1、第二章 孟德爾遺傳規(guī)律,主要內(nèi)容： 分離定律 獨(dú)立分配定律 統(tǒng)計(jì)學(xué)原理在遺傳學(xué)中的應(yīng)用 基因互作,本章重點(diǎn)： 分離規(guī)律和獨(dú)立分配規(guī)律的機(jī)理 測(cè)交在遺傳分析中的應(yīng)用 多性狀的遺傳分析 本章難點(diǎn)： 乘法定律和二次項(xiàng)展開式應(yīng)用的區(qū)別 各種基因互作 遺傳現(xiàn)象分析推理,第一節(jié) 分離定律,孟德爾在前人實(shí)踐的基礎(chǔ)上，通過 (1) 以嚴(yán)格自花授粉植物豌豆為材料(遺傳純)； (2)選擇簡(jiǎn)單而區(qū)分明顯的7對(duì)性狀進(jìn)行雜交試驗(yàn)(穩(wěn)定性狀)； (3)采用各對(duì)性狀上相對(duì)不同的品種為親本(相對(duì)性狀)； (4)進(jìn)行系統(tǒng)的遺傳雜交試驗(yàn)(人工雜交)； (5)系統(tǒng)記載各世代中各性狀個(gè)體數(shù)，并應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法處理數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得各種結(jié)果，

2、否定了長(zhǎng)期流行的混合遺傳觀念(統(tǒng)計(jì)分析)。,一、一對(duì)性狀的雜交試驗(yàn),幾個(gè)概念： 1.性狀：生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特性，在遺傳學(xué)上統(tǒng)稱為性狀。 2.單位性狀：每一種性狀作為一個(gè)研究對(duì)象，稱為單位性狀。 例如：豌豆的花色、種子形狀、株高、子葉顏色、豆莢形狀及豆莢顏色(未成熟)。 3.相對(duì)性狀：遺傳學(xué)中將同一單位性狀的相對(duì)差異稱為相對(duì)性狀。 如紅花與白花、高稈與矮稈等。,材料： 曾以豌豆、菜豆、玉米、山柳菊為材料。 豌豆(Pisum sativum)雜交試驗(yàn)，用時(shí)8 年(18561864)，選用7對(duì)相對(duì)性狀。,豌豆雜交的方法,孟德爾豌豆花色遺傳試驗(yàn),反交： 白花() 紅花() F2:紅花：白花

3、=3：1,孟德爾豌豆一對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)的結(jié)果,顯性性狀,隱性性狀,分離比例大致是3:1,結(jié)果：7對(duì)相對(duì)性狀的試驗(yàn)結(jié)果相同表3-1 孟德爾豌豆一對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)的結(jié)果,. 一對(duì)相對(duì)性狀遺傳表現(xiàn)的特點(diǎn)：,(1)F1性狀表現(xiàn)一致，只表現(xiàn)一個(gè)親本性狀，另一個(gè)親本性狀隱藏。 顯性性狀：F1表現(xiàn)出來的性狀； 隱性性狀：F1未表現(xiàn)出來的性狀。 (2)F2分離：一部分植株表現(xiàn)這一親本性狀，另一部分植株表現(xiàn)為另一親本性狀，說明隱性性狀未消失。 (3)F2群體中顯隱性分離比例大致總為3:1。,二、分離現(xiàn)象的解釋,孟德爾提出四點(diǎn)假設(shè)： 1、性狀由遺傳因子決定，每個(gè)單位性狀為一對(duì)因子所控制。 “遺傳因子”后來被定

4、名為“基因”。 2、基因在體細(xì)胞內(nèi)成對(duì)存在。 等位基因(allele）： 即位于同源染色體的同一基因位點(diǎn)，控制同 一單位性狀的基因。 非等位基因(nonallele) ：位于非同源染色體上的基因，以及位于 同源染色體不同位點(diǎn)上的基因。 3、生物體在形成配子時(shí)，每對(duì)基因均等地分配到不同的配子中。每個(gè)配子（精子或卵細(xì)胞）中只含有成對(duì)基因中的一個(gè)。 4、F1產(chǎn)生的帶有顯性或隱性基因的雌雄配子，在受精過程中隨機(jī)結(jié)合。,三、基因型和表現(xiàn)型,1. 等位基因的基因組合方式，如CC 、Cc 和cc等，遺傳學(xué)上稱為基因型。 遺傳學(xué)將等位基因同質(zhì)構(gòu)成的基因型，例如CC或cc，稱為純合基因型，簡(jiǎn)稱為純合體。 顯性純

