第三章-2作物育种学的遗传学原理课件.ppt

1、12主主 要要 内内 容容一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律三、选三、选 择（自学）择（自学）四、数量性状遗传四、数量性状遗传3一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础（一）遗传、变异和选择（一）遗传、变异和选择 1 1、遗传遗传(heredity)(heredity)：亲子间的相似现象。亲子间的相似现象。“种瓜得瓜、种豆得豆种瓜得瓜、种豆得豆”2 2、变异变异(variation)(variation)：个体之间的差异。个体之间的差异。“母生九子，九子各别母生九子，九子各别”3 3、选择（选择（selection)selection)：改变不同个体的

2、生存：改变不同个体的生存机机 会或留下后代的机会。会或留下后代的机会。4一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础4 4、遗传、变异和选择遗传、变异和选择是生物进化和新品种选是生物进化和新品种选育的三大因素：育的三大因素：遗传遗传+变异变异+自然选择自然选择 形成物种形成物种 遗传遗传+变异变异+人工选择人工选择 动、植物品种动、植物品种5 5、遗传和变异遗传和变异的表现与的表现与环境环境不可分割。不可分割。5一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础6(二二)、遗传的物质基础、遗传的物质基础(DNA)一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础同种生物不同细胞中同种生物不同细胞中DNADNA的的质与

3、量恒定质与量恒定；在性细胞中在性细胞中DNADNA的含量为体细胞的的含量为体细胞的一半一半。艾弗里（艾弗里（Avery O.T.,1944Avery O.T.,1944）等用纯化因子等用纯化因子研究研究肺炎双球菌肺炎双球菌的转化实验，证明了遗传物质是的转化实验，证明了遗传物质是DNADNA而不是蛋白质。而不是蛋白质。赫尔希（赫尔希（Hershey A.D.,1952Hershey A.D.,1952）等用同位素等用同位素示踪法在研究示踪法在研究噬菌体噬菌体感染细菌的实验中，再次确感染细菌的实验中，再次确认了认了DNADNA是遗传物质。是遗传物质。71、遗传物质、遗传物质DNA的结构组成的结构组

4、成1 1）鸟嘌呤（）鸟嘌呤（G G）腺嘌呤（）腺嘌呤（A A）胞嘧啶（）胞嘧啶（C C）胸腺嘧）胸腺嘧啶（啶（T T）A+G/T+CA+G/T+C G+C/A+TG+C/A+T一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础8一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础2）复制复制：根据配对原则，根据配对原则，每一条每一条DNADNA单链都能准确单链都能准确的指导另一条单链的合的指导另一条单链的合成，成，保证了保证了DNADNA在世代传在世代传递中具有稳定性。递中具有稳定性。9一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础 然而，对一特定物种的然而，对一特定物种的DNADNA分子来说，其碱基分子来说，其碱基顺序

5、是一定的，并且通常保持不变，这样才能顺序是一定的，并且通常保持不变，这样才能保持该物种遗传特性的稳定。只有在特殊的条保持该物种遗传特性的稳定。只有在特殊的条件下，改变期碱基顺序或碱基类似物代替某一件下，改变期碱基顺序或碱基类似物代替某一碱基时，才出现遗传的变异（碱基时，才出现遗传的变异（突变突变）。）。103 3）转录转录：DNADNA通过碱基配对编码和控制核糖通过碱基配对编码和控制核糖核酸核酸RNARNA的合成。的合成。G+C/A+UG+C/A+U一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础11 4 4）翻译：翻译：RNARNA有三种类型有三种类型，mRNA mRNA 编码蛋白编码蛋白质氨基酸序

