第三章-孟德尔遗传.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,掌握重要的名词概念及常用符号,掌握分离规律和自由组合规律的实质及其与减数分裂中染色体行为的平行性,基因互作的类型和特点,掌握统计学原理在遗传研究中的应用,本章重点,第一节,分 离 规 律,孟德尔第一定律,一,.,性状分离现象,性状,(character),:,生物体所表现的形态特征和生理特征。,单位性状,(unit,),:,生物的某个形态或生理特征。,相对性状,(contrasting,),:,同一单位性状的相对差异。,第 三 章,孟 德 尔 遗 传,试验结果,不论正交、反交，杂种后代遗传动态,一致,。即,F,1,、,F,2,代表现不受杂交组合影响。,F,1,所有植株只表现一个亲本性状（,显性性状,）另一亲本的性状隐藏未现（,隐性性状,）。,F,2,出现性状分离。两亲性状在,F,2,中呈,3:1,比例。,推论,一种性状受一种“,遗传因子,”控制。,“遗传因子”在,体内成双,，一个来自父方，一个来自母方。,杂种的“遗传因子”彼此不同，各自,保持独立性,，,且存在,显隐,关系。,形成配子时，两个“遗传因子”彼此,分离,，分别随机的进入不同配子中。配子的结合是随机的。,一,.,一对相对性状的杂交实验,P ,红花,CC,白花,cc,纯合体,配子,C c,F,1,红花,Cc,杂合体,C c 1CC,红,F,2,C CC,红,Cc,红,2Cc,红,c Cc,红,cc,白,1cc,白,二、分离现象的解释,基因型,表现型,基因,(gene),：,控制生物性状的“遗传因子”。,座位,(locus),：基因在染色体上的位置。,等位基因,(alleles):,位于同源染色体相同座位上，控 制同一相对性状不同表现的基因。,显性基因,(dominant,),:,控制显性性状的基因。,隐性基因,(recessive,),:,控制隐性性状的基因。,显性性状,:,杂种,F,1,只表现的那个亲本的性状。,隐性性状,:,杂种不表现，纯合才表现的另一亲本,的性状。,表现型,(phenotype),:,指生物体所表现的性状。,基因型,(genotype),:,指生物体的基因组合。,纯合体,(homozygote),:,成对基因是相同的个体。同质结合,杂合体,(heterozygote),:,成对基因是不同的个体。异质结合,三,.,基因分离规律实质,在配子形成时，等位基因彼此分离，互不干扰。,四,.,基因分离规律的验证,1.,测交法,(test cross),测交,：被测个体与隐性纯合亲本的交配。,例,Cccc F,t,Cc,红,:cc,白,=1:1,CCcc F,t,Cc,红,测交后代,(Ft),性状表现,分离,，,则被测个体为,杂合体,测交后代,(Ft),性状,不表现分离,，,则被测个体为,纯合体,2.,自交法（,自花授粉或同株异花授粉,）,P CC cc,F,1,Cc,F,2,1CC 2Cc 1cc,F,3,4CC 2CC 4Cc 2cc 4cc,F,4,16CC 8CC 4CC 8Cc 4cc 8cc 16cc,F,1,Wxwx,Wx,:,wx,=1:1,淀粉性质 直链 支链,2,2,显微镜下呈 蓝紫色 棕黄色,3.,F,1,花粉鉴定法,4.,四分子分析法,单一减数分裂的四个产物称四分子。,（粗糙链孢霉四分子分裂一次则为八分子）,蘑菇,面包酵母,和,来菌衣藻,绿色面包霉,大麦黑穗病,红色面包霉,lys,+,lys,-,子囊果,子囊,直列八分子：,+-,-+,-+-+,-+-,+-+,+-+-,子囊孢子 黑色：灰色,=1,：,1,小结,分离规律的实质；在配子形成时，成对的基因彼此分离，互不干扰。,表现型,=,基因型,+,环境,检测某个体是否纯合体可用测交或自交。,1.,家鼠的灰色皮毛（,A,）,对白色皮毛（,a,）,是显性，灰色家鼠与白色家鼠杂交，,F,1,全部是灰鼠，,F,2,中有,198,只灰色和,72,只白色。试用基因型图解上述试验结果。