植物遗传育种技术课件.ppt
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1、关于植物遗传育种技术第1页,此课件共84页哦第一节植物遗传的基本知识一、生物的遗传和变异二、植物遗传的细胞学基础三、遗传的基本规律第2页,此课件共84页哦什么是遗传呢?第3页,此课件共84页哦一、生物的遗传和变异(一)遗传(一)遗传 遗传:遗传:亲代与子代以及子代个体之间相似的现象。子代能表现和亲代一样的特征特性,主子代能表现和亲代一样的特征特性,主要是由遗传物质决定的。要是由遗传物质决定的。因为遗传,物种才能保持稳定性。因为遗传,物种才能保持稳定性。第4页,此课件共84页哦(二)变异(二)变异 变异:变异:亲代与子代之间,以及子代个体之间存在差异的现象。变异是普遍存在的。有了变异,生物才能进
2、化,人类才能选育新品种。变异分为可遗传的变异和不遗传的变异两类。变异性状能反复在后代中出现的称为可遗传的变异,它是由于遗传物质的改变引起的。不遗传的变异是由于环境条件的影响,引起性状的暂时性变异,这种变异仅在当代表现,并不遗传个后代。第5页,此课件共84页哦(三)遗传、变异和环境(三)遗传、变异和环境 生物只有在合适的环境条件下才能生长和繁衍,其遗传与变异同样也受环境条件制约。基因型基因型:生物个体的基因组成;基因型是性状发育的基础,一般肉眼看不到表现型表现型:生物体所表现的性状;表现型是生物体表现出来的性状,是遗传物质和环境共 同作用的结果。基因型基因型环境条件环境条件表现型表现型应用:在育
3、种上除了注意基因型外,还要采取相应的农业措施,促使控制优良性状的基因得到充分表现。第6页,此课件共84页哦二、植物遗传的细胞学基础(一)真核细胞的主要结构与遗传物质的分布(二)遗传物质的分子基础DNA(三)细胞分裂与染色体行为第7页,此课件共84页哦真核细胞主要结构图:(一)真核细胞的主要结构与遗传物质的分布第8页,此课件共84页哦 遗传物质分布:遗传物质分布:真核细胞的遗传物质主要在细胞核内的染色体上,细胞质中的线粒体、叶绿体也具有遗传功能。在尚未进行分裂的细胞中,可以见到许多因碱性染料染色较深,纤细的网状物,称为染染色质或染色线色质或染色线。在细胞分裂时,染色线卷曲、收缩,成为在光学显微镜
4、下可识别的具有一定形态特征的染色体染色体,它由DNA、蛋白质和少量RNA构成。第9页,此课件共84页哦染色体数目是恒定的各种生物的染色体数目是恒定的,它们在体细胞中一般是成双的,在性细胞中一般是成单的,体细胞染色体数体细胞染色体数是性细胞性细胞的两两倍倍,分别以2n和n表示。体细胞的染色体中,形态和结构相同的一对染色体称为同源染色体。同源染色体。形态和结构不同的染色体称为非同源染色非同源染色体。体。第10页,此课件共84页哦(二)遗传物质的分子基础DNA1953年,沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋结构模型。DNA的化学组成:的化学组成:DNA又称脱氧核糖核酸,由四种脱氧核苷酸聚合而成。每种
