植物育种与种子生产植物性状遗传与变异的根源

1、植物育种与种子生产基础植物育种与种子生产基础 （遗（遗 传传 学）学）主讲苏淑欣主讲苏淑欣本节要点本节要点本节内容本节内容本节总结本节总结本本节节复习题复习题 一、学习的目的 随着世界各国人口的增多，对动、植物产品的数量随着世界各国人口的增多，对动、植物产品的数量和质量的要求也在不断提高。和质量的要求也在不断提高。 为了满足生产上对提高产量和质量的要求，必须从为了满足生产上对提高产量和质量的要求，必须从两方面着手：一是采用优良的生产技术；二是不断两方面着手：一是采用优良的生产技术；二是不断选育和推广优良新品种。选育和推广优良新品种。 在动植物生产上，推广优良新品种是最经济有效的在动植物生产上，

2、推广优良新品种是最经济有效的措施。措施。 选育优良新品种，必须是在遗传规律的指导下进行选育优良新品种，必须是在遗传规律的指导下进行的。所以，必须学好的。所以，必须学好遗遗传学传学。二、二、研究的对象和任务研究的对象和任务 遗传和变异是生物界最普遍和最基本的两个特遗传和变异是生物界最普遍和最基本的两个特 征。征。1.遗传学是研究生物遗传和变异的科学遗传学是研究生物遗传和变异的科学以生物以生物（微生物、植物、动物、人类微生物、植物、动物、人类）为研究对象为研究对象 研究的对象研究的对象 变异：指亲代与子代之间、子代的不同个体间相异的现象变异：指亲代与子代之间、子代的不同个体间相异的现象.遗传：指生

3、物亲代与子代相似遗传：指生物亲代与子代相似 的现象。的现象。 生物有遗传特性，才能繁衍后代，保持物种的相对稳定。生物有遗传特性，才能繁衍后代，保持物种的相对稳定。 生物有变异，才能使物种不断发展和进化。生物有变异，才能使物种不断发展和进化。 变异经过人工选择，才能育成适应生产需要的各种新品种。变异经过人工选择，才能育成适应生产需要的各种新品种。 2.遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。遗传、变异和选择是生物进化和新品种选育的三大因素。 、研究的任务研究的任务 1. 阐明生物遗传和变异的阐明生物遗传和变异的现象现象 2. 深入探索遗传和变异的深入探索遗传和变异的原因原因， 3. 揭

4、露遗传和变异的内在揭露遗传和变异的内在规律规律。 4. 指导动物、植物和微生物的指导动物、植物和微生物的育种实践育种实践。 认识生物遗传和变异的客观规律，运用遗传变认识生物遗传和变异的客观规律，运用遗传变异规律培育新品种、进行种子生产。异规律培育新品种、进行种子生产。 通过通过遗传和变异的遗传和变异的现象现象寻找寻找遗传和变异的遗传和变异的原因原因 总结总结遗传和变异的遗传和变异的规律规律 指导指导育种与种子生产。育种与种子生产。三、三、 遗传学的产生与发展遗传学的产生与发展 、 1、19世纪以前，人们对遗传、变异的认识和研究世纪以前，人们对遗传、变异的认识和研究 无意识选种，没有对遗传、变异

5、的理论和规律进行过研究。无意识选种，没有对遗传、变异的理论和规律进行过研究。 2、19世纪以后，人们对遗传、变异的认识和研究世纪以后，人们对遗传、变异的认识和研究 （1）拉马克拉马克 用进废退和获得性状遗传等学说。用进废退和获得性状遗传等学说。（2）达尔文发表达尔文发表物种起源物种起源著作，提出著作，提出自然选择和人工选择的进化学说。自然选择和人工选择的进化学说。（3）魏斯曼魏斯曼 提出种质连续论提出种质连续论.（4）孟德尔孟德尔首次提出分离和独立分配两个遗传基本规律首次提出分离和独立分配两个遗传基本规律 。（1866年） 1900年年两规律被重新发现，被公认为是两规律被重新发现，被公认为是遗

6、传学建立和开始发展的一年。遗传学建立和开始发展的一年。 但是，遗传学是贝特生于但是，遗传学是贝特生于1906首先提出的。首先提出的。 A、用进废退学说 1809年 法国生物学家拉马克 (1744-1829)提出“用进废退”的进化论观点，由此而得出获得性状是可以遗传的。 提出了生物器官的用进废退和获得用进废退和获得性状遗传等学说性状遗传等学说。英国学者达尔文广泛研究了生物遗传变异和进化的关系， 1859年达尔文(1809-1882)1883年， 德国生物学家魏斯曼 (1834-1914) 认为：多细胞生物可分为“种质” 和“体质” 两部分组成，种质是独立的、能产生后代的种质和体质。体质是不连续的

7、、不能产生种质。种质的变异将导致遗传的变异，而环境引起的体质的变异是不连续的。杂交试验（二）遗传学的发展（二）遗传学的发展 按研究的特点可分为按研究的特点可分为3个时期：个时期： 1.细胞遗传学阶段（细胞遗传学阶段（19001939年）：年）： 验证了孟德尔定律的普遍意义，并使研究工作从个体水平发验证了孟德尔定律的普遍意义，并使研究工作从个体水平发展到细胞水平。期间重要的研究成果有：展到细胞水平。期间重要的研究成果有：（1）贝特生等在）贝特生等在1906年香豌豆杂交试验中发现年香豌豆杂交试验中发现性状连锁现象。性状连锁现象。（2）约翰生于）约翰生于1909年发表了年发表了“纯系学说纯系学说”，

8、提出，提出“基因基因”一词一词 。（3）1910年以后，年以后，摩尔根摩尔根等用果蝇为材料等用果蝇为材料 ，提出，提出连锁遗传规律。连锁遗传规律。提出基因在染色体上呈直线排列提出基因在染色体上呈直线排列，从而，从而使遗传学由以前的个体使遗传学由以前的个体遗传学阶段发展进入到细胞遗传学阶段遗传学阶段发展进入到细胞遗传学阶段（4） 在二十世纪三十年代，提出了在二十世纪三十年代，提出了杂种优势的遗传假说杂种优势的遗传假说。 1910年摩尔根创立年摩尔根创立了连锁定律并证实了了连锁定律并证实了基因在染色体上以直基因在染色体上以直线方式排列。提出了线方式排列。提出了遗传的染色体理论。遗传的染色体理论。