,例 题,P,AAaa,F,1,Aa,F,2,1AA 2Aa 1aa,灰 灰 白,2.,萝卜的花有红色的，紫色的，白色的，以下是不同类型杂交的结果：,红色,紫色,398,红色，,395,紫色,紫色,白色,200,紫色，,205,白色,紫色,紫色,98,红色，,190,紫色，,94,白色,萝卜的花色属于哪一种遗传类型？自定基因符号，标明上述各杂交组合亲本及其后代的基因型。,PP Pp PP Pp,Pp pp Pp pp,Pp Pp PP Pp pp,3.,软骨发育不全是侏儒病的一种，系单基因遗传。一个马戏团的两个患这种病的侏儒结了婚，他们所生的第一个孩子是侏儒，第二个孩子是正常的。问：,a.,软骨发育不全是隐性还是显性等位基因引起的？,b.,在这个婚配中双亲的基因型是什么？,c.,他们以后再生孩子，这个孩子是正常的概率有多大？是侏儒的概率有多大？,a.,显性,b.Dd,和,Dd,c.1/4,正常,3/4,侏儒,一,.,两对相对性状的杂交试验,第二节 基因的自由组合定律,孟德尔第二定律,试验结果,F,1,表现显性性状且不受杂交组合的影响。,每对性状不因另一性状的存在而改变其分离规律，即显,:,隐,=3:1,。,不同性状自由组合，,F,2,分离比例,9:3:3:1,（双显,:,单显单隐,:,单显单隐,:,双隐）。,二,.,基因独立分配规律的实质,形成配子时,同源染色体上的,等位基因发生分离；,非同源染色体上的,非等位基因自由组合。,解释,P R R y y r r Y Y,配子,Ry,r Y,F1 R r Y y,F2,R,r,配子,Y RY 1,y ,Ry,1,Y ,rY,1,y ,ry,1,三,.,基因独立分配规律的验证,1.,测交法,被测个体配子类型及比例,Ft,个体类型及比例,？,例 题,1.,小麦毛颖,(A),对光颖,(a),显性，抗锈,(R),对感锈,(r),显性，这两对基因是独立遗传的。指出下列杂交组合,AaRraaRr,aaRrAarr,中,亲本的表型，配子的种类与比例以及,F,1,的表型种类与比例。,AaRraaRr,毛颖抗病,光颖抗病,配子,(1AR:1Ar:1aR:1ar)(1aR:1ar),F,1,1AaRR:2AaRr:1aaRR:1aaRr:1Aarr:1aaRr:1aarr,毛抗：光抗：毛感：光感,=3:3:1:1,2.,自交法,2.,番茄的红果（,Y,）,对黄果（,y,）,显性，二室（,M,）,对多室（,m,）,显性。两对基因是独立遗传的。当一株红果、二室的番茄与一株红果、多室的番茄杂交后，子一代（,F,1,）,群体内有：,3/8,的植株为红果、二室的，,3/8,是红果多室的，,1/8,是黄果、二室的，,1/8,是黄果多室的。问：这两个亲本植株的基因型如何？,答：据表型知亲本为,Y_M_Y_mm,后代中 红果,:,黄果,=(3/8+3/8):(1/8+1/8)=3:1,说明亲本是,YyYy,又 后代中 二室,:,多室,=(3/8+1/8):(3/8+1/8)=1:1,说明亲本是,Mmmm,所以亲本基因型为,YyMmYymm,3.,狗的黑身（,D,）,对白身（,d,）,显性，短毛（,L,）,对长毛（,l,）,显性。如果这两个性状是独立遗传的，写出下表中亲本的基因型。,亲本 后代,黑短 黑长 白短 白长,黑短,黑短,89 31 29 11,黑短,黑长,18 19 0 0,黑短,白短,20 0 21 0,白短,白短,0 0 28 9,黑长,黑长,0 32 0 10,黑短,黑长,30 31 9 11,DdLlDdLl,DDLlD_ll,DdLLddL,_,ddLlddLl,DdllDdll,DdLlDdll,第三节 概率原理的应用,概率,是,指一定事件总体中某一事件可能出现的机率。,1.,概率定律,乘法定律,：,两个独立事件同时发生的概率等于各个事件概率之积。,P(AB)=P(A)P(B),独立事件,一个事件的出现与否不影响另一事件的出现与否。,例如,杂合体,RrYy,产生的配子,RY,的概率,p=1/21/2=1/4,加法定律,：,一,组互斥事件中任意一个或几个事件出现的概率是各个事件概率之和。