5、合體：如CC個(gè)體，隱性純合體：如cc個(gè)體。 等位基因異質(zhì)構(gòu)成的基因型，例如Cc，稱為雜合基因型，簡(jiǎn)稱為雜合體。 AAbb：純合體；AABb：雜合體 。 2. 前面提到的紅花和白花，圓形種子和皺縮種子，黃子葉和綠子葉等，都是可以直接觀測(cè)到的性狀表現(xiàn)，遺傳學(xué)上稱為表現(xiàn)型，簡(jiǎn)稱表型。表現(xiàn)型是生物體基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果。 基因型和表現(xiàn)型是否始終一致呢？,四、分離規(guī)律的驗(yàn)證 (測(cè)定F1基因型，F(xiàn)1產(chǎn)生配子的類型及比例),1、測(cè)交法,2、自交法,3、F1花粉鑒定法,非懦花粉Wx：藍(lán)黑色 糯性花粉：紅棕色,五、基因與性狀表現(xiàn) 顯性表現(xiàn)的實(shí)質(zhì)：顯性基因和隱性基因分別控 制不同的生理生化代謝途徑。 如，兔

6、子脂肪： YY、Yy：白色脂肪；yy：黃色脂肪 Y 合成黃色素分解酶 分解黃色素 白脂肪 y 不能合成黃色素分解酶 不分解黃色素 黃脂肪,顯性表現(xiàn)與環(huán)境關(guān)系：某些基因的顯隱性受環(huán) 境的影響。如金魚草：紅花象牙色 F1， 低溫強(qiáng)光照時(shí)為紅色，高溫遮光時(shí)象牙色。 顯性表現(xiàn)與激素關(guān)系：某些基因的顯隱性受 生物體內(nèi)激素的影響。如山羊角，無角有角 F1 雄性有角，雌性無角。,六、經(jīng)典分離比例實(shí)現(xiàn)的條件,所研究的生物是二倍體真核生物，具有成對(duì)的同源染色體，和成對(duì)的等位基因。 所研究的真核基因位于染色體上。 F1個(gè)體形成的兩種配子的數(shù)目相等或接近相等，并且兩種配子的生活力相同，受精時(shí)隨機(jī)結(jié)合。 不同基因型的

7、合子及由合子發(fā)育的個(gè)體，均具有相同或大致相同的存活率。 研究的相對(duì)性狀差異明顯，容易區(qū)分。 雜種后代都處于相對(duì)一致的條件下，而且被分析的群體比較大。,七、顯性的表現(xiàn)類型,完全顯性：具有相對(duì)性狀差異的純合親本雜交，F(xiàn)1 只出現(xiàn)親本之一的性狀，這稱為完全顯性。F2表型呈3:1分離。,1,玉米蛋白質(zhì)層有色與無色的分離,不完全顯性：若具有相對(duì)性狀差異的純合親本雜交，F(xiàn)1 呈現(xiàn)雙親性狀的中間型，這稱為不完全顯性。 F2表型呈1:2:1分離。,1,1,金魚草 的花色,馬的毛色,共顯性：如果具有相對(duì)性狀差 異的純合親本雜交，F(xiàn)1 同時(shí) 表現(xiàn)雙親本性狀，則稱為共 顯性或并顯性。,鑲嵌顯性：具有相對(duì)性狀的純合親

8、本雜交，F(xiàn)1 鑲嵌表現(xiàn)雙親本性狀，形成鑲嵌圖式，這種現(xiàn)象稱為鑲嵌顯性。,1,1,.genetic movies等位基因1.MOV,.genetic movies等位基因2.MOV,.genetic movies等位基因3.MOV,.genetic movies等位基因4.MOV,八、分離規(guī)律的應(yīng)用,1.分離定律的理論意義 闡明了控制生物性狀的遺傳物質(zhì)是以基因?yàn)閱挝淮嬖诘摹?闡明了生物雜交產(chǎn)生分離的原理，指出了純合體穩(wěn)定遺傳，雜合體經(jīng)過有性繁殖性狀表現(xiàn)分離的遺傳規(guī)律。 2.分離定律在農(nóng)業(yè)實(shí)踐中的應(yīng)用 （1）在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上鑒定良種的基因型純合度。（雜合體自交后代性狀發(fā)生分離） （2）在雜交育種中確定

