園林植物遺傳學基礎完整課件

1、園林植物遺傳學基礎第一章 園林植物遺傳學基礎第一節(jié) 細胞學基礎 一、細胞的構造 （一）、細胞膜 主要功能是主動而有選擇地通透某些物質，同時是生化反應的重要場所。 （二）、細胞質 細胞質中線粒體、質體、核糖體等細胞器具有重要的遺傳功能。 （三）、細胞核 細胞核是遺傳物質集聚的主要場所，核內染色體是遺傳物質的主要載體。 染色質：在尚未分裂的核中，能被堿性染料染色的、纖絲狀的網狀物質。 染色體：在細胞分裂中，染色質卷縮成為一定數(shù)目和形態(tài)的結構。 染色質和染色體是同一物質在細胞分裂過程中所表現(xiàn)的不同形態(tài)。二、染色體形態(tài)結構和數(shù)目 （一）、染色體形態(tài) 在細胞分裂中期，一個完整的染色體包括以下幾部分 隨

2、體 次縊痕 長 臂 短 臂 主縊痕 著絲點 根據(jù)著絲點位置的不同，可分為中部（M）、近中（SM）、近端（ST）和端部（T）著絲點染色體。 著絲點著生的位置不同，在細胞分裂后期，染色體可形成V形、L形、棒狀、粒狀等不同形態(tài)。 （二）、染色體結構 染色體在細胞分裂間期呈纖絲狀結構。染色質絲由DNA長鏈按一定距離盤繞在組蛋白小體上構成。 細胞分裂期間，染色質絲開始反復的螺旋化折疊，到細胞分裂中期縮到最粗最短。 染色體的化學組成: DNA （1） 染色體 PROTEIN(1.52.5) 組蛋白(1) RNA(0.05) 非組蛋白(0.51.5) （三）、染色體數(shù)目 各種生物染色體數(shù)都是恒定的，在體細胞

3、中成雙，性細胞（配子）中成單，分別用2n和n表示。 形態(tài)、結構相同、遺傳功能相似的成對染色體稱同源染色體，否則為非同源染色體。 確定染色體的數(shù)目和形態(tài)核（組）型分析，對于鑒定系統(tǒng)發(fā)育過程中物種間的親緣關系、植物近緣類型的分類等常具有重要意義。它們在減數(shù)分裂時，隨染色體進入同一配子。紫：紅(4831390）：(3931338)3：1不同對基因在遺傳中，各自獨立分配到配子中去，并不因其它基因的存在而受到干擾。理論數(shù) 3910.（一）、染色體形態(tài)F1測交試驗子細胞染色體數(shù)目不變 子細胞染色體數(shù)減半比 例 0.各種生物染色體數(shù)都是恒定的，在體細胞中成雙，性細胞（配子）中成單，分別用2n和n表示。具有一

4、對相對性狀的純合親本進行雜交,子一代為雜合體,相應的等位基因中其中一個對表現(xiàn)出的性狀有明顯影響.理論數(shù) 3910.（4）雙線期：二價體繼續(xù)縮短變粗，因非姊妹染色單體相互排斥而松解，但有交叉相連。3 因子假說末期I： 染色體到達兩極后逐漸松散變細，形成二個子細胞。比例 1 ： 2 ： 1細胞質中線粒體、質體、核糖體等細胞器具有重要的遺傳功能。種類染色體數(shù)種類染色體數(shù)翠菊2n18一串紅2n32矮牽牛2n2x，4x，5x14，28，35菊花2n2x，4x，6x，8x，10 x18，36，54，72，90芍藥2n10金魚草2n2x，4x16，32大麗花2n16唐菖蒲2n30百合2n24月季2n2x，3

5、x，4x，5x，6x，8x14，21，28，35，42，56朱頂紅2n22雞冠花2n36仙客來2n48，96郁金香2n2x，3x，4x24，36，48荷花2n16香石竹2n30茶花2n30牡丹2n10，25每個染色體的著絲點分裂為二，同一染色體的二條染色單體隨著紡錘絲的收縮分別移向兩極。1 統(tǒng)計關系第一節(jié) 細胞學基礎比例 1 ： 2 ： 114，21，28，35，42，563 配子形成合子機率均等（1）基因的重組和互作末期I： 染色體到達兩極后逐漸松散變細，形成二個子細胞。P 紫花長花粉（PPLL） 紅花圓花粉（ppll）紫：紅(4831390）：(3931338)3：1細胞質中線粒體、質體、