,P(A+B)=P(A)+P(B),互斥事件,是,指在一次实验中，某一事件出现则另一事件即被排斥。,例如,RrYy,对,Rr,来讲某配子要么是,R,，,要么是,r,对其后代来讲是,RRYY,就不可能是,RrYy,或其他,表现型为,R_Y_,的概率,:,1/16RRYY+2/16RRYy+2/16RrYY+4/16RrYy=9/16,2.,二项式分布的应用,假设,p,某事件的概率,q,另一互斥事件的概率,p+q=1 n,估测出现概率的事件数,则各项事件出现的概率为,练 习,1.,设有三对独立遗传,、,彼此没有互作且表现完全显性的基因,Aa,、,Bb,、,Cc,在杂合基因型个体,AaBbCc,自交所得的后代群体中，具有,5,显性基因和,1,隐性基因个体的频率是多少？具有,2,显性性状和,1,隐性形状的个体频率是多少？,r=5,n=6,p=1/2,q=1/2,3/32,r=2,n=3,p=3/4,q=1/4,27/64;,练 习,2.,AaCc,与,aaCc,杂交产生,5,个后代，其中,3,个,A_C_,、,2,个,aacc,的概率是多少？,n=5,r=3,p=3/8,q=1/8 270/32768,A_C_,概率,=3/8,Aacc,概率,1/8,练 习,3.,某基因型为,AaBbCcDdEe,的个体自交后代中出现基因型为,AAbbCcDDee,的个体的概率是多少？,(),4,(1/2),1,=,1/512;,练 习,4.,孟德尔研究了七对性状，正好豌豆也有七对染色体。决定七对性状的基因正好分别位于七对染色体上的概率是多少？,(1/7),7,7,!=,0.0061,3.,2,测验（,Chi,平方测验）,适合度测验,是,指比较,实验数据,与,理论假设,是否符合的假设测验。,观察统计的杂交后代中各种类型个体数与理论期望数往往有偏差。,偏差的原因：,1.,群体小而产生的机会偏差；,2.,是遗传造成的本质差异。,O,E,E,公式中：,O,是实测值,E,是理论值,是总和的符号,自由度一般为子代分离类型的数目减,1,，若用,k,表示类型数，则,df,=,k,1,。,查表 若,P 0.05,差异不显著 符合理论比例,P 0.05,差异显著 不符合理论比例,x,2,=0.55 0.05,差异不显著 符合,3:1,x,2,=0.62,0.05,符合,1:1:1:1,五,.,显性性状的表现,完全显性,：,杂合体与显性纯合体表现 一致。,第三节 孟德尔规律的扩展,2.,不完全显性：,杂和体表现显性纯合体和隐性纯合体的中间类型,马的毛色,不完全显性,3.,共显性,（显性不存在）：两个成对的基因在杂合体中都显示作用。,二、复等位基因（,multiple alleles,）,复等位基因只能在群体中研究，任何一个个体都只能拥有其中的 两个 等位基因。,多少个等位基因？,同源染色体相同位点上存在的,3,个或,3,个以上的等位基因称复等位基因,抗原抗体反应,O,O,AB,A,B,B,A,AB,ABO,血型与输血,关系,复等位基因在作物育种中的价值,等位基因数目越多，表明遗传多样性越高；,不同的等位基因可能代表对不同环境的适应，对病原菌不同小种的适应性；,三 致死基因（,lethal alleles,）,当其发挥作用时导致生物体死亡的基因,黄鼠,正常 黄鼠,黄鼠,A,y,AA,y,A,1/2,黄鼠,1/2,正常,2/3,黄鼠,1/3,正常,1A,y,A,y,2A,y,A 1AA,死亡 黄鼠 正常,四,显性性状与环境的关系,1.,表现型,=,基因型,+,环境,例 兔子脂肪颜色,Y,白色,y,黄色,Y:,产生黄色素分解酶。,y:,不能产生黄色素分解酶,故不能破坏食物中的黄色素。,若食物不含黄色素则,yy,个体脂肪表现白色。,2.,显性转换,：,显性在不同条件下发生转换。,例,1,辣椒 朝上,朝下,F,1,先朝上 后朝下,（与气温变化有关）,例,2,曼陀罗 紫茎,绿茎 ,F,1,高温 紫茎,(,显性,),低温 浅紫,(,不完全显性,),例,3,绵羊角,HH(,有,),hh,(,无,),F,1,Hh,雌,(,无,),雄,(,有,),第四节 基因的互作,基因互作,：,非等位基因相互作用共同决定一个单位性状不同表现的现象。