植物育種與種子生產基礎

（遺傳學）主講蘇淑欣《植物育種與種子生產基礎》緒論本節要點本節內容本節總結本節復習題本節要點：一、學習植物育種與種子生產基礎的目的二、植物育種與種子生產基礎的研究對象與任務三、遺傳學的產生與發展四、遺傳學在生產中的作用重點：遺傳與變異的概念、任務及研究對象

難點：遺傳學研究的目的、任務。

一、學習植物育種與種子生產基礎的目的隨著世界各國人口的增多，對動、植物產品的數量和質量的要求也在不斷提高。為了滿足生產上對提高產量和質量的要求，必須從兩方面著手：一是采用優良的生產技術；二是不斷選育和推廣優良新品種。在動植物生產上，推廣優良新品種是最經濟有效的措施。選育優良新品種，必須是在遺傳規律的指導下進行的。所以，必須學好植物育種與種子生產基礎（遺傳學）。二、植物育種與種子生產基礎研究的對象和任務遺傳和變異是生物界最普遍和最基本的兩個特征。1.遺傳學是研究生物遺傳和變異的科學以生物（微生物、植物、動物、人類）為研究對象㈠研究的對象

變異：指親代與子代之間、子代的不同個體間相異的現象.遺傳：指生物親代與子代相似的現象。生物有遺傳特性，才能繁衍后代，保持物種的相對穩定。生物有變異，才能使物種不斷發展和進化。變異經過人工選擇，才能育成適應生產需要的各種新品種。

2.遺傳、變異和選擇是生物進化和新品種選育的三大因素。

㈡、植物育種與種子生產基礎研究的任務

1.闡明生物遺傳和變異的現象

2.深入探索遺傳和變異的原因，

3.揭露遺傳和變異的內在規律。

4.指導動物、植物和微生物的育種實踐。

認識生物遺傳和變異的客觀規律，運用遺傳變異規律培育新品種、進行種子生產。

通過遺傳和變異的現象→尋找遺傳和變異的原因→總結遺傳和變異的規律→指導育種與種子生產。三、遺傳學的產生與發展㈠、遺傳學的建立

1、19世紀以前，人們對遺傳、變異的認識和研究

無意識選種，沒有對遺傳、變異的理論和規律進行過研究。

2、19世紀以后，人們對遺傳、變異的認識和研究

（1）拉馬克用進廢退和獲得性狀遺傳等學說。（2）達爾文發表《物種起源》著作，提出自然選擇和人工選擇的進化學說。（3）魏斯曼提出種質連續論.（4）孟德爾首次提出分離和獨立分配兩個遺傳基本規律。（1866年）

1900年兩規律被重新發現，被公認為是遺傳學建立和開始發展的一年。但是，遺傳學是貝特生于1906首先提出的。A、用進廢退學說1809年法國生物學家拉馬克(1744-1829)提出“用進廢退”的進化論觀點，由此而得出獲得性狀是可以遺傳的。提出了生物器官的用進廢退和獲得性狀遺傳等學說。B、生物進化論英國學者達爾文廣泛研究了生物遺傳變異和進化的關系，

1859年發表《物種起源》，提出了自然選擇和人工選擇的生物進化學說。有了的證明了生物是有簡單到復雜、由低級到高級逐漸進化的，否定了傳統的物種不變的觀點，成為19世紀自然科學中最偉大的成就之一。達爾文(1809-1882)C、種質連續論1883年，德國生物學家魏斯曼(1834-1914)認為：多細胞生物可分為“種質”和“體質”兩部分組成，種質是獨立的、世代連續的、能產生后代的種質和體質。體質是不連續的、不能產生種質。種質的變異將導致遺傳的變異，而環境引起的體質的變異是不連續的。遺傳學的誕生1856～1864年，奧地利的孟德爾在經過8年的豌豆雜交試驗和分析總結后，1865年2月8日在當地的科學協會上宣讀了一篇題為《植物雜交試驗》的論文，首次提出性狀分離和獨立分配兩個遺傳基本規律。但這一偉大的發現被埋沒35年后才被荷蘭的狄.弗里斯、德國的柯倫斯和奧地利的柴馬克重新證實了孟德爾的遺傳規律，確認了它的偉大意義。因此，1900年被公認為遺傳學正式建立。孟德爾(1822-1884)雜交試驗（二）遺傳學的發展

按研究的特點可分為3個時期：

1.細胞遺傳學階段（1900～1939年）：驗證了孟德爾定律的普遍意義，并使研究工作從個體水平發展到細胞水平。期間重要的研究成果有：（1）貝特生等在1906年香豌豆雜交試驗中發現性狀連鎖現象。（2）約翰生于1909年發表了“純系學說”，提出“基因”一詞。（3）1910年以后，摩爾根等用果蠅為材料，提出連鎖遺傳規律。提出基因在染色體上呈直線排列，從而使遺傳學由以前的個體遺傳學階段發展進入到細胞遺傳學階段（4）在二十世紀三十年代，提出了雜種優勢的遺傳假說。摩爾根

1910年摩爾根創立了連鎖定律并證實了基因在染色體上以直線方式排列。提出了遺傳的染色體理論。獲1933年度諾貝爾獎摩爾根(1866-1945)

2.從細胞水平向分子水平過渡時期（1940～1952年）（1）1941年比德爾等人提出“一個基因一個酶”的假說。（2）1944年阿委瑞通過肺炎鏈球菌的轉化實驗，證實了染色體是由DNA、蛋白質和少量RNA所組成，其中DNA是主要的遺傳物質。證明了DNA是遺傳物質。（3）1952年赫爾歇用大腸桿菌實驗，再次確認了DNA是遺傳物質。從而使遺傳學發展到分子遺傳學階段。比德爾和泰特姆比德爾泰特姆

(1903-1989)

(1909-1979)1940年比德爾和泰特姆提出了一個基因一個酶的假說。從而發展了微生物遺傳及生化遺傳學獲1958年度諾貝爾獎

2.從細胞水平向分子水平過渡時期（1940～1952年）阿委瑞1944年阿委瑞提出遺傳的物質基礎是DNA最應該獲得諾貝爾獎而沒有獲得，為此，諾貝爾委員會曾一度受到批評。阿委瑞