6、核糖體等細胞器具有重要的遺傳功能。 三、細胞分裂 （一）、有絲分裂 有絲分裂是體細胞最主要的分裂方式。 1.間期 是細胞分裂的準備階段，染色體進行復制。 2.前期 核仁核膜開始模糊，染色質絲逐漸收縮。 3.中期 核仁核膜消失，紡錘體清晰可見，染色體縮到最粗最短。 4.后期 每個染色體的著絲點分裂為二，同一染色體的二條染色單體隨著紡錘絲的收縮分別移向兩極。 5.末期 染色體又變得松散細長，在兩極圍繞染色體出現(xiàn)新的核膜核仁，接著細胞質分裂，形成二個子細胞，進入下一輪間期狀態(tài)。 （二）、減數(shù)分裂 減數(shù)分裂是性母細胞成熟形成配子時發(fā)生的一種特殊的有絲分裂。整個減數(shù)分裂過程包括兩次分裂，分裂結束后形成四

7、個染色體數(shù)目減半的子細胞。 第一次分裂（I）： 1.前期I：又可分為以下5個時期： （1）細線期：核內染色體細長如線。染色體已復制，但著絲點仍為一個。 （2）偶線期：各同源染色體分別配對，開始聯(lián)會，聯(lián)會的一對同源染色體叫二價體。 （3）粗線期：二價體逐漸縮短加粗，每二價體有四條染色單體，也稱四合體。此時，二價體中相鄰的兩條非姊妹染色單體會發(fā)生片斷交換。 （4）雙線期：二價體繼續(xù)縮短變粗，因非姊妹染色單體相互排斥而松解，但有交叉相連。 （5）終變期：染色體變得最粗短，前期I終止。 2.中期I：核仁核膜消失，紡錘體出現(xiàn)，紡錘絲與各染色體的著絲點相連。 3.后期I：紡錘絲收縮，二價體的兩條同源染色體

8、被分別拉向兩極，實現(xiàn)了2n數(shù)目的減半。 4.末期I： 染色體到達兩極后逐漸松散變細，形成二個子細胞。叫二分體或二分孢子，稍后進入第二次分裂。 第二次分裂（）： 與有絲分裂十分相似，也分前、中、后、末四個時期，最終形成四個子細胞，叫四分體或四分孢子。 染色體周史孢子體（2n)配子體(n)減數(shù)分裂交配合子體(2n)有絲分裂 （三）、有絲分裂與減數(shù)分裂的異同 有絲分裂 減數(shù)分裂 體細胞分裂 性母細胞分裂 不聯(lián)會 同源染色體兩兩聯(lián)會 一次分裂，形成二個子細胞 二次分裂，形成四個子細胞 子細胞染色體數(shù)目不變 子細胞染色體數(shù)減半 意義： 維持個體的正常生長發(fā)育 保證物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性 確保無性繁殖下的遺

9、傳穩(wěn)定性 為變異提供豐富的物質基礎 第二節(jié) 遺傳變異和環(huán)境一、遺傳和變異遺傳（Heridity) 有性繁殖過程中親代與子代以及子代不同個體之間的相似性。變異（Variation) 同種生物親代與子代間以及不同個體間的差異稱為變異。二、遺傳和環(huán)境基因型（genotype） 指生物體遺傳物質的總和，這些物質具有與特殊環(huán)境因素發(fā)生特殊反應的能力，使生物體具有發(fā)育成特定性狀的潛在能力。表現(xiàn)型（phynotype） 生物體的遺傳物質在環(huán)境條件的作用下發(fā)育成具體的性狀，稱為表現(xiàn)型。個體發(fā)育表現(xiàn)型基因型外界環(huán)境條件作用（可能性、內因、本質）（現(xiàn)實性、結果、現(xiàn)象）（外因）表型模寫 (phynocopy) ：

10、環(huán)境條件的改變所引起的表型變異與某些基因引起的變化相似的現(xiàn)象，有時亦稱為飾變。研究的意義?（1）何時出現(xiàn)？（2）如何出現(xiàn)？三、變異的類型 1.遺傳的變異 （1）基因的重組和互作 （2）基因分子結構的改變 （3）染色體結構和數(shù)量的變化 （4）細胞質遺傳物質的改變 2.不遺傳的變異3. 如何區(qū)分和研究兩類變異（1）環(huán)境條件一致；（2）遺傳基礎一致。第三節(jié) 遺傳的基本規(guī)律一、分離定律二、自由組合定律三、連鎖與交換一、分離定律（一）.史前遺傳學的缺陷沒有充足的現(xiàn)實依據(jù)沒有完整的理論體系沒有有效的實驗手段沒有明確的數(shù)量關系（二）. 孟德爾的試驗1. 孟德爾的選材孟德爾所用的材料：-豌豆，菜豆，玉米，紫茉

11、莉，水楊梅，山柳菊，毛蕊花，金魚草，耬斗菜，鼠類，蜜蜂等選擇豌豆的理由穩(wěn)定的，可以區(qū)分的性狀。自花（閉花）授粉，沒有外界花粉的污染；人工授粉也能結實。豌豆 2.顯性性狀（dominant character)和 隱性性狀（recessive character) 具有一對相對性狀的純合親本進行雜交,子一代為雜合體,相應的等位基因中其中一個對表現(xiàn)出的性狀有明顯影響.另一個則暫時不表現(xiàn).表現(xiàn)出的那個親本的性狀為顯性性狀.未表現(xiàn)出來的性狀叫隱性性狀 分離現(xiàn)象(segregation phenomenon)*顆粒假說(paticulate inberitance)：代表一對相對性狀(如紅花對白花)的遺

