1、第四章 遺傳的基本規(guī)律,遺傳(heredity）: 指生物繁殖過(guò)程中， 子代與親代相似的現(xiàn)象。 “種瓜得瓜，種豆得豆”。,變異（variation）: 指生物在世代間延續(xù)的 過(guò)程中，子代與親代，子代 與子代個(gè)體之間的差異?！耙?母生九子，九子各不同”。,第一節(jié) 分離定律The Law of Segregation,孟德?tīng)?Gregor J. Mendel,1822-1884)及其雜交試驗(yàn) 從1856-1871年進(jìn)行了大量植物雜交試驗(yàn)研究；其中對(duì)豌豆(嚴(yán)格自花授粉/閉花授粉)差別明顯的7對(duì)簡(jiǎn)單性狀進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)8年研究，提出: 遺傳因子假說(shuō)及其分離與自由組合規(guī)律(后稱Mendels Laws)；,1

2、865年2月8日和3月8日先后兩次在布爾諾自然科學(xué)會(huì)例會(huì)上宣讀發(fā)表； 1866年整理成長(zhǎng)達(dá)45頁(yè)的植物雜交試驗(yàn)一文，發(fā)表在布隆自然科學(xué)會(huì)志第4卷上。,奧地利布隆(Brnn):現(xiàn)捷克布爾諾(Bruo),一、常用術(shù)語(yǔ)及符號(hào)：（一）常用術(shù)語(yǔ)：,生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特征稱為性狀(character)。如花的顏色、身高等。,相對(duì)性狀 (contrasting character) 。 同一性狀的不同表現(xiàn) 類型。如花的顏色有紅色 和白色；正常紅細(xì)胞和鐮 形紅細(xì)胞。,具有相對(duì)性狀的雙親雜交后，子1代所表現(xiàn)出的親本性狀稱顯性性狀（dominant character）。 具有相對(duì)性狀的雙親雜交后，子1

3、代沒(méi)表現(xiàn)出的親本性狀稱隱性性狀(recessive character)。,如一個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)： P 白花紅花 F1 紅花 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 雜交后代表現(xiàn)為紅花， 則紅色為顯性性狀，后 代沒(méi)表現(xiàn)白花，則白色 為隱性性狀。,位于一對(duì)同源染色體的相同基因座位上，控制相對(duì)性狀的一對(duì)基因?yàn)榈任换颍╝llele）,它決定相對(duì)性狀。,如：圖中A、a和B、b 兩對(duì)為等位基因。,控制顯性性狀的基因 為顯性基因。（用大寫(xiě)字 母表示）如，控制紅花的 基因?yàn)镽。,控制隱性性狀的基因 為隱性基因。（用小寫(xiě)字 母表示）如，控制白花的 基因?yàn)閞。,等位基因彼此相同的個(gè)體為純合體（homozygote）。 如一對(duì)同源染色體

4、上均 帶有A基因或均帶有a 基因的個(gè)體均為純合體,等位基因彼此不同的個(gè)體為雜合體（heterozygote）。 當(dāng)一對(duì)同源染色體上分別帶有A和a基因的個(gè)體為雜合體。,可見(jiàn)的遺傳性狀稱表 現(xiàn)型（phenotype）。 與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成 稱基因型（genotype）。 基因型決定表現(xiàn)型。如一 株豌豆的基因型是RR或Rr， 則該植株會(huì)開(kāi)紅花，而基因 型為rr的植株才會(huì)開(kāi)白花。,表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境條件共同作用下的外在表現(xiàn)，往往可以直接觀察、測(cè)定，而基因型往往只能根據(jù)生物性狀表現(xiàn)來(lái)進(jìn)行推斷。,（二）常用符號(hào),P：親本(parent)，雜交親本； ：作為母本(female parent) ，提供胚

5、囊的親本； ：作為父本(male parent)，提供花粉粒的雜交親本。 ：表示人工雜交過(guò)程； F (filial generation) ：表示雜種后代 F1 (first filial generation) ：表示雜種第一代； ：表示自交，采用自花授粉方式傳粉受精產(chǎn)生后代。 F2：F1代自交得到的種子及其所發(fā)育形成的的生物個(gè)體稱為雜種二代，即F2 。由于F2總是由F1自交得到的所以在類似的過(guò)程中符號(hào)往往可以不標(biāo)明。,二、性狀分離現(xiàn)象： （一）豌豆雜交實(shí)驗(yàn)：,所選擇的七個(gè)單位性狀的相對(duì)性狀間都存在明顯差異，后代個(gè)體間表現(xiàn)明顯的類別差異； 對(duì)雜交后代性狀表現(xiàn)進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)、并分析了各種類型之間