9、获获1933年度诺贝尔年度诺贝尔奖奖 2.从细胞水平向分子水平过渡时期从细胞水平向分子水平过渡时期（19401952年） （1） 1941年比德尔等人提出年比德尔等人提出“一个基因一个酶一个基因一个酶”的假说。的假说。 （2）1944年阿委瑞通过肺炎链球菌的转化实验，年阿委瑞通过肺炎链球菌的转化实验，证实了染色体是由证实了染色体是由DNA、蛋白质和少量、蛋白质和少量RNA所组所组成，其中成，其中DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质。证明了。证明了DNA是是遗传物质。遗传物质。 （3）1952年赫尔歇用大肠杆菌实验，再次确认年赫尔歇用大肠杆菌实验，再次确认了了DNA是遗传物质是遗传物质。从而使

10、遗传学发展到分子遗。从而使遗传学发展到分子遗传学阶段。传学阶段。1944年提出遗传的物质基础是DNA最应该获得诺贝尔奖而没有获得，为此，诺贝尔委员会曾一度受到批评。 (1877-1955)3.分子遗传学时期分子遗传学时期（1953-今） 从分子水平上研究基因的本质，基因的结构和功能，遗传物质从分子水平上研究基因的本质，基因的结构和功能，遗传物质的传递、表达和调控。的传递、表达和调控。 （1）1953年沃森和克里克，提出年沃森和克里克，提出DNA分子双螺旋结构分子双螺旋结构模式理模式理论论 。 （2）1958年克里克等提出年克里克等提出遗传的三联密码遗传的三联密码的推论，的推论，1961年再年再

11、次得到证实；进过多人努力到次得到证实；进过多人努力到1969年全部解译出年全部解译出64种遗传密码。种遗传密码。提出了遗传信息传递的提出了遗传信息传递的“中心法则中心法则” （3）1973年成功地实现了年成功地实现了人工分离基因和人工合成基因，人工分离基因和人工合成基因，开开始建立了遗传工程这一个新的研究领域。始建立了遗传工程这一个新的研究领域。 （4）1990年美国率先发起实施了年美国率先发起实施了”人类基因组计划人类基因组计划”，经过，经过美、英、法、德、日、中美、英、法、德、日、中6国的合作和努力，于国的合作和努力，于2001年完成了年完成了全部序列测定：人类基因有全部序列测定：人类基因

12、有32亿个碱基对。中国是亿个碱基对。中国是1999年年9月月开始负责其中开始负责其中1%的测定工作的。的测定工作的。 （5）2002年年12月我国宣布月我国宣布籼稻的基因组籼稻的基因组“精细图精细图”已经完成。已经完成。1953年建立了DNA的双螺旋模型结构，并于1958年提出了中心法则。获1962年诺贝尔奖 1953年年4月月25曰，沃曰，沃森森 与与 克里克在克里克在自然自然杂志上发表：杂志上发表：核酸的核酸的分子结构分子结构脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸的一个结构模型的一个结构模型(美）美）（英）（英）尼伦伯格等完成尼伦伯格等完成遗传密码的破译(Nirenberg and Khorana,19

13、64,1965)Har Gobind Khorana (left) and Marshall Nirenberg获1968年 诺贝尔奖遗传密码表 以上成就说明，分子遗传学和生物工程已以上成就说明，分子遗传学和生物工程已成为当今生物科学领域最活跃的前沿科学，成为当今生物科学领域最活跃的前沿科学，其发展之快和影响之广是前所未有的。现代其发展之快和影响之广是前所未有的。现代遗传学已发展出遗传学已发展出30多个分支。多个分支。 遗传学的发展不仅推动了整个生命科学的遗传学的发展不仅推动了整个生命科学的研究，而且广泛应用与生产实践，为造福人研究，而且广泛应用与生产实践，为造福人类做出了巨大贡献。类做出了巨

14、大贡献。 四、遗传学在科学实验和生产中的作用四、遗传学在科学实验和生产中的作用 （一）遗传学在科学实验中的作用（一）遗传学在科学实验中的作用 遗传研究表明：遗传研究表明： 生物在外观上千姿百态，有动物、植物、微生物生物在外观上千姿百态，有动物、植物、微生物之分，但之分，但不论是最低等的微生物，还是最高级的不论是最低等的微生物，还是最高级的人类自己，遗传物质是相同的，都是核酸。人类自己，遗传物质是相同的，都是核酸。 除了少数低等生物如病毒是除了少数低等生物如病毒是RNA外，绝大多数是外，绝大多数是DNA。所以，。所以，生物的遗传规律是通用的生物的遗传规律是通用的。 我们学的我们学的遗传规律将不仅

15、能指导中草药、还能指遗传规律将不仅能指导中草药、还能指导所有植物、动物、微生物的育种工作。导所有植物、动物、微生物的育种工作。 . .遗传学在生产中的作用遗传学在生产中的作用 1.指导生物育种：指导生物育种：现在的动植物生产中推广的新现在的动植物生产中推广的新品种，都是在遗传学理论的指导下育成的，并且发挥品种，都是在遗传学理论的指导下育成的，并且发挥了很大的作用。了很大的作用。 2.工业生产：工业生产：从从20世纪世纪40年代开始应用于微生物年代开始应用于微生物育种，培养出许多新菌种，如：抗菌素（青、链、庆育种，培养出许多新菌种，如：抗菌素（青、链、庆大霉素）、处理三废（或与贵金属有亲和力的菌

16、种）、大霉素）、处理三废（或与贵金属有亲和力的菌种）、激素、疫苗等激素、疫苗等 3.医学：医学：用基因疗法治疗遗传性疾病、防止遗传用基因疗法治疗遗传性疾病、防止遗传学疾病的优生优育理论。学疾病的优生优育理论。 4.国防：国防：基因武器、生物武器、人造病毒。基因武器、生物武器、人造病毒。 1、遗传学、遗传学：是研究生物遗传和变异的科学。是研究生物遗传和变异的科学。 2、遗传、遗传：指生物亲代与子代相似的现象。指生物亲代与子代相似的现象。 3、变异、变异：指亲代与子代之间以及同一亲代的子代不指亲代与子代之间以及同一亲代的子代不同个体之间相异的现象同个体之间相异的现象 4、以生物为对象以生物为对象

