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1、情境3 育种方法与遗传规律,3.1 指导杂交育种的遗传规律 3.2 指导选择育种的遗传规律 3.3 指导倍性和诱变育种的遗传规律 3.4 指导优势育种的遗传规律 3.5 指导生物技术育种的遗传规律,3.1 指导杂交育种的遗传规律,第三章 孟德尔遗传规律 第四章 连锁遗传规律 第五章 数量性状遗传规律,第三章 孟德尔遗传规律,3- 孟德尔的实验材料和方法 3- 分离定律 3- 自由组合定律 3- 孟德尔遗传定律的应用,人类历史上第一个研究和揭示出生物遗传变异规律的是世纪中页的孟德尔，孟德尔是奥地利的布隆的一位神父从1856年起在修道院的花园里种植豌豆，开始了他的“豌豆杂交试验”，到1864年共进
2、行了8年。于年发表了论文植物杂交试验。,人类很早就从整体上认识了遗传现象亲子性状相似 在直观上认为子代所表现的性状是父、母本性状的混合遗传，在以后的世代中不再分离。,孟德尔认为父母本的性状遗传不是混合，而是相对独立地传给后代 后代还会分离出父母本性状。从而孟德尔提出:分离定律和独立分配定律。为了纪念孟德尔对遗传学的重大贡献，人们把这两大定律称为孟德尔定律。孟德尔的成功，与他所用的实验材料与实验方法是分不开的。,3-1 孟德尔的实验材料和方法,二、孟德尔的实验方法 孟德尔的实验方法极其科学： (1).从单因子试验到多因子试验，从简单到复杂； (2). 进行定量研究：对杂种每一个世代的每一种 类型
3、的植株都进行一一统计，再分析出各种类型在 植株数量上的比例关系； (3).对实验结果（观察到的比例关系）提出明确的 理论来解释，然后再设计其它实验来验证提出的理论 是否正确,一、孟德尔的实验材料 孟德尔选用的实验材料是豌豆，因为： (1).豌豆是严格自花授粉植物(保证实验结果可靠)； (2). 具有稳定的可以区分的性状 (性状稳定)； (3). 花器大，便于杂交操作； (4). 成熟后不易炸荚（保证实验结果可靠）； .生育期短，容易栽培，管理方便。,3-分离定律,一、基本概念,.性状： 生物体所表现的各形态特征和生理特性的总称 孟德尔把植株所表现的性状总体区分为各个单位作为研究对象，这些被区分
4、开的每一个具体性状称为单位性状。,.单位性状： 作为研究对象的各个单一性状称为单位性状。 如：豌豆的花色、种子的形状、子叶的颜色、株高等。,.相对性状：同一单位性状在不同个体间所表现出来 的相对差异，称为相对性状。如：豌豆花色有红花和白花等，见下图：,.等位基因： 控制相对性状、位于同源染色体上对等位点上的一对基因叫等位基因。等位基因用相同的字母表示，其中大写表示显性基因，小写表示隐性基因。如：花色的红色基因C和白色基因c，株高的高基因T和矮基因t等,.非等位基因： 位于同源染色体上不同位点上的基因以及非同源染色体上的基因都称为非等位基因。非等位基因用不同的字母表示如：株高的基因Tt和花色的基
5、因Cc,.基因型：生物个体的基因组合叫基因型。它是形状表现的内因，是看不到的，只能根据当代及后代的表现出来的性状去推测。如：红花豌豆的基因型可能是CC ，也可能是Cc 。,.表现型：生物个体所表现出来的具体性状。 表现型是基因型和外界环境共同作用的结果。如红与白花。 基因型、表现型与环境的关系：基因型+ 环境= 表现型。 所以遗传上常根据生物的表现型来推断其基因型。,.纯合体：又叫纯合子或纯合的基因型，是指同源染 色体的对等位点上基因相同的生物体。如、。 纯合体自交后能稳定遗传。如： 纯合基因型的红花豌豆CC自交的子代全部都开红花。 纯合基因型的白花豌豆 CC 自交的子代全部都开白花。,.杂合
6、体：又叫杂合子或杂合的基因型，是指同源染色体的对等位点上基因不同的生物体。 杂合体自交后不能稳定遗传。如： 杂合基因型的红花豌豆Cc自交后的子代有开红花的植株，也有开白花的植株，表现分离现象。,二、一对相对性状的遗传分离现象,孟德尔是用一对相对性状的遗传实验总结出分离定律的。 他选用具有明显差异的对相对性状的豌豆品种作为亲本，分别进行了年的杂交、统计和分析，发现了生物界的一个普遍现象杂种后代性状的分离现象。 现以他做的高秆矮秆的豌豆杂交实验为例说明：,P 高秆() 矮秆(),株数 787 277,比例 2.84 : 1,、杂交试验,.P：表示亲本；.：表示母本；.：表示父本； .：表示杂交；.