6、的比例關(guān)系。,豌豆的7個(gè)單位性狀及其相對(duì)性狀,豌豆花色雜交實(shí)驗(yàn) 1. 實(shí)驗(yàn)方法 P 紅花() 白花() F1 紅花 F2 紅花 白花,2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 F1(雜種一代)的花色全部為紅色； F2(雜種二代)有兩種類型的植株，一種開(kāi)紅花，一種開(kāi)白花；并且紅花植株與白花植株的比例接近3:1。,P 紅花() 白花() F1 紅花 F2 紅花 白花 株數(shù) 705 224 比例 3.15 1,?,3. 反交(reciprocal cross)試驗(yàn)及其結(jié)果 孟德?tīng)柡髞?lái)用白花親本作為母本、紅花親本作為父本進(jìn)行雜交試驗(yàn)，即：白花()紅花()。通常人們將這兩種雜交組合方式之一稱為正交，另一種則是反交。 反交試驗(yàn)結(jié)果

7、： F1植株的花色仍然全部為紅色； F2紅花植株與白花植株的比例也接近3:1。 反交試驗(yàn)結(jié)果與正交完全一致，表明：F1、F2的性狀表現(xiàn)不受親本組合方式的影響，與哪一個(gè)親本作母本無(wú)關(guān)。,4. 七對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)結(jié)果,5.性狀分離現(xiàn)象 I F1代個(gè)體(植株)均只表現(xiàn)親本之一的性狀，而另一個(gè)親本的性狀隱藏不表現(xiàn)。 II F2代有兩種性狀表現(xiàn)類型的植株，一種表現(xiàn)為顯性性狀，紅花；另種表現(xiàn)為隱性性狀，白花；并且表現(xiàn)顯性性狀的植株數(shù)與隱性性狀個(gè)體數(shù)之比接近3:1。 隱性性狀在F1中并沒(méi)有消失，只是被掩蓋了，在F2代顯性性狀和隱性性狀都會(huì)表現(xiàn)出來(lái)，這就是性狀分離(character segregation

8、)現(xiàn)象。,（二）分離現(xiàn)象的解釋 遺傳因子假說(shuō)及分離規(guī)律 孟德?tīng)栐谠囼?yàn)結(jié)果分析基礎(chǔ)上提出了遺傳因子的概念，認(rèn)為： 生物性狀是由遺傳因子決定，且每對(duì)相對(duì)性狀由一對(duì)遺傳因子控制； 顯性性狀受顯性因子(dominant )控制，而隱性性狀由隱性因子(recessive )控制；只要成對(duì)遺傳因子中有一個(gè)顯性因子，生物個(gè)體就表現(xiàn)顯性性狀； 遺傳因子在體細(xì)胞內(nèi)成對(duì)存在，而在配子中成單存在。體細(xì)胞中成對(duì)遺傳因子分別來(lái)自父本和母本。,（三）遺傳因子的分離規(guī)律 遺傳因子在世代間的傳遞遵循分離規(guī)律(the law of segregation)： 雜種體細(xì)胞中，分別來(lái)自父母本的成對(duì)遺傳因子各自獨(dú)立，互不混雜；在形成

9、配子時(shí)彼此分離、互不影響。 雜種產(chǎn)生含兩種不同因子(分別來(lái)自父母本)的配子，并且數(shù)目相等；各種雌雄配子受精結(jié)合是隨機(jī)的，即兩種遺傳因子是隨機(jī)結(jié)合到子代中。,豌豆花色分離現(xiàn)象解釋,豌豆子葉顏色遺傳因子的分離與組合,生物個(gè)體基因型的推斷,基因型和表現(xiàn)型的概念是建立在單位性狀上，所以當(dāng)我們談到生物個(gè)體的基因型或表現(xiàn)型時(shí)，往往都是針對(duì)所研究的一個(gè)或幾個(gè)單位性狀而言，而不考慮其它性狀和基因的差異。,通?？梢愿鶕?jù)生物的表現(xiàn)型來(lái)對(duì)一個(gè)生物的基因型作出推斷，尤其是推斷表現(xiàn)為顯性性狀的生物個(gè)體的基因型是純合的，還是雜合的。 例：有一株豌豆A開(kāi)紅花，如何判斷它的基因型？,紅花植株基因型推斷 因?yàn)楸憩F(xiàn)型為紅花，所以