17、5、认识生物遗传和变异的客观规律，认识生物遗传和变异的客观规律，运用这些规律改造生物，指导植物育种与种子生产。运用这些规律改造生物，指导植物育种与种子生产。 6、遗传学的建立、遗传学的建立：1900年。 7、按研究的特点可分为按研究的特点可分为3个时期，个时期，细胞遗传学阶段（细胞遗传学阶段（19001939年）、从细胞水平向分年）、从细胞水平向分子水平过渡时期子水平过渡时期 （19401952年）、分子遗传学时期年）、分子遗传学时期 （1953-今）。今）。绪论绪论 1、 什么是遗传学？遗传学研究的对什么是遗传学？遗传学研究的对象和任务是什么？为什么要学习遗传学？象和任务是什么？为什么要学习

18、遗传学？ 2、 举例说明什么是遗传、变异？新举例说明什么是遗传、变异？新品种选育和生物进化的因素是什么？品种选育和生物进化的因素是什么？ 3、 遗传学产生于那一年？它的发展遗传学产生于那一年？它的发展可分为那几个时期、水平和阶段？可分为那几个时期、水平和阶段？ 4、遗传学在生产实践上的作用？、遗传学在生产实践上的作用？绪论绪论情境一植物性状遗传与变异的根源 细胞是生物体结构和生命活动的基本单位。细胞是生物体结构和生命活动的基本单位。所有的生物都是由细胞构成的所有的生物都是由细胞构成的。 生物的繁殖是通过一系列的细胞分裂实现的。在细生物的繁殖是通过一系列的细胞分裂实现的。在细胞分裂的过程中，既有

19、遗传，又有变异。胞分裂的过程中，既有遗传，又有变异。 为了深入研究生物遗传和变异的规律，必须先对为了深入研究生物遗传和变异的规律，必须先对细胞的结构、细胞的分裂、在细胞分裂中染色体的行细胞的结构、细胞的分裂、在细胞分裂中染色体的行为、以及生物繁殖与遗传表现为、以及生物繁殖与遗传表现进行了解。进行了解。 第一章第一章 细胞分裂与染色体行为细胞分裂与染色体行为本章要点本章要点本章内容本章内容本章总结本章总结本章复习题本章复习题本章要点：本章要点：不同，导致遗传规律不同。不同，导致遗传规律不同。中染色体的变化规律中染色体的变化规律高等植物在世代交替中染色体数目的周期变化高等植物在世代交替中染色体数目

20、的周期变化 ； 二、雌雄配子和雌雄配子体的形成二、雌雄配子和雌雄配子体的形成 本章内容本章内容第一章 细胞分裂与染色体行为（遗传的细胞学基础） （高等生物的繁殖）1-1染色体染色体生物界的细胞可分为两类：生物界的细胞可分为两类： （一）、原核细胞（一）、原核细胞 （二）、真核细胞（二）、真核细胞-染色体染色体一、细胞的主要结构和功能一、细胞的主要结构和功能-染色体染色体 2、原核生物：、原核生物：由原核细胞构成的生物。由原核细胞构成的生物。如：如：、原核细胞、原核细胞2、真核细胞真核细胞 具有细胞核的细胞。具有真核细胞结构的生物称为真核具有细胞核的细胞。具有真核细胞结构的生物称为真核生物。生物

21、。所有的高等植物、动物，以及单细胞藻类、真菌和原所有的高等植物、动物，以及单细胞藻类、真菌和原生动物等都是生动物等都是真核生物。真核生物。细胞核细胞核 （二）、细胞的主要结构和功能（二）、细胞的主要结构和功能细胞由细胞由细胞膜、细胞质、细胞核三部分组成细胞膜、细胞质、细胞核三部分组成：1.1.细胞膜细胞膜 细胞膜细胞膜:包被细胞内原生质的一层薄膜，包被细胞内原生质的一层薄膜，简称质膜简称质膜。质膜的功能质膜的功能：能主动而有：能主动而有选择地通透某些物质。选择地通透某些物质。 植物细胞：植物细胞：细胞膜细胞膜 植物细胞不同于动物细胞植物细胞不同于动物细胞，在其，在其细胞质膜的外围细胞质膜的外围

22、有一层由纤维素和果胶质等构成有一层由纤维素和果胶质等构成的的细胞壁细胞壁，对植物细对植物细胞和植物体起保护和支持作用。胞和植物体起保护和支持作用。细胞壁上有许多微孔细胞壁上有许多微孔称称胞间连丝胞间连丝，是相邻细胞间的通道，导致相邻细胞的，是相邻细胞间的通道，导致相邻细胞的原生质的连续，有利于细胞间的物质转运原生质的连续，有利于细胞间的物质转运 。细胞壁细胞壁胞间连丝胞间连丝 2.细胞质：细胞质： 在质膜内环绕着细胞核外围的原生质，在质膜内环绕着细胞核外围的原生质， 内含各种细胞器内含各种细胞器。 细胞器：细胞质内除了核以外的具有一定形态、结构和功细胞器：细胞质内除了核以外的具有一定形态、结构

23、和功能的物体。能的物体。如：线粒体、叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体、如：线粒体、叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体、中心体、溶酶体和液泡等。中心体、溶酶体和液泡等。 在线粒体、叶绿体、核糖体和内质网的上面含有遗传物质在线粒体、叶绿体、核糖体和内质网的上面含有遗传物质，它们是细胞质内遗传物质的载体。，它们是细胞质内遗传物质的载体。 由由细胞质内的遗传物质控制的性状遗传叫细胞质内的遗传物质控制的性状遗传叫细胞质遗传，其细胞质遗传，其遗传特点将在第七章介绍。遗传特点将在第七章介绍。 、 线粒体线粒体是细胞里氧化作用和呼吸作用的中心；具有遗传功能，是细胞里氧化作用和呼吸作用的中心；具有遗传功能，所以所