9、選擇優(yōu)良個(gè)體的世代。（F2性狀分離，為選擇世代） （3）在育種過程中要重視表現(xiàn)型和基因型的區(qū)別。（顯性性狀有可能為雜合體，要經(jīng)過自交選擇，隱性性狀能穩(wěn)定遺傳。）,第二節(jié) 獨(dú)立分配規(guī)律,一、兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交試驗(yàn),二、獨(dú)立分配現(xiàn)象的解釋,獨(dú)立分配定律的內(nèi)容為： 在減數(shù)分裂形成配子過程中，每對(duì)同源染色體上的等位基因發(fā)生分離的同時(shí)，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合。,.genetic movies自由組合的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ).MOV,三、獨(dú)立分配定律的驗(yàn)證,1、測(cè)交法,豌豆兩對(duì)性狀的測(cè)交結(jié)果,2、自交法,四、多對(duì)基因的自由組合,當(dāng)具有3個(gè)和3個(gè)以上不同相對(duì)性狀的植株雜交時(shí)，只要控制各個(gè)性狀的基因分

10、別位于非同源的染色體上，它們的遺傳都符合獨(dú)立分配規(guī)律。,例如：AaBbCcAaBbCc,1、雜種產(chǎn)生的配子種類,配子種類：2n23種,n：雜合等位基因?qū)?shù),基因型種類：3n3327種,2、F2 代基因型的種類和比例,表現(xiàn)型種類 ：2n238種,3、F2代表現(xiàn)型種類和比例,2,A-B-C-：A-B-cc：A-bbC-：aaB-C-：A-bbcc：aaB-cc：aabbC-：aabbcc=27：9：9：9：3：3：3：1,五、獨(dú)立分配規(guī)律的應(yīng)用,1、預(yù)測(cè)雜種后代產(chǎn)生遺傳變異的種類 親本間差異越大，產(chǎn)生的雜種的雜合基因位點(diǎn)數(shù)就越多，雜種后代形成的遺傳變異類型也就越豐富。豐富的變異類型利于選育出符合人

11、類需要的新品種。 2判斷親本或雜種后代基因型和表現(xiàn)型及其比例 例：設(shè)小麥紅皮(R)對(duì)白皮(r)顯性，無芒(A)對(duì)有芒(a)顯性，高株(T)對(duì)矮株(t)顯性，3對(duì)基因獨(dú)立遺傳。當(dāng)以紅皮、無芒矮株與紅皮、有芒高株兩類親本雜交時(shí)，后代可出現(xiàn)8種表現(xiàn)型，請(qǐng)推導(dǎo)親本基因型，子代基因型和表現(xiàn)型的比例。,解：（1）據(jù)題意可初步確定親本基因型為： R_A_ttR_aaT_ 由題目知道后代出現(xiàn)了8種表現(xiàn)型，故紅與白、有芒與無芒、高與矮均存在，據(jù)分離規(guī)律可分別推導(dǎo)如下： 紅紅子代有紅和白類型則一定是： RrRr1RR:2Rr:1rr 即3/4紅:1/4白 無芒有芒子代中出現(xiàn)有芒和無芒，則無芒親本必為Aa Aaaa

12、1Aa:1aa 1/2無:1/2有 矮高子代中出現(xiàn)高和矮，則高親本為Tt ttTt1Tt:1tt 1/2高:1/2矮 綜合以上三點(diǎn)，可知親本基因型為：RrAattRraaTt,（2）子代基因型和比例 因親本基因型為RrAattRraaTt 故子代基因型和比例：1RR，2Rr，1rr；1Aa，1aa；1Tt，1tt 。 3對(duì)基因自由組合結(jié)果為,1RRAaTt、1RRAatt、1RRaaTt、1RRaatt、 2RrAaTt、2RrAatt、2RraaTt、2Rraatt、 1rrAaTt、1rrAatt、1rraaTt、1rraatt 。,（3）子代表現(xiàn)型和比例 可以根據(jù)每對(duì)表現(xiàn)型的比例計(jì)算：

