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第二章 遗传的三大基本定律

第二章 遗传的三大基本定律. 第一节 孟德尔定律 孟德尔（ 1822 ～ 1884 ）奥地利人 1856-1864 年，进行长达 8 年的豌豆杂交试验，提出了 遗传因子的分离定律和自由组合定律。 1865 年先后两次在布隆自然科学会例会上宣读； 1866 年整理成长达 45 页的 《 植物杂交试验 》 一文，发表在 《 布隆自然科学会志 》 上。. 豌豆. 易栽培； 具有稳定的可以区分的性状； 自花授粉，且是闭花授粉； 易分离计数。. 植物杂交试验的符号表示. P： 亲本( parent)， 杂交亲本； ♀ ：母本，提供胚囊的亲本；

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第二章 遗传的三大基本定律

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Presentation Transcript

  1. 第二章 遗传的三大基本定律 第一节 孟德尔定律 孟德尔（1822～1884）奥地利人 • 1856-1864年，进行长达8年的豌豆杂交试验，提出了遗传因子的分离定律和自由组合定律。 • 1865年先后两次在布隆自然科学会例会上宣读； • 1866年整理成长达45页的《植物杂交试验》一文，发表在《布隆自然科学会志》上。

  2. 豌豆 • 易栽培； • 具有稳定的可以区分的性状； • 自花授粉，且是闭花授粉； • 易分离计数。

  3. 植物杂交试验的符号表示 • P：亲本(parent)，杂交亲本； • ♀：母本，提供胚囊的亲本； • ♂：父本，提供花粉粒的亲本； • ×：表示人工杂交过程； • F1：表示杂种第一代(first filial generation)； • ：表示自交，采用自花授粉方式传粉受精产生后代； • F2：F1代自交得到的种子及其所发育形成的的生物个体 称为杂种二代，即F2。

  4. 植物杂交试验的名词概念 • 性状(character/trait)：生物体所表现的形态特征和生理特征。 • 单位性状(unit character)：个体表现的性状总体区分为各个单位之后的性状。 • 相对性状(contrasting character)：不同生物个体在单位性状上存在不同的表现，这种同一单位性状的相对差异称为相对性状。

  5. 植物杂交试验的名词概念 • 正交和反交：一对相对概念，用甲乙两种不同遗传特性的亲本杂交时，如以甲作母本、乙作父本的杂交为正交，则乙作母本、甲作父本的杂交为反交。 • 自交：指同一植株上的自花授粉或同株上的异花授粉。 • 回交：子一代与亲本之一再次交配的杂交方法。 • 测交：将被测验的个体与隐性纯合亲本杂交，以验证被测个体基因型的杂交方法。

  6. 一、分离定律 豌豆花色杂交试验及结果 P 红花(♀) × 白花(♂) ↓ F1 红花 ↓ F2 红花 白花 株数 705 224 比例 3.15 1

  7. 反交试验及其结果 反交　白花(♀) ×　红花(♂) ↓ F1 红花 ↓ F2 红花 白花 3:1

  8. 孟德尔豌豆杂交试验结果

  9. 杂交结果的特点 1. F1代个体(植株)均只表现亲本之一的性状，而另一个亲本的性状隐藏不表现。 显性性状(dominant character)：具有一对相对性状的两个亲本杂交后，在F1代表现出来的相对性状。 隐性性状(recessive character)：具有一对相对性状的两个亲本杂交后，在F1中未表现出来的相对性状。

  10. 杂交结果的特点 2. F2代出现性状分离现象，有两种性状表现类型的植株，一种表现为显性性状，另一种表现为隐性性状；并且表现显性性状的个体数与隐性性状个体数之比接近3:1。

  11. 遗传因子假说—孟德尔分离定律 • 生物性状是由遗传因子决定，且每对相对性状由一对遗传因子（等位基因）控制； • 显性性状受显性因子控制，而隐性性状由隐性因子控制；只要成对遗传因子中有一个显性因子，生物个体就表现显性性状； • 遗传因子在体细胞内成对存在，一个来自父本，一个来自母本，在配子形成时，成对的遗传因子彼此分离，分配到不同的配子中去，每个配子只具有成对的遗传因子之一。

  12. 基因型(genotype)和表现型(phenotype) • 基因型(genotype)指生物个体的基因组合，表示生物个体的遗传组成。 • 表现型(phenotype)指生物个体的性状表现，简称表型。