24、以是遗传物质的主要载体之一是遗传物质的主要载体之一、 叶绿体叶绿体 叶绿体是绿色植物细胞中所特有的一种细胞器。叶绿体是绿色植物细胞中所特有的一种细胞器。 主要功能：主要功能： 一是一是进行光合作用进行光合作用，合成碳水化合物等有机物质；，合成碳水化合物等有机物质； 二是二是具有遗传功能具有遗传功能，也是遗传物质的载体之一因为，也是遗传物质的载体之一因为叶绿叶绿体体含有含有DNA、RNA及核糖体及核糖体。、 核糖体核糖体 核糖体核糖体是蛋白质合成的主要场所，是蛋白质合成的主要场所，由由蛋白质蛋白质和和RNA所组成。所组成。 核糖体可以游离在细胞质中或核里，也可以附着在内质网上。核糖体可以游离在细

25、胞质中或核里，也可以附着在内质网上。在线粒体和叶绿体中也都含有核糖体。在线粒体和叶绿体中也都含有核糖体。 动画动画(核糖体核糖体)、内质网内质网 是在真核细胞质中广泛分布的膜相结构。是在真核细胞质中广泛分布的膜相结构。把质膜和核膜连成一个完整的膜体系，为把质膜和核膜连成一个完整的膜体系，为细胞空间提供了支架作用。细胞空间提供了支架作用。 细胞核细胞核3、细胞核、细胞核 细胞核是遗传物质集聚的主要场所，细胞核是遗传物质集聚的主要场所，它对控制它对控制细胞发育和性状遗传都起主导作用。细胞核一般为细胞发育和性状遗传都起主导作用。细胞核一般为圆球形。圆球形。核膜核膜核液核液核仁核仁染色质染色质 细胞核

26、细胞核 细胞核由核膜、核液、核仁和染色质四部分组成。细胞核由核膜、核液、核仁和染色质四部分组成。 （1）.核膜：核膜：核外层的双层膜。核外层的双层膜。 （2）.核液：核液：核内呈透明状的粘稠物质，内含核仁和核内呈透明状的粘稠物质，内含核仁和染色质。染色质。 （3）.核仁：核仁：主要是由蛋白质和主要是由蛋白质和RNA聚集而成，聚集而成，是核内合成是核内合成蛋质的主要场所蛋质的主要场所 （4）.染色质和染色体：染色质和染色体：染色质和染色体实染色质和染色体实际上是际上是同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态。同形态。 染色质染色质 染色质的概念：在染色质的概念：

27、在细胞尚未分裂细胞尚未分裂的细胞核中，能被碱性染的细胞核中，能被碱性染料染色的料染色的纤细的网状物纤细的网状物。其是由。其是由DNA和蛋白质组成的复合体。和蛋白质组成的复合体。图：图： 染色体：染色体：在细胞分裂时，细胞核内能被在细胞分裂时，细胞核内能被碱性染料染色的具有一定数目和形态的棒碱性染料染色的具有一定数目和形态的棒状小体。状小体。染色体是染色体是由由DNADNA和蛋白质组成的。和蛋白质组成的。染色体染色体具有特定的形态、结构和一定的数目具有特定的形态、结构和一定的数目，具有，具有自我复自我复制制的能力；在细胞分裂过程中能出现连续而有规律性的变化。的能力；在细胞分裂过程中能出现连续而有

28、规律性的变化。 染色体是由染色质螺旋化卷缩而成的染色体是由染色质螺旋化卷缩而成的。当当细胞分裂结束进入间期时，染色体又逐渐松散细胞分裂结束进入间期时，染色体又逐渐松散而回复为染色质。而回复为染色质。所以说：所以说：染色质和染色体是同染色质和染色体是同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态。一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态。染色体是细胞核中最重要的组成部份。染色体是细胞核中最重要的组成部份。染色体是遗传物质的载体。染色体是遗传物质的载体。各物种的染色体都有特定的形态特征。各物种的染色体都有特定的形态特征。（一）、（一）、染色体的概念染色体的概念（二）、观察（二）、观察染色体形态和数目的最佳

29、时期染色体形态和数目的最佳时期（三）、染色体形态（三）、染色体形态（四）、染色体类型（四）、染色体类型（五）、染色体形态分析（五）、染色体形态分析二、染色体的形态二、染色体的形态染色体：在细胞分裂时，细胞核内能被染色体：在细胞分裂时，细胞核内能被碱性染料染色的具有一定数目和形态的棒碱性染料染色的具有一定数目和形态的棒状小体。状小体。 染色体是细胞核中最重要的组成部分，染色体是细胞核中最重要的组成部分，在在细胞分裂的间期，细胞分裂的间期，由于染色体分散于细由于染色体分散于细胞核中，因而一般只看到染色较深的胞核中，因而一般只看到染色较深的染色染色质，而看不到具一定形态特征的染色体。质，而看不到具一

30、定形态特征的染色体。 （一）、（一）、染色体的染色体的 概念概念二、染色体的形态二、染色体的形态观察染色体的形态结构最好的阶段是观察染色体的形态结构最好的阶段是有丝分裂中期有丝分裂中期和和中后期，中后期，因为这个阶段染因为这个阶段染色体收缩到最粗最短，也最明显和典型，色体收缩到最粗最短，也最明显和典型，并分散排在赤道板上。因此是是观察染色并分散排在赤道板上。因此是是观察染色体形态和数目的最好时期体形态和数目的最好时期 。（二）、观察（二）、观察染色体的最佳时期染色体的最佳时期二、染色体的形态二、染色体的形态 在有丝分裂在有丝分裂的中期的中期，一条一条完整的染色体完整的染色体由由着丝点、臂、着丝