7、 ：表示自交；6. F：杂种后代； 7.F1：杂种一代杂交当代母本上所结的种子以及由它长成的植株 8.F2：杂种二代杂种一代自交所结的种子以及由它长成的植株,杂交试验的做法：先将母本花蕾的雄蕊完全摘除，这称为去雄，然后将父本的花粉授到已去雄的母本柱头上，这称为人工授粉。对去雄后和授粉后的母本花朵还必须套袋隔离，防止其它花粉授粉，影响杂交试验的结果。然后观察杂种及其后代的性状表现,孟德尔的株高实验还做了反交，结果相同：全为高秆；出现性状分离，高与矮的比例接近：。并且在豌豆的其它对相对性状的杂交试验中，都获得同样的试验结果。现将他的豌豆杂交试验资料汇总列于表。,表2-1 孟德尔豌豆一对性对性状杂交
8、试验的结果,. 试验结果的共同 特点：,1. F1表现一致的显性性状。 只表现一个亲本的性状，另一个亲本的性状隐藏。 显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1表现出来的性状。 隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1未表现，而在F2 重新出现的性状。 2. F2个体的分离现象。 一部分植株表现一个亲本的性状，另一部分植株表现为另一亲本的性状，这说明隐性性状并没有消失。而且F2群体中显隐性分离比例大致总是3:1。 遗传上把同一个体的后代出现不同性状的现象叫分离现象。,三、 分离现象的解释（遗传因子假说）,这7对相对性状在F2为什么都出现3：1的分离比例呢？,孟德尔提出遗传因子假说： . 生物
9、的每一性状是独立遗传的； .相对性状由相对应的遗传因子所控制（遗传因子后来称为基因）显性性状由显性基因控制，隐性性状由隐性基因控制。如T控制高秆、 t控制矮秆，（相对应的基因也称为相对基因、即等位基因）； .遗传基因在体细胞内成对存在，在配子中成单存在。体细胞中成对的基因一个来自父本，一个来自母本。而在配子形成过程中，成对基因彼此分离，所以每个配子中只含有成对基因中的一个。这就是分离定律的实质； .不同配子结合所形成的后代是杂种，但相对基因在杂种中并不融合，各自保持它们的独立性； . 杂种产生的不同配子在数量上是相等的，而且这些配子在受精时相互结合的机会也相等。所以杂种自交必然产生F2性状的分
10、离。,现以豌豆高的矮的杂交试验为例，加以具体说明： P 高秆 矮秆 TT tt 配子 T t F1 高秆Tt F1雌配子 T t （：） F1 T 雄 配 子 t,孟德尔用遗传因子假说解释分离现象：,F表现型有种： 高：矮 （：） F基因型有种：/：/t：/tt（：） 图- 豌豆高秆和矮秆一对相对性状的遗传机理,分离定律：,相对基因在杂合状态下彼此互不影响，仍保持独立，因而在减数分裂产生配子时，相对基因按原样分配到不同的配子中去，从而产生两种数目相等的配子，比例是：。受精时各种雌雄配子自由结合，就导致了杂种后代的性状分离。 在完全显性的情况下，F2代有两种表现型，显性与隐性的比例是：；F2代有
11、三种基因型，比例是：。,四、分离定律的验证,分离规律是完全建立在一种假设的基础上的，这个假设的实质就是杂种的基因型是杂合的，一对基因在杂合状态下彼此互不影响，仍保持独立，因而在减数分裂产生配子时，等位基因按原样分配到不同的配子中去，从而产生两种数目相等的配子，比例是：。为了证明这一假设的真实性，孟德尔采用许多方法进行验证，这些方法也是进行基因型分析的好方法。,（一）、测交法,测交法：即把被测基因型的个体与相应的隐性纯合体杂交（测交），根据测交子代出现的表现型种类和比例来确定被测个体的基因型。 因为隐性纯合体只产生一种含隐性基因的配子，它和含有任何基因的另一种配子结合，其子代都只表现出另一种配子