10、至少含有一個(gè)顯性基因C； 判斷A植株是純合體(RR)還是雜合體(Rr)，要看它所產(chǎn)生配子的類型、比例或者自交后代是否出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象。 用A植株進(jìn)行自交，如果自交后代都開(kāi)紅花，則A植株是純合體，其基因型是RR； 如果自交后代有紅花和白花 兩種：且兩種個(gè)體的比例為 3:1，則A植株是雜合體Rr。,（四）分離規(guī)律的驗(yàn)證,遺傳因子僅是一個(gè)理論的、抽象的概念。當(dāng)時(shí)孟德?tīng)柌恢肋z傳因子的物質(zhì)實(shí)體是什么，如何實(shí)現(xiàn)分離。 遺傳因子分離行為僅僅是孟德?tīng)柣谕愣?對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)中所觀察到的F1 、F2個(gè)體表現(xiàn)型及F2性狀分離現(xiàn)象作出的一種假設(shè)。 正因?yàn)槿绱?，從孟德?tīng)栯s交試驗(yàn)到遺傳因子假說(shuō)是一個(gè)高度理論抽象過(guò)

11、程。所以當(dāng)時(shí)幾乎沒(méi)有人能夠理解。如何對(duì)這一假說(shuō)進(jìn)行驗(yàn)證呢？,一個(gè)正確的理論，它首先要能解釋已知的現(xiàn)象；其次要能夠?qū)ξ粗挛镒鞒隼碚撏茢?預(yù)測(cè)未知)，并通過(guò)試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)推斷結(jié)果。 這是科學(xué)理論的一般驗(yàn)證過(guò)程,遺傳因子假說(shuō)及其分離能夠解釋豌豆雜交試驗(yàn)中觀察到的性狀分離現(xiàn)象。,測(cè)交(test cross)的概念與作用,如果用F1與隱性個(gè)體(隱性純合體)雜交，后代的表現(xiàn)型類型和比例就反映了雜種F1配子的種類和比例，事實(shí)上也反映(測(cè)驗(yàn))了F1的基因型。,這種為了測(cè)驗(yàn)個(gè)體的基因型，用被測(cè)個(gè)體與隱性個(gè)體交配的雜交方式稱為測(cè)交(test cross)，其后代稱為測(cè)交后代(Ft)。 被測(cè)個(gè)體不僅僅是F1，可以是任

12、一需要確定基因型的生物個(gè)體。,雜種F1的基因型及其測(cè)交結(jié)果的推測(cè) 雜種F1的表現(xiàn)型與紅花親本(RR)一致，但根據(jù)孟德?tīng)柕慕忉?，其基因型是雜合的，即為Rr；因此雜種F1減數(shù)分裂應(yīng)該產(chǎn)生兩種類型的配子，分別含R和r，并且比例為1:1。 白花植株的基因型是cc，只產(chǎn)生含c的一種配子。 推測(cè)：如果用雜種F1與白花植株(rr)雜交，后代應(yīng)該有兩種基因型(Rr和rr)，分別表現(xiàn)為紅花和白花，且比例為1:1。,Mendel用雜種F1與白花親本測(cè)交，結(jié)果表明： 在166株測(cè)交后代中： 85株開(kāi)紅花，81株開(kāi)白花； 其比例接近1:1。 結(jié)論：分離規(guī)律對(duì)雜種F1基因型(Rr)及其分離行為的推測(cè)是正確的。 分離規(guī)律

13、的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：形成配子的減數(shù)分裂過(guò)程 中，同源染色體彼此分離，分別進(jìn)入不同的生殖細(xì)胞。,三、分離比例實(shí)現(xiàn)的條件 研究的生物體必須是二倍體(體內(nèi)染色體成對(duì)存在)，并且所研究的相對(duì)性狀差異明顯。 在減數(shù)分裂過(guò)程中，形成的各種配子數(shù)目相等，或接近相等；不同類型的配子具有同等的生活力；受精時(shí)各種雌雄配子均能以均等的機(jī)會(huì)相互自由結(jié)合。 受精后不同基因型的合子及由合子發(fā)育的個(gè)體具有同樣或大致同樣的存活率。 雜種后代都處于相對(duì)一致的條件下，而且試驗(yàn)分析的群體比較大。,目標(biāo)檢測(cè)：,A1型題（以下每一道題下面有A、B、C、D、E五個(gè)備選答案。請(qǐng)從中選擇一個(gè)最佳答案） 人類眼睛的顏色是遺傳的。褐色是由一個(gè)顯性基因A決定的，藍(lán)色是由一個(gè)隱性基因a決定的。問(wèn)： 1、一個(gè)藍(lán)眼男人同一個(gè)褐眼女人結(jié)婚，第一個(gè)孩子是藍(lán)眼。女人的基因型為（ ） A.AA B.A