5、脱氧核苷酸由一分子磷酸,一分子脱氧核糖和一一分子磷酸,一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基分子含氮碱基组成,分别是腺嘌呤(腺嘌呤(A)、)、鸟嘌呤(鸟嘌呤(G)、胞嘧啶()、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶)和胸腺嘧啶(T)。)。第11页,此课件共84页哦DNA的双螺旋结构的双螺旋结构 DNA分子由两条多核苷酸链构成的。两条链彼此反向平行,围绕同一轴盘旋,形成一个规则的双螺旋结构。两条多核苷酸链上的碱基通过氢键连结起来,形成碱基对。碱基对的组成遵从碱基互补配对原则,即腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,形成两个氢键;鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,形成三个氢键。基因基因基因是DNA分子上的一个片段,包含有成百上
6、千对的核苷酸,其中极少数核苷酸的变化,都可能导致遗传性状的改变。第12页,此课件共84页哦(三)细胞分裂与染色体行为1.有丝分裂2.减数分裂3.植物雌雄配子的形成第13页,此课件共84页哦1.有丝分裂有丝分裂,是生物生长的基础。连续分裂的细胞,从前一次分裂结束到下一次分裂开始为止所经历的时间称细胞周期。细胞细胞周期周期间期间期分裂期分裂期G1期、期、S期、期、G2期期 前期、中期、后期和末期前期、中期、后期和末期第14页,此课件共84页哦有丝分裂时期(1 1)间期:)间期:是细胞连续两次分裂之间的时期,看不到染色体的变化。但间期的核处于高度活跃的生理、生化的代谢阶段,正进行染色体的复制,为下一
7、次细胞分裂做准备。(2 2)前期:)前期:核内出现细长而卷曲的染色体,逐渐缩短变粗,每个染色体含有两条染色单体。但染色体的着丝粒还没有分裂。这时核仁和核膜逐渐模糊不清。在高等植物细胞中,从两极形成纺锤丝。播放录像第15页,此课件共84页哦(3)中期:)中期:核仁和核膜消失,各染色体均排列在细胞中央赤道板上,两极伸出的纺锤丝附着在染色体的着丝粒上,形成一个纺锤体。此时所有染色体的着丝粒都分散在一个平面上,最适于染色体的计数和观察染色体的计数和观察。(4)后期:)后期:每个染色体的着丝粒分裂为二,此时每条染色单体成为一个染色体。随着纺锤丝的收缩分别向两极移动,使两极各具有与母细胞相同数目的染色体。
8、(5)末期:)末期:在两极围绕染色体出现新的核膜,染色体又变得松散细长,核仁又重新出现。接着细胞质分裂,在赤道板区域形成细胞板,分裂为两个子细胞。细胞又进入间期状态。第16页,此课件共84页哦第17页,此课件共84页哦有丝分裂顺口溜有丝分裂分五段 间前中后末相连间期首先作准备 染体复制在其间膜仁消失现两体 赤道板上排整齐均分牵引到两极 两消两现新壁建 有丝分裂并不难 间前中后末相连间期复制DNA 蛋白合成在其间前期两消和两现 中期着丝列在板后期丝牵染体分两组 末期两消两现壁重建第18页,此课件共84页哦有丝分裂遗传学意义 通过有丝分裂,核内每条染色体准确复制后,均匀地分配到两个子细胞中去,使两
9、个子细胞具有与母细胞相同的染色体,在遗传组成上完全一样。这种分裂方式保证了物种的连续性和稳定性。第19页,此课件共84页哦2.减数分裂它是生物有性繁殖的基础。是在性母细胞成熟时,配子形成过程中发生的一种特殊的有丝分裂。减数分裂可分为来两次分裂,第一次分裂染色体数目减半,第二次分裂等数分裂。第20页,此课件共84页哦减数分裂-第一次分裂 前期前期可分为以下五个时期(细、偶、粗、双、终细、偶、粗、双、终):细线期:细线期:核内出现细长如线的染色体。偶线期:偶线期:各同源染色体分别配对,出现联会联会现象;2n个染色体联会联会成n对染色体,联会成对的染色体称为二价体。粗线期:粗线期:二价体逐渐缩短变粗