(1877-1955)3.分子遺傳學時期（1953-今）從分子水平上研究基因的本質，基因的結構和功能，遺傳物質的傳遞、表達和調控。（1）1953年沃森和克里克，提出DNA分子雙螺旋結構模式理論。（2）1958年克里克等提出遺傳的三聯密碼的推論，1961年再次得到證實；進過多人努力到1969年全部解譯出64種遺傳密碼。提出了遺傳信息傳遞的“中心法則”（3）1973年成功地實現了人工分離基因和人工合成基因，開始建立了遺傳工程這一個新的研究領域。（4）1990年美國率先發起實施了”人類基因組計劃”，經過美、英、法、德、日、中6國的合作和努力，于2001年完成了全部序列測定：人類基因有32億個堿基對。中國是1999年9月開始負責其中1%的測定工作的。（5）2002年12月我國宣布秈稻的基因組“精細圖”已經完成。沃森和克里克1953年沃森和克里克建立了DNA的雙螺旋模型結構，克里克并于1958年提出了中心法則。沃森(1928-)克里克(1916-)獲1962年諾貝爾獎

1953年4月25曰，沃森與克里克在《自然》雜志上發表：《核酸的分子結構—脫氧核糖核酸的一個結構模型》(美）（英）DNA復制遺傳密碼的破譯尼倫伯格等完成遺傳密碼的破譯(NirenbergandKhorana,1964,1965)Har

Gobind

Khorana(left)andMarshallNirenberg獲1968年諾貝爾獎遺傳密碼表遺傳密碼表以上成就說明，分子遺傳學和生物工程已成為當今生物科學領域最活躍的前沿科學，其發展之快和影響之廣是前所未有的。現代遺傳學已發展出30多個分支。

遺傳學的發展不僅推動了整個生命科學的研究，而且廣泛應用與生產實踐，為造福人類做出了巨大貢獻。

四、遺傳學在科學實驗和生產中的作用（一）遺傳學在科學實驗中的作用

遺傳研究表明：生物在外觀上千姿百態，有動物、植物、微生物之分，但不論是最低等的微生物，還是最高級的人類自己，遺傳物質是相同的，都是核酸。除了少數低等生物如病毒是RNA外，絕大多數是DNA。所以，生物的遺傳規律是通用的。我們學的遺傳規律將不僅能指導中草藥、還能指導所有植物、動物、微生物的育種工作。

㈡.遺傳學在生產中的作用

1.指導生物育種：現在的動植物生產中推廣的新品種，都是在遺傳學理論的指導下育成的，并且發揮了很大的作用。

2.工業生產：從20世紀40年代開始應用于微生物育種，培養出許多新菌種，如：抗菌素（青、鏈、慶大霉素）、處理三廢（或與貴金屬有親和力的菌種）、激素、疫苗等

3.醫學：用基因療法治療遺傳性疾病、防止遺傳學疾病的優生優育理論。

4.國防：基因武器、生物武器、人造病毒。總結

1、遺傳學：是研究生物遺傳和變異的科學。

2、遺傳：指生物親代與子代相似的現象。

3、變異：指親代與子代之間以及同一親代的子代不同個體之間相異的現象

4、研究的對象：以生物為對象

5、研究的任務：認識生物遺傳和變異的客觀規律，運用這些規律改造生物，指導植物育種與種子生產。

6、遺傳學的建立：1900年。

7、遺傳學的發展：按研究的特點可分為3個時期，細胞遺傳學階段（1900～1939年）、從細胞水平向分子水平過渡時期（1940～1952年）、分子遺傳學時期（1953-今）。記住緒論復習題

1、什么是遺傳學？遺傳學研究的對象和任務是什么？為什么要學習遺傳學？

2、舉例說明什么是遺傳、變異？新品種選育和生物進化的因素是什么？

3、遺傳學產生于那一年？它的發展可分為那幾個時期、水平和階段？

4、遺傳學在生產實踐上的作用？緒論情境一

植物性狀遺傳與變異的根源

細胞是生物體結構和生命活動的基本單位。所有的生物都是由細胞構成的。

生物的繁殖是通過一系列的細胞分裂實現的。在細胞分裂的過程中，既有遺傳，又有變異。為了深入研究生物遺傳和變異的規律，必須先對細胞的結構、細胞的分裂、在細胞分裂中染色體的行為、以及生物繁殖與遺傳表現進行了解。

第一章細胞分裂與染色體行為本章要點本章內容本章總結本章復習題本章要點：一、遺傳物質存在的部位不同，導致遺傳規律不同。

二、染色體的形態及數目的變化規律；三、減數分裂與有絲分裂中染色體的變化規律、特點、意義及區別；四、雌雄配子和種子的形成、種子各部位的遺傳效應；五、高等植物在世代交替中染色體數目的周期變化難點：一、染色體的形態，結構；

二、雌雄配子和雌雄配子體的形成

本章內容第一章

細胞分裂與染色體行為（遺傳的細胞學基礎）

第一節染色體第二節

細胞分裂與染色體行為第三節配子的形成和受精

（高等生物的繁殖）第四節

生活周期

§1-1染色體一、細胞的主要結構與功能二、染色體的形態三、染色體的數目四、染色體的結構

生物界的細胞可分為兩類：（一）、原核細胞（二）、真核細胞§１-１染色體一、細胞的主要結構和功能

1、原核細胞：只有核物質，沒有核結構的細胞。§１-１染色體

2、原核生物：由原核細胞構成的生物。如：各種細菌、藍藻等低等生物。㈠、原核細胞2、真核細胞

具有細胞核的細胞。具有真核細胞結構的生物稱為真核生物。所有的高等植物、動物，以及單細胞藻類、真菌和原生動物等都是真核生物。細胞核

（二）、細胞的主要結構和功能細胞由細胞膜、細胞質、細胞核三部分組成：1.細胞膜

細胞膜:包被細胞內原生質的一層薄膜，簡稱質膜。質膜的功能：能主動而有選擇地通透某些物質。

植物細胞：細胞膜

植物細胞不同于動物細胞，在其細胞質膜的外圍有一層由纖維素和果膠質等構成的細胞壁，對植物細胞和植物體起保護和支持作用。細胞壁上有許多微孔稱胞間連絲，是相鄰細胞間的通道，導致相鄰細胞的原生質的連續，有利于細胞間的物質轉運。細胞壁胞間連絲