6、列，转移核糖核酸质氨基酸序列，转移核糖核酸tRNAtRNA和核糖和核糖体核糖核酸体核糖核酸rRNArRNA控制和协助蛋白质的合成。控制和协助蛋白质的合成。一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础122、遗传的中心法则、遗传的中心法则一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础遗传密码的破译解决遗传信息本身的物质基础及含义的问题。“中心法则”解决遗传信息的传递途径和流向问题。遗传信息从遗传信息从DNADNA通过通过RNARNA传递到蛋白质，间接传递到蛋白质，间接地控制着生物所有生理生化活动和性状的表现。地控制着生物所有生理生化活动和性状的表现。133、主要遗传学名词、主要遗传学名词一、一、遗传及其物

7、质基础遗传及其物质基础基因基因：携带有特定遗传信息的：携带有特定遗传信息的DNADNA功能片功能片段，是遗传和变异的基本单位。段，是遗传和变异的基本单位。相对性状相对性状：同一性状上差别明显的相对：同一性状上差别明显的相对差异。差异。等位基因等位基因：控制相对性状：控制相对性状的基因互为等位基因。的基因互为等位基因。143、主要遗传学名词、主要遗传学名词一、一、遗传及其物质基础遗传及其物质基础显性和隐性：显性和隐性：具有相对性状的两个具有相对性状的两个纯合亲本杂交，纯合亲本杂交，F F1 1个体表现的性状个体表现的性状为显性，不表现的为隐性。为显性，不表现的为隐性。自交：自交：同一个个体自我交

8、配，植物同一个个体自我交配，植物中即自花授粉，也泛指基因型相同中即自花授粉，也泛指基因型相同的个体间交配。的个体间交配。杂交：杂交：不同基因型个体之间的交配。不同基因型个体之间的交配。15二、二、遗传的三大规律遗传的三大规律（一）、分离规律（一）、分离规律（二）、（二）、独立分配规律独立分配规律（三）、连锁遗传规律（三）、连锁遗传规律16二、二、遗传的三大规律遗传的三大规律孟德尔（孟德尔（Mendel G.J.Mendel G.J.，1822188418221884）系统地研究了生物的遗传和变异。系统地研究了生物的遗传和变异。豌豆杂交试验（豌豆杂交试验（1856-18641856-1864）；

9、）；18661866年年发表发表植物杂交试验植物杂交试验,提出提出分分离规律离规律和和独立分配规律独立分配规律；19001900年孟德尔遗传规律的重新发现年孟德尔遗传规律的重新发现标志标志着着遗传学的建立遗传学的建立和开始发展，孟德尔被和开始发展，孟德尔被公认为现代遗传学的创始人。公认为现代遗传学的创始人。19101910年起将孟德尔遗传规律年起将孟德尔遗传规律-孟德尔定孟德尔定律。律。171 1、孟德尔的豌豆杂交试验、孟德尔的豌豆杂交试验:（一）、分离规律（一）、分离规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律181 1）孟德尔）孟德尔试验的特点：试验的特点：遗传纯：遗传纯：以严格自花授粉植物以

10、严格自花授粉植物豌豆豌豆为材料；为材料；稳定性状：稳定性状：选择简单而选择简单而区分明显区分明显的的7 7对性状进行杂对性状进行杂交试验；交试验；相对性状：相对性状：采用各对采用各对性状上相对不同性状上相对不同的品种为亲本；的品种为亲本；杂交：杂交：进行进行系统的遗传杂交系统的遗传杂交试验；试验；统计分析：统计分析：系统记载各世代中不同性状个体数，应系统记载各世代中不同性状个体数，应用用统计方法统计方法处理数据获得结果，否定了混合遗传观处理数据获得结果，否定了混合遗传观念。念。（一）、分离规律（一）、分离规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律19（一）、分离规律（一）、分离规律二、遗传的三大

11、规律二、遗传的三大规律202）方法（方法（如红花与白花亲本杂交如红花与白花亲本杂交）(1).(1).正交正交P P红花红花（雌）（雌）白花（雄）白花（雄）F1F1红花红花 （自交）（自交）F2F2红花红花白花白花株数株数705705 224224T=929T=929株株比例比例3.153.15:1 1(2).(2).反交反交白花（雌）白花（雌）红花红花（雄）（雄）3 3:1 1以上说明以上说明F1F1和和F2F2的性状表现不因亲本而异。的性状表现不因亲本而异。（一）、分离规律（一）、分离规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律213）结果：结果：7对相对性状的试验结果相同对相对性状的试验结果相