10、。这时每个染色体含有两条染色单体,二价体本身含有四条染色单体,故称为四分体。由一个着丝粒连接着的两条染色单体,互称为姊妹染色单体;而不同染色体的染色单体,互称为非姊妹染色单体。联会在一起的非姊妹染色单体之间可能会部分发生交换发生交换。双线期:双线期:四分体继续缩短变粗,各对同源染色体开始分开,但在相邻的非姊妹染色单体之间常相互扭曲,出现交叉交叉现象。这是非姊妹染色单体之间发生交换的结果。终变期:终变期:染色体变得更粗,核仁、核膜消失,纺锤体出现,各个二价体分散在整个核内,可以一一区分开,是鉴定鉴定染色体数目的最好时期。染色体数目的最好时期。中期中期各染色体的着丝粒与纺锤丝连接,二价体分散在赤道
11、板上。此时也是鉴定染色体数目的最好时期。后期后期由于纺锤丝的牵引,各个二价体相互分开,两条同源染色体彼此分离分别移向两极,每极只得到同源染色体中的一条,实现了染色体数目的减半。但每一条染色体仍包含两条染色单体,由一个着丝粒连接。末期末期染色体到达细胞的两极,逐步由粗变细,形成两个子核。同时细胞质分裂为两部分,形成两个子细胞。很快进入第二次分裂。第21页,此课件共84页哦第22页,此课件共84页哦减数分裂-第二次分裂 前期前期各染色体含有两条染色单体,着丝粒连在一起,染色体收缩、螺旋化,纺锤体出现。中期中期每个染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上。后期后期着丝粒分裂一分为二,姊妹染色单体分别被拉向
12、两极。末期末期分到两极的染色体形成新的子核,核仁、核膜重新出现。经过两次细胞分裂,使个母细胞产生了个子细胞,统称为四分孢子。每个子细胞的核内染色体数目减少了一半。第23页,此课件共84页哦减数分裂的基本特点各对同源染色体在细胞分裂的前期配对,或称联会。后期I同源染色体彼此分开,分别移向两极,非同源染色体之间可自由组合。染色体复制一次,细胞分裂两次,第一次减数,第二次等数,因而产生的4个子细胞染色体数为其母细胞的一半。粗线期少量母细胞会发生相邻的非姊妹染色单体间的片段交换。第24页,此课件共84页哦减数分裂顺口溜性原细胞作准备 初母细胞先联会排板以后同源分 从此染色不成对次母似与有丝同 排板接着
13、点裂匆姐妹道别分极去 再次质缢各西东染色一复胞二裂 数目减半同源别精质平分卵相异 往后把题迎刃解第25页,此课件共84页哦减数分裂的遗传学意义 (1)经过减数分裂所形成的雌雄性细胞,具有半数的染色体,通过受精作用结合成合子,又恢复为原来的体细胞染色体数目,保证了亲代和子代之间染色体数目的恒定性,保持了遗传的稳定性。(2)减数分裂过程中,同源染色体的非姊妹染色单体之间还可能发生片段的交换,因而可以形成各种不同染色体组成的子细胞。所以,杂合基因型的个体,经有性繁殖的后代会出现性状的分离,产生各种各样的变异类型,有利于生物的进化和人工选择。第26页,此课件共84页哦3.植物雌雄配子的形成(1)被子植
14、物的雄性配子的形成过程:)被子植物的雄性配子的形成过程:雄蕊的花药中分化出孢原细胞,尔后分化为花粉母细胞(2n),经减数分裂形成四分孢子,再进一步发育成4个单核花粉粒。单核花粉粒经过一次有丝分裂,形成营养细胞和生殖细胞;生殖细胞再经一次有丝分裂,才形成为一个成熟的花粉粒,其中包括两个精细胞和一个营养核。这样一个成熟花粉粒在植物学上称为雄配子体。第27页,此课件共84页哦(2)被子植物雌性配子的形成过程:)被子植物雌性配子的形成过程:雌蕊子房里着生胚珠,在胚珠的珠心里分化出大孢子母细胞(2n),由一个大孢子母细胞经减数分裂,形成直线排列的4个大孢子,靠近珠孔方向的三个退化解体,只有远离珠孔的那一
