一半,(nn条染色色体)。中期出出现纺缍缍体,每每个染色色体的着着丝粒整整齐地排排
15、列在赤赤道板上上。后期着着丝粒分分裂为二二,各个个染色子子体由丝丝锤丝拉拉向两极极。未期 子子细胞形形成、细细胞质分分裂。形形成四个个子细胞胞,称为为“四分体体”或“四分孢孢子”。四、减数数分裂的的生物学学意义l 通过减数数分裂产产生的雌雌雄配子子,只具具有半数数的染色色体(NN),为为双受精精合子染染色体数数目的恒恒定性提提供了物物质基础础。l 减数分裂裂中同源源染色体体的随机机拉向两两极,非非同源染染色体在在子细胞胞中的22N种自自由组合合方式,同同源染色色体非姐姐妹染色色单体之之间的多多种可能能交换方方式,为为生物的的多样性性提供了了重要的的物质基基础。第三章孟德德尔式遗遗传分析析第一节
16、 基基本概念念一、性状状:生物物体的形形态特征征和生理理特征。如如植株的的高度、花花的颜色色、生育育期、果果实的色色泽、 品质等等。二、相对对性状:同一性性状的不不同表现现形式。如如植株的的高矮、花花的不同同颜色、生生育期的的长短、 果果实的不不同色泽泽、不同同品质、不不同大小小等。三、基因因:遗传传信息的的基本单单位。一一般指位位于染色色体上编编码一个个特定功功能产物物(如蛋蛋白质或或 RRNA分分子等)的一段段核苷酸酸序列 四、基因因座:基基因在染染色体上上的位置置五、等位位基因:在同源源染色体体上占据据相同座座位的基基因。六、表现现型:生生物体所所表现出出的性状状。七、基因因型:生生物体
17、的的遗传组组成。八、自交交:指来来自同一一个体的的雌雄配配子的结结合或具具有相同同基因型型个体间间的交配配或来自自同一无无 性繁繁殖系的的个体间间的交配配方式。 九、杂交交:不同同基因型型的个体体之间交交配方式式。十、回交交:杂交交产生的的F1个个体与亲亲本之一一交配方方式。十一、测测交:被被测验的的个体与与隐性纯纯合个体体间的交交配方式式。十二、亲亲代与子子代:产产生后一一代生物物的生物物,对后后一代生生物来说说是亲代代(P),所产产生的后后一 代代叫子代代(F)。 十三、子子代l F1:杂杂种第一一代l F2:杂杂种第二二代l Fn:杂杂种第nn代十四、显显性性状状l 在杂种FF1中表表现
18、出的的性状十五、隐隐性性状状l 隐性性状状:在杂杂种F11中不表表现出的的性状十六、显显性基因因:在杂杂合状态态中能够够表现其其表型效效应的基基因,一一般用大大写字母母表示。十七、隐隐性基因因:在杂杂合状态态中不能能表现基基因表型型效应的的基因,一一般以小小写字母母表示。十八、纯纯合体:同一等等位基因因座上两两个基因因相同的的个体。十九、显显性纯合合体:同同一基因因座上的的两个基基因相同同,且为为显性基基因的个个体。二十、隐隐性纯合合体:同同一基因因座上的的两个基基因相同同,且为为隐性基基因的个个体。二十一、杂杂合体:同一等等位基因因座上两两个基因因不同的的个体。二十二、性性状分离离:在FF1
19、(子子一代)中只表表现显性性性状,但但在F22(子二二代)中中,双亲亲性状均均表 现现出来的的现象。二十三、株株系:由由一个植植株自交交产生的的所有后后代群体体称为一一个株系系 第第二节 孟德德尔植物物杂交试试验成功功的因素素一、选用用适当的的研究材材料:l 稳定的的,可以以区分的的性状l 严格自花花授粉:没有外外界花粉粉的污染染二、易栽栽培,生生长周期期短l 人工授粉粉也能结结实三、后代代多,便便于收集集数据l 单株可产产生大量量种子四、正确确的方法法l 按系谱记记载,研研究性状状在家系系中的传传递l 由简单到到繁。采采用单因因子分析析法。首首先只研研究一对对性状,尽尽可能使使问题简简化,得
20、得到结果果和结论论后,再再从简单单到复杂杂,研究究两对性性状到多多对性状状。l 定量分析析。l 把数学统统计方法法应用到到遗传分分析中,对对杂交后后代出现现的性状状进 行行分类、计计数和数数学的归归纳第三节基因分分离定律律一、分离离现象l 豌豆的77个单位位性状及及其相对对性状l 孟德尔的的豌豆杂杂交实验验7对性性状的结结果l 花色分离离现象二、分离离现象的的解释l 遗传因子子分离假假说(孟孟德尔分分离定律律):l 1、性状状是由遗遗传因子子控制的的。l 2、遗传传因子在在体细胞胞中是成成对的,一一个来自自母本,一一个来自自父本,形形成配子子时,成成对的遗遗传因子子彼此分分离,各各自分配配到不
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