2.細胞質：

在質膜內環繞著細胞核外圍的原生質，內含各種細胞器。

細胞器：細胞質內除了核以外的具有一定形態、結構和功能的物體。如：線粒體、葉綠體、核糖體、內質網、高爾基體、中心體、溶酶體和液泡等。

在線粒體、葉綠體、核糖體和內質網的上面含有遺傳物質ＤＮＡ，它們是細胞質內遺傳物質的載體。由細胞質內的遺傳物質控制的性狀遺傳叫細胞質遺傳，其遺傳特點將在第七章介紹。①、線粒體

是細胞里氧化作用和呼吸作用的中心；具有遺傳功能，所以是遺傳物質的主要載體之一②、葉綠體

葉綠體是綠色植物細胞中所特有的一種細胞器。主要功能：一是進行光合作用，合成碳水化合物等有機物質；二是具有遺傳功能，也是遺傳物質的載體之一．因為葉綠體含有DNA、RNA及核糖體。③、核糖體

核糖體是蛋白質合成的主要場所，由蛋白質和RNA所組成。核糖體可以游離在細胞質中或核里，也可以附著在內質網上。在線粒體和葉綠體中也都含有核糖體。動畫(核糖體)④、內質網

是在真核細胞質中廣泛分布的膜相結構。把質膜和核膜連成一個完整的膜體系，為細胞空間提供了支架作用。

細胞核

3、細胞核核仁核液核膜核膜孔細胞核

細胞核是遺傳物質集聚的主要場所，它對控制細胞發育和性狀遺傳都起主導作用。細胞核一般為圓球形。核膜核液核仁染色質

細胞核細胞核由核膜、核液、核仁和染色質四部分組成。

（1）.核膜：核外層的雙層膜。

（2）.核液：核內呈透明狀的粘稠物質，內含核仁和染色質。

（3）.核仁：主要是由蛋白質和RNA聚集而成，是核內合成蛋質的主要場所

（4）.染色質和染色體：染色質和染色體實際上是同一物質在細胞分裂過程中所表現的不同形態。

染色質

染色質的概念：在細胞尚未分裂的細胞核中，能被堿性染料染色的纖細的網狀物。其是由DNA和蛋白質組成的復合體。圖：

染色體：在細胞分裂時，細胞核內能被堿性染料染色的具有一定數目和形態的棒狀小體。染色體是由DNA和蛋白質組成的。雌雄果蠅體細胞染色體圖ⅡⅡⅡⅡⅢⅢⅢⅢⅣⅣ染色體具有特定的形態、結構和一定的數目，具有自我復制的能力；在細胞分裂過程中能出現連續而有規律性的變化。染色體是由染色質螺旋化卷縮而成的。當細胞分裂結束進入間期時，染色體又逐漸松散而回復為染色質。所以說：染色質和染色體是同一物質在細胞分裂過程中所表現的不同形態。染色體是細胞核中最重要的組成部份。染色體是遺傳物質的載體。各物種的染色體都有特定的形態特征。（一）、染色體的概念（二）、觀察染色體形態和數目的最佳時期（三）、染色體形態（四）、染色體類型（五）、染色體形態分析二、染色體的形態

染色體：在細胞分裂時，細胞核內能被堿性染料染色的具有一定數目和形態的棒狀小體。染色體是細胞核中最重要的組成部分，在細胞分裂的間期，由于染色體分散于細胞核中，因而一般只看到染色較深的染色質，而看不到具一定形態特征的染色體。（一）、染色體的概念二、染色體的形態

觀察染色體的形態結構最好的階段是有絲分裂中期和中后期，因為這個階段染色體收縮到最粗最短，也最明顯和典型，并分散排在赤道板上。因此是是觀察染色體形態和數目的最好時期。（二）、觀察染色體的最佳時期二、染色體的形態

在有絲分裂的中期，一條完整的染色體由著絲點、臂、主縊痕、次縊痕和隨體五部分構成。（三）、染色體形態染色體1.臂臂：著絲點兩端的部分，有的兩臂等長，有的不等長。染色體的形態

2、著絲點在細胞分裂過程中，著絲點對染色體向兩極牽引具有決定性的作用。如果某一染色體發生斷裂而形成染色體的斷片，則缺失了著絲點的斷片將不能正常地隨著細胞分裂而分向兩極，因而常會丟失。反之，具有著絲點的斷片將不會丟失。染色體的形態

著絲點：兩臂之間較細部位的一點，它是細胞分裂時連接紡錘絲的地方，所以起名叫著絲點。它不能被染色。主要由蛋白質組成的。

3.主縊痕主縊痕：著絲點所在區域的染色體縊縮部分染色體的形態

4.次縊痕次縊痕：在某些染色體的一個或兩個臂上還常另外有縊縮部位，染色較淡。多在短臂一端，具有產生核仁的功能，在細胞分裂時，它常常緊密聯系著核仁，又稱為核仁組織中心。

例如，玉米第6對染色體的次縊痕就明顯地聯系著一個核仁，也有些生物在一個核中有兩個或幾個核仁。

染色體的形態次縊痕與主縊痕的區別是不與著絲點連接。而與核仁相連。

5.隨體隨體：次縊痕的末端所具有的圓形或略呈長形的突出體，其長短不同，直徑與染色體的臂相同或較小，甚至看不清。染色體的形態

1、根據著絲點的位置，分為四類（1）、中間著絲點染色體：V型

（四）染色體的類型（2）、近中著絲點染色體：L型（3）、近端著絲點染色體：棒型（4）、粒狀染色體：顆粒型

2、根據染色體的形態結構分兩類（1）、同源染色體（2）、非同源染色體著絲點位于染色體的中間，成為中間著絲點染色體，兩臂大致等長，細胞分裂后期拉向兩極時呈Ｖ型。（1）中間著絲點染色體著絲點較近于染色體的一端，則兩壁長短不一，形成一個長臂和一個短臂，細胞分裂后期拉向兩極時呈Ｌ型。（2）近中著絲點染色體著絲點靠近染色體末端，則有一個長臂和一個極短的臂，細胞分裂后期拉向兩極時呈棒型。（3）近端著絲點染色體兩臂均極短，細胞分裂后期拉向兩極時呈顆粒狀。（4）粒狀染色體4、顆粒狀染色體