12、同（一）、分离规律（一）、分离规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律22F1F1性状表现一致性状表现一致，只表现一个亲本性状，只表现一个亲本性状，另一个亲本性状隐藏。另一个亲本性状隐藏。F2F2分离分离：一些植株表现出这一亲本性状，：一些植株表现出这一亲本性状，另一些植株表现为另一亲本性状，说明隐另一些植株表现为另一亲本性状，说明隐性性状未消失。性性状未消失。F2F2群体中显隐性群体中显隐性分离比例大致为分离比例大致为3:13:1。4）试验结果特点：试验结果特点：（一）、分离规律（一）、分离规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律23基因型基因型（genotypegenotype）：个体的）

13、：个体的基因组合基因组合即遗传即遗传组成；如花色基因型组成；如花色基因型CCCC、C Cc c、cccc表现型表现型（phenotypephenotype）：生物体所表现的）：生物体所表现的性状性状。如如红花红花、白花、白花内在基础内在基础环境环境外在表现外在表现基因型基因型表现型表现型（根据表现型决定）（根据表现型决定）基因型、表现型与环境的关系：基因型、表现型与环境的关系：基因型基因型 +环境环境 表现型。表现型。5 5）孟德尔提出的遗传因子基因（）孟德尔提出的遗传因子基因（gene）（一）、分离规律（一）、分离规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律24P红花红花rr白花白花 CCcc

14、配子配子GC cF1 红花红花CcF2（一）、分离规律（一）、分离规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律25纯合基因型纯合基因型（homozygous genotypehomozygous genotype）：）：或称纯合体，成对基因相同。如或称纯合体，成对基因相同。如CCCC、cccc，纯质结合。，纯质结合。（一）、分离规律（一）、分离规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律基因型类型：基因型类型：CC CC 纯合体纯合体 稳定遗传；稳定遗传；C Cc c 杂合体杂合体 不稳定遗传；不稳定遗传；cc cc 纯合体稳定遗传。纯合体稳定遗传。杂合基因型杂合基因型（heterozygous ge

15、notypeheterozygous genotype）：）：成对基因不同。如成对基因不同。如C Cc c或称杂合体虽然或称杂合体虽然C Cc c与与CCCC的表的表现型一致，但其遗传行为不同。可用现型一致，但其遗传行为不同。可用自交鉴定自交鉴定：26 孟德尔孟德尔以豌豆为材料，选以豌豆为材料，选用具有两对相对性状差异的纯用具有两对相对性状差异的纯合亲本进行杂交，研究两对相合亲本进行杂交，研究两对相对性状的遗传后提出：对性状的遗传后提出：独立分配规律（自由组合规独立分配规律（自由组合规律）。律）。（二）、独立分配规律（二）、独立分配规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律271、试验结果、试验

16、结果（二）、独立分配规律（二）、独立分配规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律P 黄色子叶黄色子叶、圆粒、圆粒绿色子叶绿色子叶、皱粒、皱粒F1黄色子叶黄色子叶、圆粒、圆粒1515株自交结株自交结556556粒种子粒种子 F2F2种子种子黄黄、圆、圆黄黄、皱、皱绿绿、圆、圆绿绿、皱、皱总数总数实得粒数实得粒数3153151011011081083232556556理论比例理论比例9 9：3 3：3 3：1 1 1616理论粒数理论粒数312.75104.25104.2534.7555628先先按一对相对性状按一对相对性状杂交的试验结果分析：杂交的试验结果分析：黄黄绿绿=(315+101)(31