13、因?yàn)?3紅皮1白皮；1無芒1有芒；1高株1矮株,3紅皮無芒高株 3紅皮無芒矮株 3紅皮有芒高株 3紅皮有芒矮株 1白皮無芒高株 1白皮無芒矮株 1白皮有芒高株 1白皮有芒矮株,3確定雜交育種分離群體的規(guī)模 例如，水稻某品種無芒、感病，另一品種有芒、抗病。已知有芒（A）對(duì)無芒（a）為顯性，抗?。≧）對(duì)感病（r）為顯性。如果指望在F3獲得10個(gè)穩(wěn)定遺傳的無芒、抗?。╝aRR）株系， F2群體至少要種植多少株？ 欲選出無芒抗病品種，可將有芒、抗?。ˋARR）與無芒、感?。╝arr）雜交，再自交。 F2 分離出的純合無芒抗病植株（aaRR）將占1/16。 因此，如果指望在F3獲得10個(gè)穩(wěn)定遺傳的無芒、

14、抗病（aaRR）株系， F2群體至少要種植160株。,第三節(jié) 統(tǒng)計(jì)學(xué)原理在遺傳學(xué)中的應(yīng)用,一、概率的應(yīng)用,龐納特方格 分支法 二項(xiàng)式,其中某一項(xiàng)的概率：,分析內(nèi)容： （1）雜合體自交后代中若干顯性基因，若干隱性基因的頻率 p1/2, q=1/2, n雜合基因個(gè)數(shù) （2）雜合體自交后代中若干顯性性狀，若干隱性性狀的頻率。 p3/4, q1/4，n雜合基因?qū)?shù)。,二、卡方測(cè)驗(yàn)的應(yīng)用,求出X2值之后，要確定自由度。自由度用df表示，等于“類型數(shù)1”。 由X2表可查出對(duì)應(yīng)的概率P值。 P0.05，則認(rèn)為實(shí)測(cè)值和理論值之間不存在本質(zhì)差異； P值0.05，則認(rèn)為，實(shí)測(cè)值和理論值之間存在真實(shí)差異。,注：表內(nèi)

15、數(shù)字是X2值，P是在一定自由度下X2大于表中數(shù)值的概率。,舉例：孟德爾豌豆雜交試驗(yàn)的F2中圓粒5474，皺粒1850。問這個(gè)比例是否符合31？ 解：由題可知總粒數(shù)為7324，故按31理論比例應(yīng)是圓5493，皺1831。 2=（5474-5493）2/5493+（1850-1831）2/1831 = 361/5493 + 361/1831 = 0.0657+0.1971 = 0.2628 查2表,當(dāng)自由度df=2-1=1, 2=0.2628時(shí)， P值位于0.50-0.70之間，說明實(shí)測(cè)值與理論值差異不顯著，觀察結(jié)果的圓粒5474皺粒1850符合31比例。,第四節(jié) 基因互作,兩對(duì)(或以上)等位基因

16、共同決定一種性狀條件下的分離比例； 不存在基因互作時(shí)的分離比例； 存在各種形式基因互作時(shí)的分離比例。,一、無互作,雞冠形狀是由兩對(duì)獨(dú)立基因共同決定的，這兩對(duì)基因之間不存在基因互作。 豌豆冠玫瑰冠F1：核桃冠（自交）F2 核桃冠: 豌豆冠: 玫瑰冠: 單冠9:3:3:1 分析其基因型，上列雜交的遺傳圖解是： PPrrppRRF1 ：PpRr；F2： 核桃冠：PPRR（1），PpRR（2），PPRr（2），PpRr（4） 豌豆冠：PPrr（1），Pprr（2） 玫瑰冠：ppRR（1），ppRr（2） 單冠：pprr（1）,兩種顯性基因同時(shí)存在時(shí)，決定某種性狀，而一種顯性基因單獨(dú)存在，和沒有顯性基因