31、点、臂、主缢痕、次缢主缢痕、次缢痕和随体痕和随体五部五部分构成分构成。（三）、染色体形态染色体染色体1.1.臂臂 臂：着丝臂：着丝点两端的点两端的部分，有部分，有的两臂等的两臂等长，有的长，有的不等长。不等长。 2、着丝点、着丝点 在细胞分裂过程中，着丝点在细胞分裂过程中，着丝点对染色体向两极牵引具有决对染色体向两极牵引具有决定性的作用。如果某一染色定性的作用。如果某一染色体发生断裂而形成染色体的体发生断裂而形成染色体的断片，则缺失了着丝点的断断片，则缺失了着丝点的断片将不能正常地随着细胞分片将不能正常地随着细胞分裂而分向两极，因而常会丢裂而分向两极，因而常会丢失。反之，具有着丝点的断失。反之

32、，具有着丝点的断片将不会丢失。片将不会丢失。 着丝点：着丝点： 两臂之间较细部位的一点，它是细胞分裂两臂之间较细部位的一点，它是细胞分裂时连接纺锤丝的地方，所以起名叫着丝点。时连接纺锤丝的地方，所以起名叫着丝点。它不能被染它不能被染色色。主要由蛋白质组成的。主要由蛋白质组成的。 3. 主缢痕主缢痕主缢痕：主缢痕：着丝点所着丝点所在区域的在区域的染色体缢染色体缢缩部分缩部分 4. 次缢痕次缢痕 次缢痕：次缢痕：在某些染色体的在某些染色体的一个或两个臂上还常另外有一个或两个臂上还常另外有缢缩部位，染色较淡缢缩部位，染色较淡。多在短臂一端，具有产生核仁。多在短臂一端，具有产生核仁的功能，在细胞分裂时

33、，它常常紧密联系着核仁，又的功能，在细胞分裂时，它常常紧密联系着核仁，又称为核仁组织中心。称为核仁组织中心。 例如，玉米第例如，玉米第6对染色对染色 体的次缢痕就明显地联体的次缢痕就明显地联 系着一个核仁，也有些系着一个核仁，也有些 生物在一个核中有两个生物在一个核中有两个 或几个核仁。或几个核仁。 次缢痕与主缢痕的区次缢痕与主缢痕的区别是不与着丝点连接。别是不与着丝点连接。而与核仁相连。而与核仁相连。 5. 随体随体 1、根据着丝点的位置，、根据着丝点的位置，分为四类分为四类（1）、中间着丝点染色体：）、中间着丝点染色体：V型型 （四）染色体的类型（四）染色体的类型（2）、近中着丝点染色体：

34、）、近中着丝点染色体：L型型（3）、近端着丝点染色体：棒型）、近端着丝点染色体：棒型（4）、粒状染色体：颗粒）、粒状染色体：颗粒型型 2、根据染色体的形态结构分两类、根据染色体的形态结构分两类（1 1）、同源染色体同源染色体（2）、非同源染色体）、非同源染色体着丝点位于染色着丝点位于染色体的中间，体的中间，成为中成为中间着丝点染色体，间着丝点染色体，两臂大致等长，细两臂大致等长，细胞分裂后期拉向两胞分裂后期拉向两极时呈型。极时呈型。 （1）中间着丝点染色体中间着丝点染色体 着丝点较近于染着丝点较近于染色体的一端，色体的一端，则两则两壁长短不一，形成壁长短不一，形成一个长臂和一个短一个长臂和一个

35、短臂，臂，细胞分裂后期细胞分裂后期拉向两极时呈型。拉向两极时呈型。 （2）近中着丝点染色体）近中着丝点染色体 着丝点靠近染着丝点靠近染色体末端，色体末端，则有一则有一个长臂和一个极短个长臂和一个极短的臂，的臂，细胞分裂后细胞分裂后期拉向两极时呈棒期拉向两极时呈棒型。型。 （3）近端着丝点染色体）近端着丝点染色体两臂均极短两臂均极短，细胞分裂后期拉向两，细胞分裂后期拉向两极时呈颗粒状。极时呈颗粒状。 （4）粒状染色体）粒状染色体各种生物的各种生物的染色体形态结构不仅是相对染色体形态结构不仅是相对稳定稳定的，而且大多数高等生物是的，而且大多数高等生物是二倍体二倍体，其，其2、根据染色体的形态结构分

36、类、根据染色体的形态结构分类 同源染色体：同源染色体：在生物的体细胞中，凡是大小、在生物的体细胞中，凡是大小、形态、结构和功能相同的一对染色体，互称为形态、结构和功能相同的一对染色体，互称为同源染色体。同源染色体。 同源染色体不仅形态相同，而且它们所含的同源染色体不仅形态相同，而且它们所含的基因位点也相同。基因位点也相同。（1）、同源染色体）、同源染色体（2）、非同源染色体）、非同源染色体 在生物的体细胞中，凡是形态和结构在生物的体细胞中，凡是形态和结构不同的各对染色体之间，互称为非同源染色体。不同的各对染色体之间，互称为非同源染色体。 例如，水稻有例如，水稻有24条染色体，按形态结构分，可分

37、为条染色体，按形态结构分，可分为12对同源对同源染色体，这染色体，这12对之间互称为非同源染色体。对之间互称为非同源染色体。 在细胞遗传学上可根据各对同源染色体的形态进行编号，以便在细胞遗传学上可根据各对同源染色体的形态进行编号，以便识别和研究，识别和研究， 把生物细胞核内全部染色体的形态特征把生物细胞核内全部染色体的形态特征（染色体长度、着丝点位置、长短臂比、随体（染色体长度、着丝点位置、长短臂比、随体有无等）有无等）所进行的分析，也称为染色体形态分所进行的分析，也称为染色体形态分析。析。 人类的染色体组型分析，对于鉴定和确诊人类的染色体组型分析，对于鉴定和确诊染色体疾病具有重要的作用。染色

38、体疾病具有重要的作用。 例如，人类的染色体例如，人类的染色体有有23对对(2n = 46)，其中其中22对为常染色体对为常染色体，另，另一对为性染色体一对为性染色体。 （五）染色体分析及其应用（五）染色体分析及其应用人类的染色体有人类的染色体有23对对人类的染色体人类的染色体排序排序 根据人类各对染色体的形态特征及其染色的显带根据人类各对染色体的形态特征及其染色的显带表现，把它们统一地划分为表现，把它们统一地划分为7组，分别予以编号。组，分别予以编号。人类的染色体分组人类的染色体分组人类染色体组型的分组（一）（一）、不同物种的染色体数目不同，不同物种的染色体数目不同，各物种的染色体数目差异很大