12、傳因子在同一個體內各別存在，而互不沾染，不相混合。 其它性狀的實驗七對性狀雜交圖七對性狀統(tǒng)計表（三）. 孟德爾假說1. 性狀是由獨立的遺傳因子決定的；2. 遺傳因子在體細胞中成對存在，有顯隱性關系；3. 成對的遺傳因子形成配子時分離，在性細胞中只含成對因子一個；4. 配子形成合子時機率均等。（四）. 孟德爾假說中的重要概念基因型和表現(xiàn)型顯性基因和隱性基因等位基因和非等位基因純合子與雜合子回交和測交（五）. 分離假說的驗證 *分離定律的實質 測交法 自交法 花粉測定法*孟德爾法則的普遍性（六）. 分離律實現(xiàn)的條件1 二倍體2 減數(shù)分裂正常3 配子形成合子機率均等4 合子發(fā)育正常5 分析的群體足夠

13、大（七）. 孟德爾的貢獻 1 統(tǒng)計關系 2 雜交試驗 3 因子假說二、自由組合定律（一）兩對性狀的自由組合（二）、自由組合定律 孟德爾在分離定律的基礎上，提出自由組合假說，后稱自由組合定律，其要點有： 1.不同對基因在遺傳中，各自獨立分配到配子中去，并不因其它基因的存在而受到干擾。 2.非同源染色體上的非等位基因進入同一配子時是自由組合的。 3.雌雄配子的結合也是隨機的。（三）、自由組合現(xiàn)象的解釋 在獨立遺傳中，多對基因共同遺傳形成配子時，成對基因彼此分離，不成對基因自由組合，形成比例相等的配子。（四）、自由組合定律的驗證 F1測交試驗 YyRr yyrr 配子 YR Yr yR yr yr測

14、交后代預期結果基因型表現(xiàn)型比率YyRr Yyrr yyRr yyrr黃圓 黃皺 綠圓 綠皺 1 ： 1 ： 1 ： 1實際結果YyRryyrryyrrYyRr 31 27 26 26 24 22 25 26三、連鎖遺傳定律 （一）、連鎖遺傳現(xiàn)象 1.相引組 一親本兩性狀顯性，另一親本兩性狀隱性的雜交組合叫相引組。 P 紫花長花粉（PPLL） 紅花圓花粉（ppll） F1 紫花長花粉（PpLl） F2 紫長P-L- 紫圓P-ll 紅長ppL- 紅圓ppll 實際數(shù) 4831 390 393 1338 比 例 0.69 0.06 0.06 0.19 理論數(shù) 3910.5 1303.5 1303.5

15、 434.5 (按9:3:3:1) 將上述試驗的F2按一對相對性狀歸類： 紫：紅(4831390）：(3931338)3：1 長：圓(4831393）：(3901338)3：1 顯隱性之比符合3 :1，即符合分離定律，但與自由組合定律不符。 與理論數(shù)相比，在F2中表現(xiàn)親本組合數(shù)多，新組合數(shù)少的現(xiàn)象叫連鎖遺傳。 2.相斥組 兩親本各帶一個顯隱性性狀的雜交組合叫相斥組 。 P 紫花圓花粉（PPll） 紅花長花粉（ppLL） F1 紫花長花粉（PpLl） F2 紫長P-L- 紫圓P-ll 紅長ppL- 紅圓ppll 實際數(shù) 226 95 97 1 比 例 0.54 0.23 0.23 0.002 理

16、論數(shù) 235.8 78.5 78.5 26.2 (按9:3:3:1)(二)、連鎖遺傳的解釋和驗證 1.連鎖遺傳現(xiàn)象的解釋 F2不符合自由組合定律，可能是F1形成的四種配子比例不等。 2.連鎖遺傳的驗證 1.相引組 2.相斥組 經測交試驗，證實無論是相引組還是相斥組，F(xiàn)1形成兩種親本型配子遠多于兩種新組合型配子。(三)、連鎖和交換的遺傳機理 1.完全連鎖和不完全連鎖 具有連鎖關系的基因，就是位于同一染色體上的非等位基因。它們在減數(shù)分裂時，隨染色體進入同一配子。 若F2四種表現(xiàn)型中兩種親本類型多，兩種重組類型少，叫不完全連鎖；若F2只有兩種親本表現(xiàn)型，則為完全連鎖。 2.完全連鎖遺傳過程 P A B a b A B a b F1 A B a b F2 A B A B a b A B a b a b 比例 1 ： 2 ： 1 完全連鎖非常罕見，一般情形都是不完全連鎖。 3.交換與不完全連鎖的形成 在不完全連鎖