第四章--遗传的基本定律.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,*,遗传学三大定律,4.1,孟德尔及其孟德尔定律,分离规律与自由组合规律是1865年由孟德尔发现的，又称为孟德尔第一，第二定律，1857-1865年，8年的时间内，他以豌豆 为试验材料，做了大量的杂交试验。,4.1孟德尔及其孟德尔定律,2.,豌豆具有明显稳定的遗传性状，不同类别的性状易于区分开，如红花品种后代全开红花；白花品种后代全开白花；高茎豌豆6-7尺，矮茎豌豆1尺左右。,3.试验贯彻从简单到复杂的原则，先研究一对相对性状的差异，以后再同时研究多对相对性状的差异。,4.1孟德尔及其孟德尔定律,4.,应用统计学方法，求出比例数进行分析，把遗传现象建立在可计算的数的基础之上。,5.对亲代，子一代，子二代等进行系谱记载。上述 这些方法称为遗传学研究的经典方法。,一、基本概念,二、杂交试验的符号表示,三、孟德尔的成败与原因,四、单因子杂交试验,五、遗传因子假说,六、单因子杂交试验现象解释,七、遗传因子假说（分离定律）的验证,八、分离定律的细胞学基础,九、分离定律的实质,一、基本概念,1、性状：生物体所表现的形态、结构和生理生化特征的总称。,单位性状：把生物体的性状总体区分为各个单位才能进行详细的研究，这样区分开来的性状就是一个单位性状。,相对性状：同一单位性状不同的表现类型。,鸡冠的形状,单片冠,胡桃冠,豌豆冠,玫瑰冠,相对性状差异是遗传研究的基础,Mendel,每次试验只注意一个单位性状,单位性状,杂交组合,种子形状,圆粒 X 皱粒,子叶颜色,黄色 X 绿色,种皮颜色,灰（褐）色 X 白色,豆荚形状,饱满 X 皱缩,未熟豆荚颜色,绿色 X 黄色,花着生位置,腋生 X 顶生,植株高度,高 X 矮,（图）,P 圆粒()皱粒(),F,1,圆粒,F,2,圆粒 3：1皱粒,二、杂交试验的符号表示,P：亲本(parent)，参与杂交的亲本；,：母本，提供雌配子（胚囊、卵细胞）的亲本；,：父本，提供雄配子（花粉粒、精细胞）的亲本；,：杂交（婚配）；,F,1,：杂种第一代；,：自交（自花授粉或自体授精或纯系内各个体之间的杂交）；,F,2,：杂种二代，F,1,自交得到的种子及其所发育形成的生物个体；,F,3,、F,4,。,4.1.1,孟德尔分离定律,圆滑,RR,皱缩,rr,圆滑,Rr,4.1.1,孟德尔分离定律,圆滑,Rr,圆滑,Rr,圆滑,1RR,2Rr,皱缩,1rr,四、单因子杂交试验,F,1,(杂种一代)的种子全部为圆粒；,F,2,(杂种二代)有两种类型的植株，一种结圆粒，一种结皱粒；并且圆粒植株与皱粒植株的比例接近3:1。,P 圆粒 X 皱粒,F1 圆粒,F2 圆粒 皱粒,株数 5474 1850,比例 2.96：1,七对相对性状杂交试验结果（表,2.1）,性状,杂交组合,F1表现,F2表现,显性,隐性,比例,种子形状,圆粒X皱粒,圆粒,5474圆粒,1850皱粒,2.96：1,子叶颜色,黄色X绿色,黄色,6022黄色,2001绿色,3.01：1,种皮颜色,褐色X白色,褐色,705褐色,224白色,3.15：1,豆荚形状,饱满X不饱满,饱满,882饱满,299不饱满,2.95：1,未熟豆荚色,绿色X黄色,绿色,428绿色,152黄色,2.82：1,花着生位置,腋生X顶生,腋生,651腋生,207顶生,3.14：1,植株高度,高X矮,高,787高,277矮,2.84：1,F,2,：一种表现为显性性状，另一种表现为隐性性状；并且表现显性性状与隐性性状个体数之比接近,3:1,。,隐性性状在,F,1,中并没有消失，只是被掩盖了，在,F,2,显性性状和隐性性状都会表现出来，这就是,性状分离,现象。,显性性状、隐性性状、性状分离现象,F,1,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。