39、。各物种的染色体数目差异很大。（二）、各种生物的染色体（二）、各种生物的染色体数目都是数目都是恒定的，恒定的，而且它们在而且它们在体细胞中是成对体细胞中是成对的，的，在在性细胞中总是成单的。性细胞中总是成单的。三、染色体的数目三、染色体的数目少的只有几条，多的达近千条。例如，果蝇为少的只有几条，多的达近千条。例如，果蝇为8条，马蛔虫条，马蛔虫仅有仅有2条，而人有条，而人有46条，有一种蝴蝶为条，有一种蝴蝶为382条。条。 染色体的数目和形态特征对于染色体的数目和形态特征对于鉴定鉴定系统发育过程中物种系统发育过程中物种间的间的亲缘关系亲缘关系，特别是对植物，特别是对植物近缘类型的分类近缘类型的分

40、类，常具有重要，常具有重要的意义。的意义。现将一些生物的染色体数目列于下表：现将一些生物的染色体数目列于下表： （一）、不同物种的染色体数目不同，各物（一）、不同物种的染色体数目不同，各物种的染色体数目差异很大。种的染色体数目差异很大。三、染色体的数目三、染色体的数目一些生物的染色体数目一些生物的染色体数目部分生物的染色体数目部分生物的染色体数目物物 种种二倍体数二倍体数物物 种种二倍体数二倍体数人类人类46水稻水稻24猕猴猕猴42小麦小麦42黄牛黄牛60玉米玉米20猪猪38大麦大麦14狗狗78陆地棉陆地棉52猫猫38豌豆豌豆14马马64烟草烟草48鸡鸡78番茄番茄24鸭鸭80甘蓝甘蓝18果蝇

41、果蝇8洋葱洋葱16蜜蜂蜜蜂雌雌32雄雄16松松24通常体细胞的染色体数目用通常体细胞的染色体数目用2n表示、性细胞的染色体数目用表示、性细胞的染色体数目用n表示。表示。 例如，水稻例如，水稻2n = 24，n = 12；普通小麦；普通小麦2n = 42，n = 21；人类；人类2n = 46，n = 23；蚕豆；蚕豆2n=12 ，n=6 ，下，下图为蚕豆体细胞的染色体：图为蚕豆体细胞的染色体： （二）、各种生物的染色体数目都是恒定的，（二）、各种生物的染色体数目都是恒定的，而且它们在体细胞中是成对的，在性细胞中而且它们在体细胞中是成对的，在性细胞中总是成单的总是成单的。四、染色体的结构四、染色

42、体的结构 奥林斯等人在奥林斯等人在1974-1978年通过电子显微镜的观察和年通过电子显微镜的观察和研究，提出了：研究，提出了： 、染色质的串珠模型（见、染色质的串珠模型（见1112页图页图-、-） 、染色质螺旋化形成染色体（见图、染色质螺旋化形成染色体（见图-） 一级结构：核小体一级结构：核小体 二级结构：螺旋体二级结构：螺旋体 三级结构：超螺旋体三级结构：超螺旋体 四级结构：染色单体四级结构：染色单体 染色体是由染色质进多次螺旋化而变粗变短形染色体是由染色质进多次螺旋化而变粗变短形成的，所以说两者是同一物质在细胞分裂过程中表成的，所以说两者是同一物质在细胞分裂过程中表现的不同形态。现的不同

43、形态。 关于染色体的分析及其应用部分，因生产上用的关于染色体的分析及其应用部分，因生产上用的不多，自学。不多，自学。 染色质是一系列核小体染色质是一系列核小体相互连接成的念珠状结构。相互连接成的念珠状结构。核小体的核心是由组蛋白核小体的核心是由组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两个各两个分子构成的八聚体，在八聚分子构成的八聚体，在八聚体表面缠绕有的体表面缠绕有的 圈双螺圈双螺旋旋DNA。在相邻的两个核小。在相邻的两个核小体之间由体之间由DNA连接，称为连连接，称为连接线，在连接线部位结合有接线，在连接线部位结合有一个组蛋白分子一个组蛋白分子H1 、染色质结的串珠模型、染色质结的串珠模型图4-1

44、、染色质螺旋化形成染色体、染色质螺旋化形成染色体1.一级结构2.二级结构3.三级结构4.四级结构图 1-51-1染色体染色体 总结总结 1、原核细胞与真核细胞、原核生物与真核生物的、原核细胞与真核细胞、原核生物与真核生物的概念概念 2、真核细胞的组成、真核细胞的组成 3、具有遗传功能的细胞器、具有遗传功能的细胞器 4、染色质与染色体的、染色质与染色体的 概念概念 5、一条完整的染色体包括五部分、一条完整的染色体包括五部分 6、染色体的类别（据着丝点的位置、染色体、染色体的类别（据着丝点的位置、染色体的结构与形态分别分类）的结构与形态分别分类） 7、同源染色体与非同源染色体的概念、同源染色体与非

45、同源染色体的概念 8、染色体数目的变化规律、染色体数目的变化规律第一节的重点：第一节的重点： 一、遗传物质的存在部位不同，导致遗传一、遗传物质的存在部位不同，导致遗传规律不同。规律不同。 二、染色体的形态及数目的变化规律。二、染色体的形态及数目的变化规律。复习题：复习题： 在在38页填补充页填补充16-19题：题： 16.什么叫染色体和染色质、同源染色体和非同什么叫染色体和染色质、同源染色体和非同源染色体？源染色体？ 17.一条完整的染色体包括哪几部分？根据染色一条完整的染色体包括哪几部分？根据染色体的着丝点部位和染色体的形态结构不同，染色体的着丝点部位和染色体的形态结构不同，染色体各分为那几