17、存在時(shí)，決定另一種性狀表現(xiàn)。,例：香豌豆(Lathyrus odoratus)花色遺傳。 香豌豆花色由兩對(duì)基因(C/c，P/p)控制： P 白花(CCpp) 白花(ccPP) F1 紫花(CcPp) F2 9 紫花(C_P_) : 7 白花(3C_pp + 3ccP_ + 1ccpp) 分析：兩對(duì)基因在世代間傳遞時(shí)仍然遵循獨(dú)立分配規(guī)律。F2產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型及其9:7的比例是由于兩對(duì)基因間的互補(bǔ)作用。,二、互補(bǔ)作用,三、積加作用,兩種顯性基因分別存在時(shí)，具有相同的性狀決定作用；兩種顯性基因共同存在時(shí)，積加出新的性狀；無顯性基因時(shí)表現(xiàn)隱性性狀。積加作用的F2 表現(xiàn)型有三種，分離比例為9:6:1。,例

18、：南瓜（Cucurbita pepo）果形遺傳。 南瓜果形由兩對(duì)基因(A/a，B/b)控制： P 圓球形(AAbb) 圓球形(aaBB) F1 扁盤形(AaBb) F2 9 扁盤形(A_B_) : 6 圓球形(3A_bb + 3aaB_) : 1長(zhǎng)圓形（1ccpp),四、重疊作用,兩種顯性基因分別存在與共同存在均決定相同的性狀，無顯性基因時(shí)，表現(xiàn)隱性性狀。重疊作用的F2表現(xiàn)型分離比例為15:1。,例：薺菜（Bursa pursa-pastoria）果形遺傳。 薺菜果形由兩對(duì)基因(T/t，T/t)控制： P 三角形(TTTT) 卵形(tttt) F1 三角形(TtTt) F2 15 三角形(9T

19、_T_3T_tt + 3ttT_) : 1 卵形（1tttt),五、顯性上位作用,兩種顯性基因各自都有性狀決定作用，其中一種基因?yàn)轱@性時(shí)對(duì)另一種基因的表現(xiàn)有遮蓋作用，起遮蓋作用的基因稱為上位基因。顯性上位作用的F2表現(xiàn)型分離比例為12:3:1。,B是上位基因，控制黑色素的合成，Y是下位基因，控制黃色素的合成。,六、隱性上位作用,當(dāng)上位基因處于隱性純合狀態(tài)時(shí)，對(duì)下位基因起遮蓋作用，下位基因的作用不表現(xiàn)；當(dāng)上位基因處于顯性雜合或顯性純合狀態(tài)時(shí)，下位基因作用表現(xiàn)。隱性上位作用的F2 表現(xiàn)型分離比例為9:3:4。,C為基本色澤基因，但C存在時(shí)，另一對(duì)等位基因Pr-pr都能表現(xiàn)各自的作用，Pr為紫色，p

20、r為紅色。而當(dāng)缺C基因時(shí)，cc起上位作用，Pr-pr基因不起作用，因而玉米蛋白質(zhì)層表現(xiàn)白色。,鴨趾草品紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)1為紫花株，F(xiàn)2為9紫:3品紅:4白花。,玉米蛋白質(zhì)層顏色在果穗上的分離,七、抑制作用,抑制基因本身沒有性狀決定作用，但它處于顯性純合或雜合狀態(tài)時(shí)卻能抑制另一種顯性基因的作用，表現(xiàn)抑制作用的基因稱為抑制基因。抑制作用的F 表現(xiàn)型分離比例為13:3。,2,1,玉米胚乳蛋白質(zhì)層顏色的遺傳 : P 白色蛋白質(zhì)層（CCII） X白色蛋白質(zhì)層 （ ccii ） F 白色（ CcIi ） F 13白色（9C_I_3ccI_1ccii）:3有色（C_ii）,2,I為抑制基因，當(dāng)I存在時(shí)，抑制了C基因的作用。,K基因控制合成錦葵色素（黃花），D基因可抑制K基因的作用。 F1為KkDd（白花）時(shí)，F(xiàn)2表現(xiàn)13白花:3黃花,本章小結(jié) 分離定律： 一對(duì)基因的雜合體（Aa），在減數(shù)分裂時(shí)，等位基因A和a分離，最終形成比例相等的A配子a的配子。因此，該雜合體測(cè)交子代（Ft）表現(xiàn)型分離比例為11；自交