各種生物的染色體形態結構不僅是相對穩定的，而且大多數高等生物是二倍體，其體細胞內染色體數目一般是成對存在的。2、根據染色體的形態結構分類雌雄果蠅體細胞染色體圖ⅡⅡⅡⅡⅢⅢⅢⅢⅣⅣ二倍體細胞具有二套染色體，分別來自于兩個親本，每對染色體的兩個成員被稱為同源染色體，單倍體真核細胞僅有一套染色體。

同源染色體：在生物的體細胞中，凡是大小、形態、結構和功能相同的一對染色體，互稱為同源染色體。

同源染色體不僅形態相同，而且它們所含的基因位點也相同。（1）、同源染色體（2）、非同源染色體

非同源染色體：在生物的體細胞中，凡是形態和結構不同的各對染色體之間，互稱為非同源染色體。

例如，水稻有24條染色體，按形態結構分，可分為12對同源染色體，這12對之間互稱為非同源染色體。在細胞遺傳學上可根據各對同源染色體的形態進行編號，以便識別和研究，----染色體形態分析。

把生物細胞核內全部染色體的形態特征（染色體長度、著絲點位置、長短臂比、隨體有無等）所進行的分析，也稱為染色體形態分析。人類的染色體組型分析，對于鑒定和確診染色體疾病具有重要的作用。例如，人類的染色體有23對(2n=46)，其中22對為常染色體，另一對為性染色體。（五）染色體分析及其應用人類的染色體有23對人類的染色體排序

根據人類各對染色體的形態特征及其染色的顯帶表現，把它們統一地劃分為7組，分別予以編號。人類的染色體分組人類染色體組型的分組（一）、不同物種的染色體數目不同，各物種的染色體數目差異很大。（二）、各種生物的染色體數目都是恒定的，而且它們在體細胞中是成對的，在性細胞中總是成單的。三、染色體的數目

少的只有幾條，多的達近千條。例如，果蠅為8條，馬蛔蟲僅有2條，而人有46條，有一種蝴蝶為382條。

染色體的數目和形態特征對于鑒定系統發育過程中物種間的親緣關系，特別是對植物近緣類型的分類，常具有重要的意義。現將一些生物的染色體數目列于下表：

（一）、不同物種的染色體數目不同，各物種的染色體數目差異很大。三、染色體的數目一些生物的染色體數目部分生物的染色體數目物種二倍體數物種二倍體數人類46水稻24獼猴42小麥42黃牛60玉米20豬38大麥14狗78陸地棉52貓38豌豆14馬64煙草48雞78番茄24鴨80甘藍18果蠅8洋蔥16蜜蜂雌32雄16松24

通常體細胞的染色體數目用2n表示、性細胞的染色體數目用n表示。例如，水稻2n=24，n=12；普通小麥2n=42，n=21；人類2n=46，n=23；蠶豆2n=12，n=6，下圖為蠶豆體細胞的染色體：

（二）、各種生物的染色體數目都是恒定的，而且它們在體細胞中是成對的，在性細胞中總是成單的。四、染色體的結構

奧林斯等人在1974-1978年通過電子顯微鏡的觀察和研究，提出了：㈠、染色質的串珠模型（見11～12頁圖１-４、-５）㈡、染色質螺旋化形成染色體（見圖１-６）一級結構：核小體二級結構：螺旋體三級結構：超螺旋體四級結構：染色單體染色體是由染色質進多次螺旋化而變粗變短形成的，所以說兩者是同一物質在細胞分裂過程中表現的不同形態。關于染色體的分析及其應用部分，因生產上用的不多，自學。染色質是一系列核小體相互連接成的念珠狀結構。核小體的核心是由組蛋白H2A、H2B、H3、H4各兩個分子構成的八聚體，在八聚體表面纏繞有的圈雙螺旋DNA。在相鄰的兩個核小體之間由DNA連接，稱為連接線，在連接線部位結合有一個組蛋白分子H1

㈠、染色質結的串珠模型圖4-1㈡、染色質螺旋化形成染色體1.一級結構2.二級結構3.三級結構4.四級結構圖1-5§1-1染色體

總結

1、原核細胞與真核細胞、原核生物與真核生物的概念2、真核細胞的組成3、具有遺傳功能的細胞器4、染色質與染色體的概念5、一條完整的染色體包括五部分6、染色體的類別（據著絲點的位置、染色體的結構與形態分別分類）7、同源染色體與非同源染色體的概念8、染色體數目的變化規律第一節的重點：一、遺傳物質的存在部位不同，導致遺傳規律不同。二、染色體的形態及數目的變化規律。復習題：在38頁填補充16-19題：

16.什么叫染色體和染色質、同源染色體和非同源染色體？

17.一條完整的染色體包括哪幾部分？根據染色體的著絲點部位和染色體的形態結構不同，染色體各分為那幾類？

18.染色體數目的變化規律是什么？

19.遺傳物質主要存在于細胞的哪些部位？

控制性狀遺傳的遺傳物質主要存在于細胞核內的染色體上。所以，染色體是遺傳物質的主要載體。由于染色體在細胞分裂中呈現出有規律的變化，從而導致生物性狀的有規律遺傳與變異。因此，必須了解在細胞分裂中染色體的變化規律！§１-2細胞分裂與染色體行為

一、細胞分裂是生物進行生長和繁殖的基礎二、有絲分裂與染色體行為三、減數分裂與染色體行為四、有絲分裂與減數分裂的區別§１-2

細胞分裂與染色體行為

一、細胞分裂是生物進行生長和繁殖的基礎㈠、生物進行生長繁殖所必須的三個前提：首先細胞體積的增加其次遺傳物質的復制最后要有一種機制保證遺傳物質能從母細胞精確地傳遞給子細胞，這個機制即細胞分裂。所以說細胞分裂是生物進行生長和繁殖的基礎。㈡、細胞分裂的方式：分為兩種

1、無絲分裂：也叫直接分裂：細胞核首先拉長，縊裂成兩部分，接著細胞質也分裂，從而成為兩個細胞。因為在整個分裂過程中看不到紡錘絲，故稱為無絲分裂。是低等生物，如細菌等的主要分裂方式。