,最早的例子鸡冠,(,Bateson,等,1904,年,),P,PPrr,豌豆冠,ppRR,玫瑰冠,F,1,PpRr,胡桃冠,F,2,9P_R_ :3P_rr :3ppR_ :1pprr,胡桃冠 豌豆冠 玫瑰冠 单冠,F,1,不象任何一个亲本,表现一种新类型。,F,2,出现与双亲不同的另两种新类型。,1.,基 因 的 互 作 方 式,(1).,互补作用,：,独立遗传的等位基因都存在显性基因时，个体表现一种性状，其余组合均表现另一种性状。,(2),.,积加作用,：,显性基因分别存在时，起相同的作用。显性基因对数愈多，对性状表现的累积作用愈强。,(3).,重叠作用,：,互作基因中，只要一对基因存在显性基因，个体便表现显性，所有基因隐性时才表现隐性性状。,(4).,上位作用,：互作基因中，其中一对基因对另一对基因的表现具有遮盖作用，这种基因互作类型称上位作用。起遮盖作用的基因称上位基因。,隐性上位,（上位基因是隐性基因）,显性上位,（,上位基因是显性基因）,显性上位,隐性上位,(5).,抑制作用,：,一对基因本身不表现性状，但当其显性时，能使另一对显性基因不起作用。,基 因 互 作,2,、基因互作的实质,多因一效,：一个性状发育受许多不同基因影响的现象。,一因多效,：指一个基因影响许多性状发育的现象。,例如：玉米籽粒糊粉层颜色：,A C R Pr,A B C D E,A_C_R_Pr,_,aaC_R_Pr,_,_ _cc_ _Pr_,_ _ _ _,rrPr,_,A_C_R_prpr,紫色,无色,无色,无色,红色,毛地黄花色及斑点遗传与三对基因有关,M_,合成花青素苷,mm,无色素（白花有白斑）,D_,加强色素基因,dd,无加强作用,W_,阻止色素沉积，斑处例外,ww,色素沉积在花冠上,M_W_,（,白色带斑）,mm_ _,（,白色黄斑）,M_wwdd,（,浅红）,M_wwD,_,（,深红）,练 习,1.,在人类中，基因,D,是正常耳蜗所必需的，基因,E,是正常听神经所必需的。这两个基因缺少任何一个都会致聋。现有两个正常夫妇，有一个孩子为聋子。而另两个聋子夫妇却有一个正常孩子。请解释这个现象。,第一种情况,(,夫妇均含正常基因但至少一个位点杂合,且相同,),第二种情况,(,夫妇至少一个位点隐性纯合,且有不同位点的显性,),DdEeDdEe,或,DDEeD_Ee,或,DdEEDdE,_,ddEEDDee,或,ddEeD_ee,，或,ddEEDdee,练 习,2.,两个白花豌豆品种杂交，,F,1,自交得到,96,株后代。其中,53,株开紫花，,43,株开白花。亲本可能的基因型是什么？,F,2,中观察到的及预期的各种类型比例分别是多少？哪种基因型自交产生的后代全部开白花？,基因互补作用，亲本,AAbbaaBB,F,1,AaBb,F2 9:7(54:42),与观察值,53:42,相似,5,种基因型自交只产生白花：,aaB_,A_bb,，,aabb,练 习,3.,显性基因,A,、,C,、,R,同时存在使玉米着色。其隐性等位基因,a,、,c,、,r,中只要有一对纯合就使糊粉层变为白色。一株纯合隐性白色糊粉层玉米与一株有色玉米杂交，产生下列比例后代：全部有色；,1,有色,:1,白色；,1,有色,:3,白色；,1,有色,:7,白色。写出有色亲本的基因型。,aaccrrAACCRR,aaccrrAACCRr,等（对应的一对基因杂合）,aaccrrAACcRr,等（对应的两对基因杂合）,aaccrrAaCcRr,小结,独立分配规律的实质,同源染色体上的等位基因发生分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,。,二项式分布的应用及好适度测验,基因互作,思考,：,孟德尔分离比实现的条件有那些？,课后练习,:,P,84-85,第,1-16,题,