12、所含基因的表现型因此，测交子代的表现型种类和比例正好反映出被测个体所产生的配子的种类和比例，据此推断出被测个体的基因型,测交法判断： .若测交子代只有一种表现型，说明被测者只产生了一种配子，则被测者为纯合基因型。 .若测交子代有两种表现型，比例是：，说明被测者产生了两种配子，比例也是：，则被测者为一对杂合基因。例如：有一株高秆的豌豆，它的基因型是？,p 高的 矮的 高的 矮的 TT tt Tt tt 配子 T t T t t 测交子代 高的 高的 矮的 Tt Tt tt 图-豌豆高秆和矮秆一对基因的分离 孟德尔将与矮的杂交，结果测交子代的表现与图中的后者相同，说明确实产生了T与t两种数目相等的
13、配子，则杂种的基因型也必然为Tt 。孟德尔为了验证基因的分离，还采用了自交法：,P 红花 白花 CC cc F1 红花Cc F2 红花 红花 白花 1/4 CC 2/4 Cc cc F3 红花 分离 白花 :1,（二）、自交法：让被测个体自交，根据自交子代表现型的种类与比例，推论被测个体产生的配子的种类与比例，进一步推出被测个体的基因型。,判断： .若自交子代只有一种表现型，说明被测个体只产生了一种配子，则被测个体为纯合体 .若自交子代有种表现型，比例是：，说明被测个体产生了种配子，比例是：，则被测个体为一对杂合基因 孟德尔还曾经继续使F2植株自交产生F3植株，然后根据F3的性状表现，证实他所
14、设想的基因型。,豌豆试验结果：7对相对性状的试验结果相同,2-2,(三)、F1花粉鉴定法,因为分离定律的实质是等位基因在形成配子时发生分离因此，可以直接用杂种产生的配子F1花粉粒来鉴定一对杂合基因的分离现象例如： 玉米子粒的糯与非糯是一对相对性状，已知它们是受一对等位基因控制的，非糯为直链淀粉，遇碘呈深兰色，由显性基因WX控制；糯为支链淀粉，遇碘呈红棕色，由隐性基因wx控制如果用碘液处理糯与非糯的杂种植株WXwx上的花粉，然后在显微镜下观察，可看到花粉中深蓝和红棕色各占一半由此直接证明：杂种产生了带WX和wx的两种配子，而且比例相等见下页个图：,糯性 非糯 wxwx WxWx F1 Wxwx
15、观察花粉颜色（稀碘液） 红棕色(wx) : 深蓝色(Wx) 1 : 1,以上三种方法都证实了： 一对杂合基因可产生数目相等的两种配子，比例是：的分离定律,五、显性的相对性 .实现分离比例的条件,根据分离规律，具有一对相对性状的个体杂交产生的F1，其自交后F代分离比为3：1，测交后代分离比为1：1 。但是这些分离比例的出现必须满足以下的条件：,.研究的生物体必须是二倍体物种. .该对性状为完全显性。这说明除了完全显性还有其它类型 ,3.F1形成的两种配子的生活力相同，而且受精时各种雌雄配子相互结合的机会均等。,4. F的各种基因型个体存活率相同。而且要有较大的群体。 以上任何一个条件如果不能满足，就可能偏离以上分离比例可见，3：1只是分离定律的一种表现而已。,.显性的相对性 .完全显性：具有一对相对性状的两个亲本杂交，F1只表现某一亲本的性状，F2有种表现型，比例是显：隐；F2有种基因型，比例是：这种显性叫完全现性