2、有絲分裂：也叫間接分裂，在細胞分裂過程中有紡綞絲的出現，故稱為有絲分裂。高等生物的細胞分裂主要是以有絲分裂方式進行。有絲分裂又可分為等數分裂與減數分裂。㈠、細胞周期㈡、有絲分裂二、有絲分裂與染色體行為二、有絲分裂與染色體行為

細胞周期：從一個新產生的細胞到它分裂產生子細胞這一過程稱為細胞周期。

高等生物的細胞周期包括細胞有絲分裂過程及兩次分裂之間的間期。

細胞周期可分成兩個階段：間期、分裂期。㈠、細胞周期1、間期間期是細胞代謝、DNA復制的旺盛時期。根據間期DNA合成（復制）的特點，又把間期分為三個時期：

G1期、S期和G2期1、G1期：DNA合成前期。為DNA復制做準備2、S期：DNA合成（復制）期。復制結束時染色體數目增加一倍；(DNA的合成發生在S期)3、G2期：DNA合成后期。細胞體積增大，RNA合成，為細胞分裂奠定基礎。3個時期的長短因物種、細胞種類和生理狀態而異。間期染色質均勻地分布于核中，在顯微鏡下看不到染色體。2、分裂期（M期）M是分裂期，通常是細胞周期中最短的時期，約占整個時期的5-10%的時間。蠶豆的細胞周期如下圖細胞周期DAN合成期S期,40%2-4nDNADAN合成的后期G2期,25%4nDNADAN合成的前期G1期,25%2nDNA分裂期M期10%蠶豆的細胞周期各時期的具體時間如下：蠶豆細胞周期

蠶豆的有絲分裂周期共19.5小時，其中：分裂期：M期僅為2小時間期：為17.5小時，其中：

G1為5小時，

S期為7.5小時，

G2為5小時12、有絲分裂的過程1、有絲分裂的概念㈡、有絲分裂

19世紀末，福萊明(1882)和布朗

(1891)分別發現了有絲分裂和減數分裂，為遺傳的染色體學說提供了理論基礎3、有絲分裂的特點4、有絲分裂的遺傳學意義

5、有絲分裂的特殊性

有絲分裂是體細胞產生體細胞時所進行的細胞分裂，又叫體細胞分裂或等數分裂。㈡、有絲分裂1、有絲分裂的概念有絲分裂產生兩個子核，它們含有相同的染色體數和遺傳信息。

有絲分裂包含兩個緊密相連的過程：先是細胞核分裂，即核分裂為兩個；后是細胞質分裂，即細胞分裂為二，各含有一個核。

細胞分裂是一個連續的過程，但為了便于描述起見，一般把細胞核分裂的變化特征分為四個時期：前期、中期、后期和未期。再加上分裂前的間期，共５個時期。現把這５個時期細胞核和染色體的變化規律描述如下：2、有絲分裂的過程㈡、有絲分裂

兩次細胞分裂之間的時期。此期只能看到細胞核內一團如亂麻狀細長的細胞質。但是染色體在間期已進行了復制，每條染色體已復制成了兩條染色單體。此期根據ＤＮＡ合成的特點又可分為G1(DNA合成前期)、S(DNA合成期)、G2(DNA合成后期)三個時期。由1條染色體復制成的2條染色單體，在著絲點未斷開前稱為染色單體。（1）、間期間期㈡、有絲分裂

染色體開始逐漸縮短變粗，形成螺旋狀。此期每條染色體都含有兩條染色單體，互稱為姊妹染色單體，但著絲點尚未分裂。至前期末，核仁逐漸消失，核膜開始破裂，核質和細胞質融為一體，在兩極出現紡綞絲。看模式圖如下（2）、前期㈡、有絲分裂前期的四個時期模式圖染色體核仁早前期中心體晚前期㈡、有絲分裂（3）、中期紡綞絲照片模式圖

核仁和核膜均已消失，細胞內出現由來自兩極的紡錘絲所構成的紡錘體。各個染色體的著絲點均排列在紡錘體中間的赤道面上。由于此期染色體最粗最短，又都排在赤道面上，染色體具有典型的形狀，因此是進行染色體鑒別和計數的最好時期。㈡、有絲分裂

每個染色體的著絲點分裂為二，每個姊妹染色單體彼此分離，各獨立成為一個染色體，并由紡錘絲分別拉向兩極。（4）、后期后期著絲點㈡、有絲分裂⑤、末期末期

染色體到達兩極后逐漸又變得松亂細長，染色體又變為均勻的染色質，在兩極染色體四周出現新的核膜。核仁又重新出現。一個細胞內形成兩個子核，接著細胞質分裂，在赤道板區域形成細胞膜，一個母細胞分裂為兩個子細胞。又恢復為分裂前的間期狀態。㈡、有絲分裂5.中期6.后期7.早末期

8.中末期9.晚末期有絲分裂全過程模式圖早前期晚前期早后期晚后期中期間期末期有絲分裂全過程實際上，體細胞分裂是一個連續的過程：染色體在間期復制，前期螺旋，中期排列，后期分裂，末期子細胞形成。2個子細胞的染色體仍為2n。

染色體復制一次，細胞分裂一次，產生的兩個子細胞的染色體數目與質量和母細胞完全相同。3、有絲分裂的特點㈡、有絲分裂

①、保持生物的遺傳穩定性：核內每個染色體準確地復制分裂為二，為形成的兩個子細胞在遺傳組成上與母細胞完全一樣提供了基礎。

②、維持個體的正常生長和發育：復制的各對染色體有規則而均勻地分配到兩個子細胞中去，從而使兩個子細胞與母細胞具有同樣質量和數量的染色體。有絲分裂既維持生物個體的正常生長和發育，也保證物種的連續性和穩定性。

有絲分裂是生物進化的產物，是一種較完善和理想的細胞分裂方式，促進生物由低級向高級的進化發展4、有絲分裂的遺傳學意義㈡、有絲分裂5、有絲分裂的特殊性多核細胞：細胞核進行多次重復分裂，細胞質不分裂，形成一個細胞中（質）具有多個核。核內染色體分裂：核內染色體分裂，而細胞核不分裂，形成多染色體或巨型染色體。如果蠅的唾腺染色體。㈡、有絲分裂

減數分裂只發生在生殖器官的胞母細胞中。它有兩次連續的核分裂，而染色體只復制一次，結果產生4個單倍體的子細胞。4個子細胞的染色體數比母細胞減少一半。（一）、減數分裂的概念（二）、減數分裂的過程（三）、減數分裂的特點（四）、減數分裂的遺傳學意義三、減數分裂與染色體行為三、減數分裂與染色體行為