46、类？体各分为那几类？ 18.染色体数目的变化规律是什么？染色体数目的变化规律是什么？ 19.遗传物质主要存在于细胞的哪些部位？遗传物质主要存在于细胞的哪些部位？ 控制性状遗传的遗传物质主要存在控制性状遗传的遗传物质主要存在于细胞核内的染色体上。所以，染色于细胞核内的染色体上。所以，染色体是遗传物质的主要载体。体是遗传物质的主要载体。 由于染色体在细胞分裂中呈现出有由于染色体在细胞分裂中呈现出有规律的变化，从而导致生物性状的有规律的变化，从而导致生物性状的有规律遗传与变异。规律遗传与变异。 因此，必须了解在因此，必须了解在细胞分裂中染色体的变化规律！细胞分裂中染色体的变化规律！-2细胞分裂与染色

47、体行为细胞分裂与染色体行为 一、细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础一、细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础二、有丝分裂与染色体行为二、有丝分裂与染色体行为三、减数分裂与染色体行为三、减数分裂与染色体行为四、有丝分裂与减数分裂的区别四、有丝分裂与减数分裂的区别-2细胞分裂与染色体行为细胞分裂与染色体行为 一、细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础一、细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础、生物进行生长繁殖所必须的三个前提：、生物进行生长繁殖所必须的三个前提： 首先首先 细胞体积的增加细胞体积的增加其次其次 遗传物质的复制遗传物质的复制 最后最后 要有一种机制保证遗传物质能从母细胞精确地要有一种机制保证遗传

48、物质能从母细胞精确地传递传递 给子细胞，这个机制即细胞分裂。给子细胞，这个机制即细胞分裂。 所以说细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础。所以说细胞分裂是生物进行生长和繁殖的基础。、细胞分裂的方式：、细胞分裂的方式： 分为两种分为两种 1、无丝分裂：、无丝分裂：也叫直接分裂：细胞核首先拉长，也叫直接分裂：细胞核首先拉长，缢裂成两部分，接着细胞质也分裂，从而成为两个细缢裂成两部分，接着细胞质也分裂，从而成为两个细胞。因为胞。因为在整个分裂过程中看不到纺锤丝，故称为无在整个分裂过程中看不到纺锤丝，故称为无丝分裂。是低等生物，如细菌等的主要分裂方式。丝分裂。是低等生物，如细菌等的主要分裂方式。 2、有丝

49、分裂：、有丝分裂：也叫间接分裂，在细胞分裂过程也叫间接分裂，在细胞分裂过程中中有纺缍丝的出现有纺缍丝的出现，故称为有丝分裂。故称为有丝分裂。高等生物的细高等生物的细胞分裂主要是以有丝分裂方式进行。有丝分裂又可分胞分裂主要是以有丝分裂方式进行。有丝分裂又可分为等数分裂与减数分裂。为等数分裂与减数分裂。二、有丝分裂与染色体行为二、有丝分裂与染色体行为二、有丝分裂与染色体行为二、有丝分裂与染色体行为 从一个新产生的细胞到它分从一个新产生的细胞到它分裂产生子细胞这一过程称为细胞周期。裂产生子细胞这一过程称为细胞周期。 高等生物的细胞周期包括高等生物的细胞周期包括细胞有丝分裂细胞有丝分裂过程及过程及两次

50、分裂之间的两次分裂之间的间期。间期。 细胞周期细胞周期可分成两个阶段：可分成两个阶段： 间期、间期、分裂期。分裂期。、细胞周期、细胞周期1、间期、间期 间期是细胞代谢、间期是细胞代谢、DNA复制的旺盛时期。复制的旺盛时期。根据根据间期间期DNA合成（复制）的特点，又合成（复制）的特点，又把间期分为三个把间期分为三个时期：时期： DNA合成前期。为合成前期。为DNA复制做准备复制做准备DNA合成（复制）期。复制结束时染色体合成（复制）期。复制结束时染色体数目增加一倍；数目增加一倍； (DNA的合成发生在的合成发生在S期期)DNA合成后期。细胞体积增大，合成后期。细胞体积增大，RNA合合成，为细胞

51、分裂奠定基础。成，为细胞分裂奠定基础。3个时期的长短因物种、个时期的长短因物种、细胞种类和生理状态而异。细胞种类和生理状态而异。 间期染色质均匀地分布于核中，在显微镜下看不到间期染色质均匀地分布于核中，在显微镜下看不到染色体。染色体。2、分裂期（、分裂期（M期）期）M是分裂期，通常是是分裂期，通常是细胞周期细胞周期中最短的中最短的时期，约占整个时期时期，约占整个时期的的5-10%的时间。的时间。蚕豆的细胞周期如下图蚕豆的细胞周期如下图细细胞胞周周期期蚕豆细胞周期蚕豆细胞周期12、有丝分裂的过程、有丝分裂的过程、有丝分裂、有丝分裂 有丝分裂是有丝分裂是体细胞产生体细胞时所体细胞产生体细胞时所进行

52、的细胞分裂进行的细胞分裂，又叫体细胞分裂或又叫体细胞分裂或等数分裂。等数分裂。1、有丝分裂的概念、有丝分裂的概念 有丝分裂包含两个紧密相连的过程：先是细胞核有丝分裂包含两个紧密相连的过程：先是细胞核分裂分裂，即核分裂为两个；，即核分裂为两个；后是细胞质分裂后是细胞质分裂，即细胞，即细胞分裂为二，各含有一个核。分裂为二，各含有一个核。 细胞分裂是一个连续的过程，但为了便于描述起见，细胞分裂是一个连续的过程，但为了便于描述起见，一般一般把细胞核分裂把细胞核分裂的变化特征分为四个时期：的变化特征分为四个时期：前期、前期、中期、后期和未期。再加上分裂前的间期，共个时中期、后期和未期。再加上分裂前的间期

53、，共个时期。期。现把这个时期细胞核和现把这个时期细胞核和染色体的变化规律染色体的变化规律描述描述如下：如下： 2、有丝分裂的过程、有丝分裂的过程（1）、间期）、间期间期染色体染色体开始逐渐缩短变粗，形成螺旋开始逐渐缩短变粗，形成螺旋状。状。此期此期每每条条染色体都含有两染色体都含有两条条染色单体，染色单体，互称为姊妹染色单体，互称为姊妹染色单体，但着丝点尚未分裂。但着丝点尚未分裂。至前期末，至前期末，核仁核仁逐渐消失，核膜开始破裂逐渐消失，核膜开始破裂，核质和细胞质融为一体，核质和细胞质融为一体，在两极出现纺缍在两极出现纺缍丝丝 。看模式图看模式图如下如下（2）、前期）、前期前期的四个时期模式

