園林植物遺傳育種學(xué)主講：劉娟(林學(xué)院)Email:園林植物遺傳育種學(xué)緒論第一章

遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第二章遺傳的基本規(guī)律第三章數(shù)量性狀的遺傳第四章細(xì)胞質(zhì)遺傳第五章遺傳物質(zhì)的改變第六章群體的遺傳和進(jìn)化第七章園林植物性狀遺傳第八章育種資源第九章引種馴化細(xì)胞的重要性植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目細(xì)胞的分裂第一章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)細(xì)胞的重要性：具有全能性；是生命存在的基本結(jié)構(gòu)單位和功能單位；是生物遺傳的基本單位；是產(chǎn)生變異的基本單位。原核生物：單細(xì)胞或由單細(xì)胞構(gòu)成的群體；如細(xì)菌、藍(lán)藻等。真核生物：多為多細(xì)胞，如真菌、動(dòng)植物等。一、細(xì)胞的重要性原核細(xì)胞和真核細(xì)胞對(duì)比ProkaryoticcellEukaryoticcell原核生物與真核生物的比較特性原核生物真核生物細(xì)胞大小較?。?μm～10μm）較大（10μm～100μ）染色體只是裸露的環(huán)狀DNA分子由蛋白質(zhì)和DNA分子組成細(xì)胞核沒有成形的細(xì)胞核，核物質(zhì)集中在核區(qū)，無固定結(jié)構(gòu)有核膜，有核仁細(xì)胞器有簡單的內(nèi)膜系統(tǒng)有線粒體、質(zhì)體、細(xì)胞骨架等復(fù)雜內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞分裂無絲分裂有絲分裂轉(zhuǎn)錄與翻譯同一時(shí)間與地點(diǎn)轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核，翻譯在細(xì)胞質(zhì)二、植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能

細(xì)胞壁

細(xì)胞膜

細(xì)胞質(zhì)：

葉綠體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體。

細(xì)胞核：由核膜、核液、核孔、核仁和染色體等部分構(gòu)成。

葉綠體、線粒體都各有自己的DNA，它們與細(xì)胞核染色體中的DNA構(gòu)成植物遺傳三大體系。二、植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能線粒體葉綠體細(xì)胞核三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目3.1.什么是染色體？染色體與染色質(zhì)染色體的遺傳功能

染色體和染色質(zhì)是同一物質(zhì)在細(xì)胞分類間期和分裂期的不同形態(tài)表現(xiàn)。

兩者都由DNA和蛋白質(zhì)組成。三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目3.1.什么是染色體？染色體與染色質(zhì)染色體的遺傳功能染色體和染色質(zhì)是同一物質(zhì)在細(xì)胞分類間期和分裂期的不同形態(tài)表現(xiàn)。

兩者都由DNA、蛋白質(zhì)和RNA組成。染色體的特點(diǎn)穩(wěn)定性、特定形態(tài)、自我復(fù)制。功能控制生物性狀的遺傳與變異。染色體的大小

數(shù)目少，體積大，通常用C值表示；C值：每單倍體染色體組中DNA的含量。三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目

染色體的組成

著絲點(diǎn)（著絲粒）主縊痕次縊痕（核仁組織區(qū)）染色體臂隨體端粒（封口，使DNA序列終止）三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目著絲粒主縊痕次級(jí)縊痕染色體臂隨體端粒

2.2染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)染色體的形態(tài)

根據(jù)著絲點(diǎn)位置劃分:V形、L形、棒狀、點(diǎn)狀三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目細(xì)胞分裂后期染色體的形態(tài)DNA雙螺旋組蛋白核小體組蛋白八聚體螺線管超級(jí)螺線管700nm染色體的結(jié)構(gòu)

超螺旋化的四級(jí)結(jié)構(gòu)：

三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目核小體螺旋體超螺旋體染色體染色體的數(shù)目

三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目性細(xì)胞(N)體細(xì)胞(2N)恒定性同源染色體：成對(duì)的染色體一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方，且形態(tài)結(jié)構(gòu)相同；非同源染色體：不成對(duì)、結(jié)構(gòu)不相同的染色體。三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目概念：同源染色體非同源染色體染色單體姐妹染色體四分體核型

染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目的統(tǒng)稱。

同一物種染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目是恒定的，不同物種間則有差異。三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目核型

染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目的統(tǒng)稱。

同一物種染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目是恒定的，不同物種間則有差異。三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目人類果蠅四、細(xì)胞的分裂4.1植物細(xì)胞有絲分裂四、細(xì)胞的分裂有絲分裂過程：間期

(G1、S、G2)染色體的復(fù)制分裂期：前期、中期、后期、末期4.1植物細(xì)胞有絲分裂四、細(xì)胞的分裂有絲分裂過程：間期

(G1、S、G2)染色體的復(fù)制分裂期：前期、中期、后期、末期4.1植物細(xì)胞有絲分裂細(xì)胞體積增長DNA合成，染色體加倍為細(xì)胞分裂做準(zhǔn)備示意圖鏡檢前期中期后期末期四、細(xì)胞的分裂4.1植物細(xì)胞有絲分裂示意圖鏡檢前期中期后期末期四、細(xì)胞的分裂4.1植物細(xì)胞有絲分裂前期中期后期末期四、細(xì)胞的分裂有絲分裂含細(xì)胞核分裂和細(xì)胞質(zhì)分裂兩個(gè)緊密相連的過程。有紡錘體和染色體的出現(xiàn)，形成具有與母細(xì)胞相同染色體數(shù)目的2個(gè)子細(xì)胞。