  13. 基因型与表现型的相互关系 • 基因型是生物性状表现的内在决定因素，基因型决定表现型。 • 表现型是基因型与环境条件共同作用下的外在表现，往往可以直接观察、测定，而基因型往往只能根据生物性状表现来进行推断，通过杂交试验才能检定。

  14. 纯合体与杂合体 • 纯合体(homozygote)：由两个同是显性或同是隐性的基因结合而成的生物个体。 • 显性纯合体(dominant homozygote), 如：CC。 • 隐性纯合体(recessive homozygote), 如：cc。 • 杂合体(heterozygote)：由一个显性基因和一个隐性基因结合而成的生物个体。如Cc。

  15. 分离定律的验证 • 1. 测交(test cross) 为了测验个体的基因型，用被测个体与隐性个体交配的杂交方式称为测交。 • 2. 自交(self cross)

  16. 测交试验结果 孟德尔用杂种F1与白花亲本测交，结果： • 在166株测交后代中： • 85株开红花，81株开白花； • 其比例接近1:1。 • 结论：分离规律对杂种F1基因型(Cc)及其分离行为的推测是正确的。

  17. 自交 • 纯合体(如CC或cc)： 只产生一种类型的配子，其自交后代也都是纯合体，不会发生性状分离现象。 • 杂合体(如Cc) 产生两种配子，其自交后代会产生3:1的显性:隐性性状分离现象。

  18. F1和F2的自交试验结果 F1

  19. 二、自由组合定律 • 豌豆两对相对性状的杂交

  20. 配子 YR yr ↘ ↙ F1黄圆YyRr ↓ F2 YR Yr yR yr YR YYRR YYRr YyRR YyRr 黄圆 黄圆 黄圆 黄圆 Yr YYRr YYrr YyRr Yyrr 黄圆黄皱黄圆黄皱 yR YyRR YyRr yyRR yyRr 黄圆 黄圆绿圆绿圆 yr YyRr Yyrr yyRr yyrr 黄圆黄皱绿圆 绿皱 P 黄圆YYRR×绿皱yyrr

  21. 基因自由组合定律的实质 • 控制两对性状（或多对性状）的等位基因，分布在不同的同源染色体上；形成配子时，每对同源染色体上等位基因发生分离，而位于非同源染色体上的基因，表现为自由组合。

  22. 自由组合定律的验证 1. 测交：F1代与隐性纯合子杂交。 2. 自交：F2代个体自交。

  23. 1. 测交试验结果 表现型 1 ： 1 ： 1 ： 1

  24. 2.自交试验结果 F2 F3 38株(1/16)YYRR→全部为黄圆 35株(1/16)yyRR→全部为绿圆 28株(1/16)YYrr→全部为黄皱 30株(1/16)yyrr→全部为绿皱 65株(2/16)YyRR→全部为圆粒, 颜色分离3黄:1绿 68株(2/16)Yyrr→全部为皱粒, 颜色分离3黄:1绿 60株(2/16)YYRr→全部为黄色,3圆:1皱(分离) 67株(2/16)yyRr→全部为绿色,3圆:1皱(分离) 138株(4/16)YyRr→分离9黄圆:3黄皱:3绿圆:1绿皱

  25. 自由组合定律的扩展：多对相对性状的遗传分析自由组合定律的扩展：多对相对性状的遗传分析 杂合基因对数与F2表现型和基因型种类的关系

  26. 自由组合定律的意义 • 是生物多样性的理论基础之一。 例题：假如一个生物有20种性状，每种性状由一对基因控制，则它的基因型数目有 ，表型的数目为。 • 在育种实践中具有指导意义。 例题：有两个番茄品种，一个是抗病红果肉品种(SSRR)，另一个是染病黄果肉品种(ssrr)，抗病S对染病是显性，红果肉R对黄果肉r是显性。如何培育出一个抗病黄果肉品种(SSrr)？

  27. 2.1.3 遗传学数据的统计处理 一、概率 • 定义：指在反复试验中某一事件发生的机率。 • 概率的基本法则 （1）相乘法则：两个独立事件同时发生的概率是它们各自概率的乘积。 （2）相加法则：两个互斥事件之一发生的概率等于它们各自概率之和。

  28. 二、遗传比率的计算 • 遗传比率：某种基因型或表型出现的概率。 1. 棋盘法：画棋盘，将每一亲本产生的配子放 在一边，注上各自的概率来推算。 2. 分枝法：将每对基因分别考虑，然后用分枝 的方法来推算。