54、图前期的四个时期模式图中心体（3）、中期）、中期纺缍丝照照片片模模式式图图每个染色体的着丝点分裂为每个染色体的着丝点分裂为二，每个二，每个姊妹姊妹染色单体染色单体彼此分彼此分离，离，各独立成为一个染色体，各独立成为一个染色体，并由纺锤丝并由纺锤丝分别拉分别拉向两极。向两极。（4）、后期）、后期后 期着丝点、末期、末期末期染色体到达两极后逐渐又变得松乱细长，染色体到达两极后逐渐又变得松乱细长，染色体染色体又变为均匀的染色质，又变为均匀的染色质，在两极染色体在两极染色体四周四周出现新的核出现新的核膜。核仁膜。核仁又又重新出现。重新出现。一个细胞内形成两个子核，接一个细胞内形成两个子核，接着细胞质分

55、裂，在赤道板区域形成细胞膜，着细胞质分裂，在赤道板区域形成细胞膜，一个母细一个母细胞分裂为两个子细胞。胞分裂为两个子细胞。又恢复为分裂前的间期状态。又恢复为分裂前的间期状态。5.中期中期 6.后期后期 7.早末期早末期 8.中末期中末期 9.晚末期晚末期有丝分裂有丝分裂全过程全过程模式图模式图早前期晚前期早后期晚后期中期间期末期有丝分裂全过程有丝分裂全过程 实际上，体细胞分裂是一个连续的过实际上，体细胞分裂是一个连续的过程：程：。2个个子细胞的染色体仍为子细胞的染色体仍为2n。染色体染色体复制一次，复制一次，细胞分裂细胞分裂一次，一次，产生的产生的两个子细胞的两个子细胞的染色体数目与质染色体数

56、目与质量和母细胞完全相同。量和母细胞完全相同。3、有丝分裂的特点、有丝分裂的特点 、保持生物的遗传稳定性：保持生物的遗传稳定性：核内每个染色体准确地核内每个染色体准确地复制分裂为二，为复制分裂为二，为形成的两个子细胞在遗传组成上与母细胞完形成的两个子细胞在遗传组成上与母细胞完全一样全一样提供了基础。提供了基础。 、维持个体的正常生长和发育维持个体的正常生长和发育：复制的各对染色体复制的各对染色体有规则而均匀地分配到两个子细胞中去，从而使有规则而均匀地分配到两个子细胞中去，从而使两个子细胞与两个子细胞与母细胞具有同样质量和数量的染色体。母细胞具有同样质量和数量的染色体。 有丝分裂既有丝分裂既维持

57、生物个体的正常生长和发育，也保维持生物个体的正常生长和发育，也保证物种的连续性和稳定性。证物种的连续性和稳定性。 有丝分裂是生物进化的产物，是一种较完善和理想有丝分裂是生物进化的产物，是一种较完善和理想的细胞分裂方式，促进生物由低级向高级的进化发展的细胞分裂方式，促进生物由低级向高级的进化发展4、有丝分裂的遗传学意义、有丝分裂的遗传学意义5、有丝分裂的特殊性、有丝分裂的特殊性 多核细胞：细胞核进行多次重复分裂，多核细胞：细胞核进行多次重复分裂，细胞质不分裂，形成一个细胞中（质）细胞质不分裂，形成一个细胞中（质）具有多个核。具有多个核。 核内染色体分裂：核内染色体分裂核内染色体分裂：核内染色体分

58、裂 ，而细胞核不分裂，形成多染色体或巨型而细胞核不分裂，形成多染色体或巨型染色体。如染色体。如。 减数分裂减数分裂只发生在生殖器官的胞母细胞中。只发生在生殖器官的胞母细胞中。它有两次连续的核分裂，而染色体只复制一次，它有两次连续的核分裂，而染色体只复制一次，结果产生结果产生4个单倍体的子细胞。个单倍体的子细胞。4 个子细胞的染个子细胞的染色体数比母细胞减少一半。色体数比母细胞减少一半。三、减数分裂与染色体行为三、减数分裂与染色体行为三、减数分裂与染色体行为三、减数分裂与染色体行为、减数分裂的概念、减数分裂的过程 减数分裂包括减数分裂包括两次连续的核分裂，两次连续的核分裂，而而染色染色体只复制一

59、次体只复制一次，每个子细胞核中只有单倍数的，每个子细胞核中只有单倍数的染色体数目。染色体数目。 两次连续的核分裂分别称为两次连续的核分裂分别称为第一次分裂第一次分裂和和第二次第二次分裂分裂。每次分裂都可以分成前、中、后、末四期。其。每次分裂都可以分成前、中、后、末四期。其中最复杂和最长的时期是前期中最复杂和最长的时期是前期I，又可分为，又可分为细线期、细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。偶线期、粗线期、双线期和终变期。三、减数分裂与染色体行为三、减数分裂与染色体行为前期前期I细线期细线期偶线期偶线期粗线期粗线期双线期双线期终变期终变期中期中期I后期后期I末期末期I中间期：中间期：时间短，时

60、间短，DNA不复制不复制第二次分裂第二次分裂（是等数的）（是等数的）前期前期后期后期末期末期中期中期第一次分裂第一次分裂（是减数的）（是减数的）间期间期：G1、S、G2减数分裂过程、减数分裂的过程、减数分裂的过程两次分裂的不同、减数分裂的过程、减数分裂的过程1 1、减数分裂、减数分裂前期前期I中期中期I后期后期I第一次分裂第一次分裂（是减数的）（是减数的）末期末期I细线期细线期偶线期偶线期粗线粗线期期双线期双线期终变期终变期、减数分裂的过程、减数分裂的过程（1）、）、前期前期 I I 和有丝分裂一样，和有丝分裂一样，DNA的合成发的合成发生在间期的生在间期的S期期，但复制的产物直到晚，但复制的