減數分裂（又稱成熟分裂）：是在性母細胞成熟時、配子形成過程中所發生的一種特殊的有絲分裂。因為這種分裂所形成的子細胞的染色體數目減少了一半，故稱為減數分裂例如玉米的體細胞染色體數2n=20，減數分裂后形成的性細胞的染色體數是母細胞染色體數目的一半，即n=10。減數分裂只發生在生殖器官的孢母細胞中。是配子形成過程中進行的一種特殊的有絲分裂。㈠、減數分裂的概念㈡、減數分裂的過程

減數分裂包括兩次連續的核分裂，而染色體只復制一次，每個子細胞核中只有單倍數的染色體數目。兩次連續的核分裂分別稱為第一次分裂和第二次分裂。每次分裂都可以分成前、中、后、末四期。其中最復雜和最長的時期是前期I，又可分為細線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期。三、減數分裂與染色體行為前期I細線期偶線期粗線期雙線期終變期中期I后期I末期I減數分裂過程中間期：時間短，DNA不復制第二次分裂（是等數的）前期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ中期Ⅱ第一次分裂（是減數的）間期：G1、S、G2減數分裂過程兩次分裂的不同㈡、減數分裂的過程兩次分裂的不同第一次分裂是減數的；第二次分裂是等數的。第一次分裂復雜，時間長；第二次分裂同一般的有絲分裂。㈡、減數分裂的過程1、減數分裂Ⅰ前期I中期I后期I第一次分裂（是減數的）末期I細線期偶線期粗線期雙線期終變期

第一次分裂是同源染色體的分離，是減數的，由２n減數為n。㈡、減數分裂的過程（1）、前期I

和有絲分裂一樣，DNA的合成發生在間期的S期，但復制的產物直到晚前期I才能看見。前期I經歷時間較長，又可分為五個亞時期。分別是細線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期1、減數分裂Ⅰ①、細線期

染色體細長如線，由于間期染色體已經復制，每個染色體都是由共同的一個著絲點聯系的兩條染色單體所組成。核仁依然存在。在細線期和整個的前期中染色體持續地濃縮。1、減數分裂Ⅰ

（1）、前期I②、偶線期

各對同源染色體分別配對，出現聯會現象。聯會了的一對同源染色體稱為二價體。1、減數分裂Ⅰ

（1）、前期I聯會:同源染色體的兩個成員側向連接，像拉鏈一樣地并排配對稱為聯會。聯會始于偶線期，中止在雙線期。聯會1、減數分裂Ⅰ

（1）、前期I

二價體逐漸螺旋化縮短加粗，因為每個二價體包含了四條染色體單體，故又稱為四合體。在粗線期非姊妹染色單體間可能發生片段交換，這將造成遺傳物質的重新組合（這是連鎖與交換定律的細胞學基礎）。如右圖：③、粗線期1、減數分裂Ⅰ

（1）、前期I姊妹染色單體非姊妹染色單體交換染色體斷裂姊妹染色單體：一個染色體中的兩條染色單體互稱為姊妹染色單體。

非姊妹染色單體：四合體中不同染色體的染色單體互稱為非姊妹染色單體。交換圖解1、減數分裂Ⅰ

（1）、前期I

四合體繼續縮短變粗，各個聯會了的二價體因非姊妹染色單體相互排斥而松懈，但仍被一至幾個交叉聯結在一起。在非姊妹染色單體間可見交叉結，這種交叉現象就在是粗線期發生非姊妹染色體之間某些片段交換的結果。④、雙線期1、減數分裂Ⅰ

（1）、前期I

染色體螺旋化到最粗最短。交叉向二價體的兩端移動，逐漸接近于未端，出現交叉端化。如右圖：

交叉端化：在著絲點兩側的交叉向兩端移動的現象。⑤、終變期1、減數分裂Ⅰ

（1）、前期I細線期偶線期粗線期雙線期終變期前期I圖解1、減數分裂Ⅰ

（1）、前期I前期

I圖解終變期細線期偶線期粗線期雙線期中期Ⅰ

核仁、核膜消失，紡錘絲出現。每個二價體的同源染色體都排在赤道面上，紡錘絲與各染色體的著絲點連接每個二價體內的兩條同源染色體被牽向哪一極是隨機的。此時二價體尚未解體，所以也是鑒定染色體數目的最好時期。（2）、中期I中期I1、減數分裂Ⅰ

此期最顯著的特點是聯會的二價體分離。

由于紡錘絲的牽引，各二價體的兩個同源染色體彼此分開。向兩極移動，每一極只分到每對同源染色體中的一個（這是分離定律的遺傳學礎）。各個非同源染色體之間可以自由組合，有n條染色體就會有2n個組合，形成2n

種配子（這是自由組合定律的細胞學基礎）。由于著絲點沒有分裂，每個染色體仍包含兩條染色單體。如圖：（3）、后期I1、減數分裂Ⅰ

染色體移到兩極后，松散變細，逐漸形成兩個子核；同時細胞質分為兩部分，于是形成兩個子細胞，稱為二分體或二分孢子。每個子細胞中只含有n條染色體．（4）、末期I

總結第一次減數分裂染色體的變化特點：細線期：細長如線偶線期：聯會前期I粗線期：交換雙線期：交叉結終變期：交叉端化中期I：各二價體排在赤道面上后期I：二價體分離末期I：子細胞形成、減數1、減數分裂Ⅰ2、減數分裂Ⅱ第二次分裂（是等數的）前期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ中期Ⅱ

第二次分裂：是每個染色體的兩個染色單體的分離，所以是等數分裂。㈡、減數分裂的過程

與有絲分裂的前期一樣，每個染色體具有兩條染色單體。著絲點仍連接在一起，但染色單體彼此散得很開。（1）、前期II㈡、減數分裂的過程

每個染色體排列在各分裂細胞赤道面上。紡綞絲附著在著絲點上。染色單體從彼此相聯逐漸部分地分離。（2）、中期II㈡、減數分裂的過程

著絲點分裂為二，各個染色單體由紡錘絲分別拉向兩極。（3）、后期II㈡、減數分裂的過程

（4）、末期II拉到兩級的染色體形成新的子核，同時細胞質又分為兩部分。這樣經過兩次分裂，形成四個子細胞，稱為四分體或四分孢子。各細胞的核里只有最初母細胞的半數染色體，即從2n減數為n。如圖：