15、个继续发育,成为胚囊。发育的方式是细胞核经过连续的三次有丝分裂,每次核分裂以后并不接着进行细胞质分裂,形成雌配子体。胚囊继续发育,体积逐渐增大,侵蚀四周的珠心细胞,直到占据胚珠中央的大部分。8核胚囊,每端4个核,以后两端各有一个核移向中央,叫做极核。近珠孔的三个核形成三个细胞,一个卵和两个助细胞。近合点端的3个核形成三个反足细胞。第28页,此课件共84页哦 (3)受精:)受精:雄配子(精子)和雌配子(卵细胞)融合为一个合子,称为受精。被子植物的双受精:被子植物的双受精:花粉管通过花柱,进入子房直达胚珠,然后穿过珠孔进入珠心,最后到达胚囊。花粉管进入胚囊一旦接触助细胞,其末端就破裂,管内的内含物
16、,包括营养核和两个精子一起进入胚囊,接着营养核解体,一个精核(n)与卵细胞融合为合子(2n),将来发育成胚;另一个精核与两个极核融合形成胚乳核(3n),将来发育成胚乳。这一过程称为双受精。这是被子植物特有的现象。(4)受精以后,整个胚珠发育为种子)受精以后,整个胚珠发育为种子 第29页,此课件共84页哦三、遗传的基本规律(一)分离规律(二)自由组合规律(三)连锁遗传规律(四)数量性状的遗传(五)细胞质遗传第30页,此课件共84页哦遗传学的三大经典定律 孟德尔从事了年的豌豆杂交试验,1866年发表“植物杂交试验”论文,首次提出了分离规律和独立分配规律。1906年,贝特生用香豌豆做杂交试验时,发现
17、了连锁遗传现象;1910年,摩尔根等用果蝇为材料进行了大量的试验,提出了连锁遗传规律。分离规律、自由组合规律和连锁遗传规律合称为遗传学的三大经典定律。第31页,此课件共84页哦(一)分离规律1.一对相对性状的遗传试验 2.分离现象的解释 3.分离规律的验证4.分离规律在育种实践中的应用第32页,此课件共84页哦 生物体所表现出来的形态特征和生理生化特征统称为性状。性状。性状也可以说是生物体的总的表现型特征。把生物体的性状总体区分为各个单位才能进行详细的研究,这样区分开来的性状叫做单位性状。单位性状。同一单位性状不同的表现类型叫做相对性状。相对性状。1.一对相对性状的遗传试验性状的概念是什么?相
18、对性状又指具体什么?性状的概念是什么?相对性状又指具体什么?第33页,此课件共84页哦思考一下?(1)动物的毛色,植株的花色是单位性状还是相对性状?为什么?(2)玉米株高是是单位性状还是相对性状?其有高株、有矮株等表现类型是单位性状还是相对性状?。(3)果蝇的翅有长翅、短翅之分,这些是是单位性状还是相对性状?第34页,此课件共84页哦单位性状和相对性状兔子毛色兔子毛色是单位性状;是单位性状;而灰色与白色而灰色与白色是相对性状。是相对性状。第35页,此课件共84页哦鸡冠的形状是单位性状单片冠单片冠胡桃冠胡桃冠豌豆冠豌豆冠玫瑰冠玫瑰冠等是相对性状等是相对性状相相对对性性状状差差异异是是遗遗传传研研
19、究究的的基基础础第36页,此课件共84页哦遗传实验中相关符合解释 P P 亲本亲本 母本母本 父本父本 F F1 1 杂交第一代杂交第一代 F F2 2 F F1 1自交子代自交子代 F F3 3 F F2 2自交子代自交子代 杂交杂交 自交自交第37页,此课件共84页哦孟德尔用豌豆植株花的颜色实验研究第38页,此课件共84页哦 子二代中同时显现显性性状和隐性性状的现象,在遗传学上叫做性状分离。性状分离。杂种子一代中显现出来的性状,叫做显性显性性状,性状,如红花;把未显现出来的性状,叫隐性隐性性状,性状,如白花。第39页,此课件共84页哦孟德尔的豌豆杂交实验7对性状的结果 第40页,此课件共8
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