园林植物遗传学大纲(修改后的)

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园林植物遗传学

绪论

遗传学的基本概念,遗传学发展简史,观赏植物遗传学研究现状。

第一章遗传的细胞学基础

1.细胞的结构与功能

根据构成生物体的基本单位,可以将生物分为:

(1)非细胞生物:包括病毒、噬菌体(细菌病毒),具有前细胞形态的构成单位;

(2)细胞生物:以细胞为基本单位的生物;根据细胞核和遗传物质的存在方式不同又可以分为:

ⅰ真核生物(eukaryote):(真核细胞)原生动物、单细胞藻类、真菌、高等植物、动物、人类

ⅱ原核生物(prokaryote):(原核细胞)细菌、蓝藻(蓝细菌)

真核细胞:细胞膜、细胞质、细胞核及(植物)细胞壁

与动物细胞不同,植物细胞具有细胞壁及穿壁胞间连丝(plasmodesma)。

2.染色体的形态和结构

采用碱性染料对未进行分裂的细胞核(间期核)染色,会发现其中具有染色较深的、纤细的网状物,称为染色质。在细胞分裂过程,核内的染色质便卷缩而呈现为一定数目和形态的染色体。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。一条染色体的两个染色单体互称为姊妹染色单体。

3.细胞的物质成分

4.细胞分裂及其生物学意义

有丝分裂包括两个紧密相连的过程:核分裂、细胞质分裂。通常有丝分裂主要是指核分裂,特别是在遗传学中更主要讨论细胞核分裂。

有丝分裂过程可分为五个时期,即:间期、前期、中期、后期、末期。

有丝分裂的遗传学意义可从两个方面来理解:①核内染色体准确复制、分裂,为两个子细胞的遗传组成与母细胞完全一样打下基础;②染色体复制产生的两条姊妹染色单体分别分配到两个子细胞中,子细胞与母细胞具有相同的染色体数目和组成。通过有丝分裂能够维持了生物个体的正常生长和发育(组织及细胞间遗传组成的一致性);并且保证了物种的连续性和稳定性(单细胞生物及无性繁殖生物个体间及世代间的遗传组成的一致性)。

减数分裂是性母细胞成熟时,配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂,又称成熟分裂。其结果是产生染色体数目减半的性细胞,所以称为减数分裂。

减数分裂的特殊性表现在:具有一定的时间性和空间性:生物个体性成熟后,动物性腺和植物造孢组织细胞中进行;连续进行两次分裂:遗传物质经过一次复制,连续两次分裂,导致染色体数目的减半。

同源染色体在第一次分裂前期(前期I,PI)相互配对(paring),也称为联会(synapsis);并且在同源染色体间发生片段的交换。

减数分裂的遗传学意义:保证了亲代与子代之间染色体数目的恒定性;双亲性母细胞(2n)经过减数分裂产生性细胞(n),实现了染色体数目的减半;雌雄性细胞融合产生的合子(及其所发育形成的后代个体)就具有该物种固有的染色体数目(2n),保持了物种的相对稳定。子代的性状遗传和发育得以正常进行。为生物的变异提供了重要的物质基础;减数分裂中期 I,二价体的两个成员的排列方向是随机的,所以后期 I 分别来自双亲的两条同源染色体随机分向两极,因而所产生的性细胞就可能会有2n种非同源染色体的组合形式(染色体重组,recombination of chromosome);另一方面,非姊妹染色单体间的交叉导致同源染色体间的片段交换(exchange of segment),使子细胞的遗传组成更加多样化,为生物变异提供更为重要的物质基础(染色体片断重组,recombination of segment)。同时这也是连锁遗传规律及基因连锁分析的基础。

5.高等植物染色体周史

生活周期的概念:指生物个体发育的全过程,也称为生活史。从合子到个体成熟和死亡所经历的一系列发育阶段。大多数有性生殖生物的生活周期都是有性世代和无性世代交替,也称世代交替

第二章遗传的基本规律

1.分离现象

2.分离假说及其验证

分离假说:性状是由独立的遗传因子决定的;遗传因子在体细胞中成对存在,有显隐性关系;形成配子时分离,在性细胞中只含一个;配子形成合子时机率均等。

验证方法:测交法、自交法、花粉测定法

3.分离定律实现的条件:

二倍体;减数分裂正常;配子形成合子机率均等;合子发育正常;分析的群体足够4.分离定律及其普遍意义

5.孟德尔的贡献:统计关系;杂交试验;因子假说

第三章遗传的基本规律

1.自由组合现象

概念:其实质是非等位基因自由组合,即一对染色体上的等位基因与另一对染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配律。

2.自由组合定律及其验证孟德尔通过杂交试验得到的。

3. 基因互作的遗传分析

(1)等位基因的相互作用:完全显性、不完全显性、超显性、镶嵌显性

(2)非等位基因的相互作用:互补作用、积加作用、重叠作用、显性上位性作用、隐性上位性作用、抑制作用

4.环境影响和基因的表型效应

(1)外界环境条件与性状表现

(2)个体发育与性状表现

(3)表形模写:表型是基因型和环境相互作用的结果。这就是说,表型受两类因子控制:①基因型—遗传;②环境。

第四章遗传的基本规律

1.遗传的染色体学说:

遗传的染色体学说与独立分配规律:位于非同源染色体上的非等位基因遗传时独立分配;如果有一些基因位于同一染色体上,必然会出现非独立分配的现象,否则各种性状的数目(基因对数)就不能超过细胞内染色体对数。

2.连锁和交换的遗传机制:

杂交试验中,原来为同一亲本所具有的两个性状在F2中不符合独立分配规律,而常有连在一起遗传的倾向,这种现象叫做连锁(linkage)遗传现象。

连锁遗传规律:连锁遗传的相对性状是由位于同一对染色体上的非等位基因间控制,具有连锁关系,在形成配子时倾向于连在一起传递;交换型配子是由于非姊妹染色单体间交换形成的。

完全连锁 (complete linkage):如果连锁基因的杂种F1(双杂合体)只产生两种亲本类型的配子,而不产生非亲本类型的配子,就称为完全连锁。

不完全连锁 (incomplete linkage):指连锁基因的杂种F1不仅产生亲本类型的配子,还会产生重组型配子。

3.连锁遗传在观赏植物上的应用

第五章数量性状的遗传

1.数量性状的基本特征

杂种后代的数量性状表现连续分布;杂种后代的数量性状对环境条件反应敏感;杂种后代的数量性状的表现也受遗传的影响;除上述特征外,还表现其他一些情况:若干性状表现