㈡、減數分裂的過程中期I后期I末期I中期II后期II

減數分裂染色體變化圖解減數分裂過程中染色體的變遷前期I中期I染色體數為2n。后期I中期II染色體數目由2nn。但每個染色體仍保持有兩條染色單體。后期II末期II染色體數目為n。在后期II，每個著絲點都一分為二，隨后每個染色體的2個染色單體分開。進入每個子細胞中去的只是一條染色體。㈡、減數分裂的過程

㈢、減數分裂的特點：

１、各對同源染色體在前期Ⅰ的偶線期發生配對或稱聯會（若無聯會，就不會產生減半的效果）。２、各對同源染色體的非姊妹染色單體在前期Ⅰ的粗線期發生片段交換，造成遺傳物質的交換而產生變異。３、各對同源染色體在后期Ⅰ彼此分開時，非同源染色體之間自由組合，造成遺傳物質的重新組合而產生變異。４、染色體只復制一次，但細胞分裂兩次，因此產生的四個子細胞的染色體數目是母細胞的一半．㈣、減數分裂的遺傳學意義

１、減數分裂使含有2n條染色體的體細胞分裂產生含有n條染色體的性細胞，２個具有n條染色體的雌雄性細胞經過受精結合形成合子，受精卵（合子）的染色體數目又恢復為２n。從而保證了各物種的親代與子代間染色體數目的恒定性和性狀的相對穩定性。

2、減數分裂時，非同源染色體之間的自由組合（2n種）和非姊妹染色單體之間的片斷交換，是實現基因重組的2種重要方式，從而造成生物性狀的變異，為生物的多樣性提供了重要的物質基礎。基因重組的2種方式------三、減數分裂與染色體行為各對同源染色體中的兩個成員在后期Ｉ分向兩極是隨機的，即一對染色體的分離與任何另一對染色體的分離不發生關聯，各個非同源染色體之間均可能自由組合在一個子細胞里，因此，有n對染色體，就可能有2n種自由組合方式。２對染色體可產生22=

４種配子。YyRr→YRyrYr

yR

例如，水稻2n=24、n＝12，其非同源染色體分離時的可能組合數為212=4096。各個子細胞之間在染色體組成上將可能出現多種多樣的組合。

（1）、非同源染色體之間的自由組合。㈣、減數分裂的遺傳學意義

2、基因重組的2種方式

非姊妹染色單體之間的片段交換。使其所攜帶的遺傳物質也發生交換，造成遺傳物質的重新組合。

以上兩種遺傳物質重組，都為生物的變異提供了重要的物質基礎。（2）、同源染色體的非姊妹染色單體之間的片段交換。㈣、減數分裂的遺傳學意義

2、基因重組的2種方式四、減數分裂與有絲分裂的比較

減數分裂是特殊方式的有絲分裂，兩者既有共同點，又有不同特點。1、有絲分裂與減數分裂的共同點：兩者的相同點主要體現在：都發生染色體復制，都出現紡錘絲形成紡錘體。2、有絲分裂與減數分裂的不同點：在發生部位、時間、染色體行為、子細胞性質等方面同。兩者的不同點如表1。有絲分裂減數分裂分裂的時空營養生長時期生殖生長時期分裂的細胞分生組織的體細胞內生殖器官的造孢細胞內前期Ⅰ同源染色體不聯會聯會中期Ⅰ排在赤道面上的是１條染色體（２個染色單體）１對同源染色體（４個染色單體）中期Ⅰ觀察到的染色體數為２n條n對中期Ⅰ來自兩極的紡錘絲共同拉１個著絲點分別拉１個著絲點后期Ⅰ染色體的著絲點分裂不分裂著絲點的分裂時期后期后期Ⅱ后期Ⅰ拉向兩極的是染色單體染色體（含兩條染色單體）細胞分裂的次數12染色體復制次數11產生的子細胞數目24子細胞的染色體數目不減半（２n）減半（n）母細胞的一半同源染色體的分離與非同源染色體的自由組合不發生發生子細胞的類型體細胞和原始生殖細胞成熟生殖細胞表1、有絲分裂與減數分裂的區別§１-2細胞分類與染色體行為

—總結1、分裂周期2、有絲分裂的特點及遺傳學意義3、減數分裂過程，每一時期染色體的變化、特點及遺傳學意義4、何為聯會、姊妹單染色體、非姊妹染色單體、二價體、四聯體5、有絲分裂與減數分裂的區別

§１-2重點：

在有絲分裂和減數分裂中，染色體的變化規律、特點、意義。作業題：

37頁：1、2、3、5、7、8、9、10。補充16題的名詞：染色單體、姊妹染色單體與非姊妹染色單體、二價體與四合體、有絲分裂與減數分裂。§１-３配子的形成和受精一、生物的生殖方式二、雌雄配子的形成三、授粉、受精與種子形成四、直感現象五、無融合生殖六、生活周期㈠、無性生殖1、無性生殖的概念2、無性生殖的特點㈡、有性生殖1、有性生殖的概念2、有性生殖的特點

§１-３配子的形成和受精

一、生物的生殖方式

1、無性生殖的概念：通過不通過雌雄配子的結合，直接用親本營養體的分割而產生后代個體。

（營養體生殖）如利用根、莖、葉的分株、扦插、嫁接等繁殖后代。

2、無性生殖的特點：

無性繁殖是通過體細胞的有絲分裂使體細胞增多增大的。所以，后代與親代具有相同的遺傳物質、相似的性狀，沒有變異．

一、生物的生殖方式

㈠、無性生殖

1、有性生殖的概念：通過親本的雌配子和雄配子受精結合形成合子，再由合子進一步細胞分裂、分化和發育而產生后代的生殖方式。這是最普遍、最重要的生殖方式，絕大多數動、植物都是有性生殖的。