有絲分裂的遺傳學(xué)意義：1．維持個(gè)體的正常生長和發(fā)育

多細(xì)胞生物的生長主要是細(xì)胞數(shù)目增加和細(xì)胞體積的增大而實(shí)現(xiàn)的，而這兩種方式正是通過有絲分裂以增加數(shù)目、間期以增大體積來進(jìn)行的，所以有絲分裂有時(shí)也稱體細(xì)胞分裂。2．保證物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性

每個(gè)染色體準(zhǔn)確地復(fù)制分裂為二，為形成的兩個(gè)子細(xì)胞在遺傳組成上與母細(xì)胞完全一樣提供了基礎(chǔ)。

復(fù)制后的各對(duì)染色體有規(guī)則而均勻地分配到兩個(gè)子細(xì)胞有核中去，從而使兩個(gè)子細(xì)胞與母細(xì)胞具有同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體。四、細(xì)胞的分裂有絲分裂的特殊例子：多核細(xì)胞

細(xì)胞核進(jìn)行多次重復(fù)分裂，細(xì)胞質(zhì)不分裂，形成一個(gè)細(xì)胞中（質(zhì)）具有多個(gè)核。

如，種高等植物在胚發(fā)育的某個(gè)時(shí)期，車軸藻類的節(jié)間細(xì)胞，粘菌類的變形體，管藻類的營養(yǎng)體等細(xì)胞。核內(nèi)染色體分裂

核內(nèi)染色體分裂（染色線連續(xù)復(fù)制），而細(xì)胞核不分裂，形成多線染色體或巨型染色體。如，果蠅的唾腺染色體。四、細(xì)胞的分裂果蠅唾腺染色體四、細(xì)胞的分裂四、細(xì)胞的分裂減數(shù)分裂過程：4.2植物細(xì)胞減數(shù)分裂四、細(xì)胞的分裂減數(shù)分裂過程：4.2植物細(xì)胞減數(shù)分裂第一次分裂第二次分裂三、染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與數(shù)目概念：同源染色體非同源染色體染色單體姐妹染色體四合體聯(lián)會(huì)四分體聯(lián)會(huì)四合體同源染色體分離姐妹染色單體分離四、細(xì)胞的分裂減數(shù)分裂過程：4.2植物細(xì)胞減數(shù)分裂第一次分裂第二次分裂一次復(fù)制，兩次分裂花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂形態(tài)圖減數(shù)分裂（鏡檢）分裂間期粗線期后期I末期I偶線期前期II雙線期細(xì)線期終變期中期I后期II中期II末期II四分孢子減數(shù)分裂（鏡檢）分裂間期粗線期后期I末期I偶線期前期II雙線期細(xì)線期終變期中期I后期II中期II末期II四分孢子交叉互換減數(shù)分裂過程中需關(guān)注的染色體的行為減Ⅰ前期減Ⅰ中期減Ⅰ后期減Ⅱ中、后期四、細(xì)胞的分裂2N-4N4N4N4N4N-2N2N2N2NN2n2n2n2nnnnn2n減數(shù)分裂過程中染色體和DNA數(shù)目變化細(xì)胞分裂過程中染色體的數(shù)量和質(zhì)量變化2N2NN×2N×2NNNNNN第二次分裂分裂第一次分裂四、細(xì)胞的分裂有絲分裂減數(shù)分裂2N2N×2復(fù)制2N2N×2復(fù)制減數(shù)分裂過程的重要特征復(fù)制一次分裂兩次。減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ是連續(xù)進(jìn)行的，其間無間期或間期很短，不進(jìn)行DNA和染色體的復(fù)制,形成的子細(xì)胞染色體數(shù)目減半。前I期，同源染色體配對(duì)(聯(lián)會(huì))，非姊妹染色單體交叉互換，配子類型增加。中I期，同源染色體的兩條染色體隨機(jī)排列在赤道板的兩側(cè)，進(jìn)入到后期時(shí)被拉向兩極，分配到兩個(gè)子核的染色體組合多樣。每條染色體的兩條染色單體的著絲點(diǎn)在減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)不分開，直到減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)才分離。具有時(shí)空性。四、細(xì)胞的分裂減數(shù)分裂的遺傳學(xué)意義

減數(shù)分裂形成染色體數(shù)目減半的配子，雌雄配子受精結(jié)合，又恢復(fù)為全數(shù)的染色體（2N）。保證了子代間染色體數(shù)目的恒定性，為后代的正常發(fā)育和性狀遺傳提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；同時(shí)保證了物種相對(duì)的穩(wěn)定性。

在第一次分裂中，非同源染色體之間可以自由組合分配到子細(xì)胞中。各個(gè)子細(xì)胞之間在染色體組成上出現(xiàn)多種多樣的組合。不僅如此，同源染色體的非姐妹染色體之間的片段還可能出現(xiàn)各種方式的交換，這增加了變異的復(fù)雜性。四、細(xì)胞的分裂植物的生活周期高等植物雌配子體形成過程植物的生活周期植物的生活周期從細(xì)胞分裂角度看，生物的生活周期是一個(gè)細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂交替的過程；從染色體行為角度看，生物的生活周期是雙倍體和單倍體的循環(huán)。不同種屬的生物個(gè)體發(fā)育，都嚴(yán)格按照自己的方向進(jìn)行，染色體上的基因控制著該過程。四、細(xì)胞的分裂思考題1.判斷下列各圖的時(shí)期2.