  29. 例题 1. AaBb× AaBb杂交，假设它们符合孟德尔定律，问其后代的遗传比率。 （1）两对基因全部纯合的比率。 （2）两对基因全部杂合的比率。 （3）两种性状表型全部是显性的比率。 （4）两种性状表型一个显性一个隐性的比率。 2. AAbbCc× aaBbCc 杂交，后代产生几种基因型？几种表型？比例各是多少？

  30. 三、适合度测验 • 实测值与理论值的符合程度。 • 卡平方（X ）检验 2 O是实测值，E是理论值，Σ是总和

  31. 2.2基因与环境作用的关系 表现型＝基因型＋环境 1.表型模写：环境改变所引起的表型改变，有时与某基因引起的表型变化很相似。 2.外显率：某一基因型个体显示其预期表型的比率。 3.表现度：个体间基因表达的变化程度。

  32. 外显率与表现度 • 外显率（penetrance） • 表现度（expressivity）

  33. 2.3 基因间的相互作用 一、等位基因间的相互作用 二、非等位基因间的相互作用

  34. 一、等位基因间的相互作用 1. 显隐性关系的相对性 ① 不完全显性(半显性) ② 并显性(共显性) ③ 超显性 ④ 随所依据标准的不同显隐性关系 发生改变

  35. ① 不完全显性(半显性) • 指杂合体的表型介于两纯合亲本之间的现象。 • 杂种F1表现： • 为两个亲本的中间类型或不同于两个亲本的新类型； • F2则表现： • 父本类型、中间类型(新类型)和母本三种类型，呈1:2:1的比例。

  36. ② 并显性(共显性) • 指两纯合亲本的表型同时在子一代中表现出来的现象。 • 两个纯合亲本杂交： • F1代同时出现两个亲本的性状； • F2代表现为三种表现型，其比例为1:2:1。

  37. MN血型遗传 ( LMLM) M × N ( LNLN) ( LMLN) MN× MN M MN N 1 : 2 : 1

  38. ③ 超显性 • 杂合体Aa的性状表现超过纯合显性AA的现象。 例：果蝇杂合体白眼荧光素的含量 w+/w > w/w 和 w+/w+

  39. 显隐性关系的相对性

  40. ④ 标准不同显隐性关系不同

  41. 2.致死基因 • 致死基因：指可导致个体死亡的等位基因。 • 发现：1904年，鼠皮毛颜色杂交试验 Aya × Aya ↓ AyAy Aya aa (死亡)黄 黑 1 : 2 : 1 黄色 × 黑鼠 ↓ 黄 黑 1 ： 1 黄色 × 黄鼠 ↓ 黄 黑 2 ： 1 • 隐性致死：纯合条件下致死。 • 显性致死：杂合条件下即可致死。

  42. 3. 复等位基因 ■ 复等位基因：在群体中占据某同源染色体同一座位上的两个以上的决定同一性状的基因群。 ●ABO血型：由三个复等位基因IA IB i 决定。 ●植物的自交不亲和：同一基因的花粉落在同一 基因型的柱头上不能受精。

  43. 人类ABO系统血型表 血型表型 基因型 抗原 抗体 基因和产物 (在细胞膜上) (在血清中) A IAIA, Iai A β（抗B） IA N-乙酰半乳糖转移酶 B IBIB,Ibi B α（抗A) IB 半乳糖转移酶 AB IAIB AB - 二者兼有 O ii - αβ（抗A抗B） i无相应产物

  44. 性状 翻毛鸡 正常鸡 体温 低 正常 代谢 强 正常 心跳 快 正常 血流量 大 正常 脾脏 大 正常 食量 多 正常 生殖力 降低 正常 4.一因多效(基因的多效性) • 一因多效：一个基因可以影响多个性状。 翻毛鸡与正常鸡表型的差异

  45. 二、非等位基因间的相互作用 1.基因互作:不同对的基因相互作用，出现了新的性状。 • 鸡冠形状的遗传 玫瑰冠×豌豆冠 ↓ 胡桃冠 ↓ 9胡桃冠 3玫瑰冠 3豌豆冠 1单冠 RRpp rrPP RrPp R_pp rrP_ rrpp R_P_

  46. 2. 互补效应 • 香豌豆的花色遗传 P 白花A×白花B ↓ F1 红花 ↓ F2 9红花 7白花 CCrr ccRR CcRr C_R_ 3C_rr 3ccR_ 1ccrr

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