17、5+101)(108+32)(108+32)=416416140140=2.972.971 13 31 1圆圆皱皱=(315+108)(315+108)(101+32)(101+32)=423423133133=3.183.181 13 31 1（二）、独立分配规律（二）、独立分配规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律2、结果分析、结果分析 F F2 2出现两种重组型个体则说明控制两对性状出现两种重组型个体则说明控制两对性状的基因在从的基因在从F1F1遗传给遗传给F2F2时，是时，是自由组合自由组合的。的。两对性状是两对性状是独立独立互不干扰地遗传给子代，每对互不干扰地遗传给子代，每对性状的

18、性状的F2F2分离符合分离符合3 31 1比例。比例。29 黄、圆黄、圆3/43/43/4=3/4=9 9/16/16 黄、皱黄、皱3/43/41/4=1/4=3 3/16/16 绿、圆绿、圆1/41/43/4=3/4=3 3/16/16 绿、皱绿、皱1/41/41/4=1/4=1 1/16/16（二）、独立分配规律（二）、独立分配规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律(31)2=9331 按按概率定律概率定律，两个独立事件同时出现的概率是两个独立事件同时出现的概率是分别出现概率的乘积分别出现概率的乘积：30P P黄子叶黄子叶、圆粒、圆粒 rr 绿子叶绿子叶、皱粒、皱粒YYRRYYRRyyr

19、ryyrrG GYRYRyryrF1F1黄子叶黄子叶、圆粒、圆粒YyRrYyRr F2 F2（二）、独立分配规律（二）、独立分配规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律3、基因型解释、基因型解释31（二）、独立分配规律（二）、独立分配规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律3、基因型解释、基因型解释32控制两对性状的控制两对性状的等位基因等位基因，分布在不同的分布在不同的同源染色体同源染色体上；上；减数分裂时，每对减数分裂时，每对同源染色同源染色体体上上等位基因发生分离等位基因发生分离，而位于而位于非同源染色体非同源染色体上的基上的基因，可以自由组合因，可以自由组合。（二）、独立分配规律（二）

20、、独立分配规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律4、独立分配的实质：、独立分配的实质：33（三）、连锁遗传规律（三）、连锁遗传规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律 1906年，贝特生年，贝特生（Bateson W.）和贝拉特）和贝拉特（Punnett R.C.）在香豌豆）在香豌豆的二对性状杂交试验中首先的二对性状杂交试验中首先发现性状连锁遗传现象。发现性状连锁遗传现象。34P 紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒(PPLL)红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒(ppll)F1紫、长紫、长 PpLl F2紫、长紫、长 紫、圆紫、圆 红、长红、长 红、圆红、圆P_L_ P_ll ppL_ppll总数总数实际

21、个体数实际个体数4831390393 13386952按按9:3:3:1推算推算3910.51303.5 1303.5434.56952以上结果表明以上结果表明F2：.同样出现四种表现型；同样出现四种表现型；.不符合不符合9:3:3:1；.亲本组合数偏多，重新组合数偏少（与理论数相比）。亲本组合数偏多，重新组合数偏少（与理论数相比）。35（三）、连锁遗传规律（三）、连锁遗传规律二、遗传的三大规律二、遗传的三大规律 摩尔根（摩尔根（Morgan T.H.,18661945Morgan T.H.,18661945）提出提出“性状连锁遗传规律性状连锁遗传规律”；19121912年，以果蝇为材料进行了系统的试年，以果蝇为材料进行了系统的试验后发现原来为同一亲本所具有的两个性状，验后发现原来为同一亲本所具有的两个性状，在在F F2 2中常常有连在一起的倾向。中常常有连在一起的倾向。把孟德尔的遗传因子定名为基因，著把孟德尔的遗传因子定名为基因，著“基因论基因论”。36 连锁遗传：连锁遗传：原来亲本所具有的两个性状，在原来亲本所具有的两个性状，在F2连系在一起遗传的现象。连系在一起遗传的现象。