2、有性生殖的特點：有性繁殖的后代具有雙親的遺傳物質，具有更大的生活力和變異力，為選擇和育種提供了條件。

㈡、有性生殖一、生物的生殖方式二、雌雄配子的形成㈠、高等動物的雌雄配子形成

㈡、高等植物的雌雄配子形成

§１-３配子的形成和受精㈠、高等動物的雌雄配子形成高等動物都是雌雄異體的，在胚胎時就分化出生殖腺，生殖腺中有許多性原細胞．

1.雌配子的形成：在雌性個體的生殖腺（卵巢）中有卵原細胞（2n），其通過有絲分裂、減數分裂形成一個卵細胞（n）和三個極體（解體）。

2.雄配子的形成：在雄性個體的生殖腺（睪丸）中有精原細胞（2n）

，其通過有絲分裂、減數分裂形成四個精子（n）

。

§１-３配子的形成和受精二、雌雄配子的形成圖１-16高等動物雌雄配子形成過程每個初級卵母細胞經過減數分裂，只產生1個有效的卵細胞。每個初級精母細胞經過減數分裂，產生4個精子。

§１-３配子的形成和受精二、雌雄配子的形成㈡、高等植物的雌雄配子形成

高等植物有性生殖的全部過程是在花器里進行的。（包括減數分裂產生卵細胞和精子、受精結合為合子、合子經過一系列有絲分裂產生種子）

1、雌配子及雌配子體的形成2、雄配子及雄配子體的形成

植物的雌蕊和雄蕊1.花粉粒2.花藥3.花絲4.子房5.子房壁6.珠被7.珠心8.珠孔9.柱頭10.花柱11.花粉管12.胚囊

§１-３配子的形成和受精二、雌雄配子的形成雄蕊和雌蕊內的孢原細胞經過減數分裂發育成為雄配子和雌配子，即精子和卵細胞。如圖：每個大孢子母細胞經過減數分裂，只產生1個有效的大孢子，1個卵子。每個小孢子母細胞經過減數分裂，產生4個小孢子，8個精子。圖1-17高等植物雌雄配子形成的過程高等植物雌雄配子形成的過程即成熟的3核花粉粒雌配子體：即成熟的8核胚囊2個極核(n)3個反足細胞(n)2個助細胞(n)

1個卵細胞（n)：又叫雌配子雄配子體：

2個精細胞(n)：又叫雄配子1個營養核（n)㈡、高等植物的雌雄配子形成三、授粉、受精與種子形成㈠、授粉㈡、受精㈢、種子的形成及各部分的遺傳效應

§１-３配子的形成和受精㈠、授粉三、授粉、受精與種子形成授粉：成熟的花粉粒落在雌蕊柱頭上的過程。根據花粉的來源不同，植物的授粉方式可分為三大類：自花授粉、異花授粉、常異花授粉。㈡、受精植物雙受精：成熟的花粉粒落在雌蕊柱頭上，花粉粒萌發出花粉管，穿過花柱、子房和珠孔，伸入胚囊，一個精核(n)與卵細胞(n)受精結合為合子(2n)，將來發育成胚，另一精核(n)與兩個極核(n)受精結合為胚乳核(3n)，將來發育成胚乳的過程。三、授粉、受精與種子形成受精：生物的雄配子(精子)與雌配子(卵細胞)融合成合子的過程。

通過雙受精后發育成種子，

胚（2ｎ）胚的遺傳組成：一半來自母本，一半來自父本；胚乳（3ｎ）胚乳的遺傳組成：2ｎ來自母本，ｎ來自父本。

種皮（2ｎ）種皮或果皮是由珠被和子房壁發育而成的，是母本花朵的營養組織，與雙受精過程無聯系.

㈢、種子的形成及各部分的遺傳效應三、授粉、受精與種子形成種子種子播種后，胚乳和種皮提供萌發和生長所需的營養并逐漸解體，故不具有遺傳效應，只有2ｎ的胚才具有遺傳效應，由其長成2ｎ的植株，并影響下一代的性狀表現。

在雜交當代母本植株所結的種子或果實上直接表現出父本的某些性狀的現象叫直感現象。其包括兩種類型：㈠、胚乳直感（或花粉直感）㈡、果實直感四、直感現象

§１-３配子的形成和受精四、直感現象例如，用玉米黃粒植株的花粉給白粒的植株授粉，當代所結種子即表現父本的黃粒性狀。

單子葉植物的種子常出現這種胚乳直感現象。

㈠.胚乳直感（或花粉直感）：

在雜交當代所結種子的胚乳性狀上，由于精核的影響而直接表現出父本的某些性狀的現象。

因為胚乳的3ｎ中，２ｎ來自母本的２個極核，１ｎ來自父本的精核。所以，雖然胚乳細胞在發育的后期解體了，也會表現出父本的性狀，但這個性狀不會遺傳給下代。

㈡.果實直感：種皮或果皮組織在發育過程中由于花粉影響而表現父本的某些性狀。

例如，棉花纖維是由種皮細胞延伸的。在一些雜交試驗中，當代棉籽的發育常因父本花粉的影響，而使纖維長度、纖維著生密度表現出一定的果實直感現象。兩種直感現象的異同點：

相同點：二者都是由于花粉影響而引起的直感現象，都只能在當代表現，不能遺傳給下代。

不同點：前者是花粉參與受精，后者花粉未參與受精。四、直感現象五、無融合生殖無融合生殖：是指不經精卵融合，而產生胚并形成種子的生殖方式．

無融合生殖是有性生殖中的一種變態。這種生殖方式在動植物中都存在，但在植物界相對較多。例如孤雌生殖、孤雄生殖等。這部分內容自學。

§１-３配子的形成和受精六、生活周期（一）、基本概念（二）、高等植物的生活周期（三）、高等動物的生活周期（一）、基本概念

1、生活周期：即個體發育的全過程。又稱生活史。

有性生殖生物的生活史是指從合子到個體成熟、直至死亡所經歷的一系列發育階段。各種生物的生活史是不相同的。

2、世代交替有性生殖生物的生活史大多數包括一個有性世代和一個無性世代，二者交替發生。

世代交替：生物的無性世代與有性世代交替出現的現象。見下圖§1-4生活周期世代交替圖孢子體世代無性世代配子體世代有性世代世代交替圖孢子體世代無性世代配子體世代有性世代§1-4生活周期

3、無性世代與有性世代

無性世代：1個受精卵(合子)發育成為一個孢子體(2n)，稱為孢子體世代或無性世代。即生物的所有細胞都是2n的階段。

有性世代：孢子體