,相对性状中，在,F,1,代表现出来的相对性状称为,显性性状,，而在,F,1,中未表现出来的相对性状称为,隐性性状,。,4.1.1,孟德尔分离定律,为了研究后代的遗传表现，孟德尔将F,1,代植株做自交，得F,2,代，统计结果，正交反交结果都一致，F,2,代中性状的分离比例接近3：1,4.1.1,孟德尔分离定律,因此，皱缩性状在子一代中虽不表现出来，但通过子一代自交，在子二代中又表现出来。孟德尔把这种性状称之为隐性性状；而在子一代中表现出来的圆滑性状称之为显性性状。在子二代群体之中，既有圆滑植株又有皱缩植株出现，这样的现象称为分离现象，F,2,群体称为分离群体或分离世代。,4.1.1,孟德尔分离定律,4.1,分离现象的解释,孟德尔对此解释有五个方面：,1.相对性状由相对遗传因子控制，现称为基因。,2.遗传因子在体细胞中是成对存在的，分别由父母本得来一个。,3.杂种在形成配子时，成对遗传因子彼此分离，配子中仅含有成对因子中的任意一个。,4.1.1,孟德尔分离定律,4.1,分离现象的解释,4.杂种产生不同类型的配子数目相等，1R:1r 由于配子的同等机会结合，后代出现1RR:2Rr:1rr 而1RR,2Rr表现型不能分开，则有3：1的显隐个体比例。,5.F1 体细胞的相对遗传因子虽在同一体中，但并不发生融合，各自保持其独立性。此为颗粒式遗传理论，针锋相对错误的融合式遗传理论。,RR,rr,Rr,R,r,R,RR,Rr,r,Rr,rr,基因型与表现型：,基因型指遗传组成，一般情况下，肉眼不能观察，只能通过对基因的遗传行为加以识别。,表现型指表现出来的性状，可以观察到的，或用物理，化学方法可以测定到的现象。,4.1.1,孟德尔分离定律,4.,基因型与表现型,一种表现型可能不止有一种基因型，子二代的红花有RR,Rr两种基因型，RR称为纯合体，显性纯合子；Rr称为杂合子,rr称为隐性纯合体。,纯合体属于真实遗传的个体，后代不发生分离；杂合体则不属于真实遗传，因为它的后代发生了分离现象！,圆滑,Rr,皱缩,Rr,R,r,R,RR,Rr,r,Rr,rr,五、遗传因子假说,生物性状是由颗粒性的遗传因子（基因）决定，,每对相对性状由一对等位基因控制。显性性状受显性基因控制，而隐性性状由隐性基因控制；只要成对遗传因子中有一个显性基因，生物个体就表现显性性状；,等位基因在体细胞内成对存在，在配子中成单存在。体细胞中成对等位基因分别来自父本和母本。配子形成时，等位基因彼此分离，每个配子只得到等位基因中的一个。杂种产生的不同配子数目相同，并且雌雄配子的结合是随机的。,六、单因子杂交试验现象解释,圆粒,皱粒,七、遗传因子假说（分离定律）的验证,遗传因子仅是一个理论的、抽象的概念。当时孟德尔不知道遗传因子的,物质实体,是什么，如何实现分离。,遗传因子分离行为仅仅是孟德尔基于豌豆,7,对相对性状杂交试验中所观察到的,F,1,、,F,2,个体表现型及,F,2,性状分离现象作出的,一种假设,。,正因为如此，从孟德尔杂交试验到遗传因子假说是一个,高度理论抽象过程,。所以当时几乎没有人能够理解。如何对这一假说进行验证呢？,(一)、测交法,(二)、自交法,(一)、测交法,用,F,1,与隐性个体,(,隐性纯合体,),杂交，,后代的表现型类型和比例就反映了杂种,F,1,配子的种类和比例,，事实上也反映,(,测验,),了,F,1,的基因型。,为了测验个体的基因型，,用被测个体与隐性纯合体交配的杂交方式,称为,测交,(test cross),，其后代称为测交后代,(Ft),。,被测个体不仅仅是,F,1,，可以是任一需要确定基因型的生物个体。,测交试验结果,Mendel用杂种F1与圆粒亲本测交，结果表明：,在,166株测交后代中：85株结圆粒，81株结皱粒；其比例接近1:1。,结论：分离规律对杂种,F,1,基因型,(,Rr,),及其分离行为的推测是正确的。,八、分离定律的细胞学基础,等位基因分离的细胞学基础就是：,成对的遗传因子,(,等位基因,),位于一对同源染色体上,。,在减数分裂形成配子时，等位基因随着同源染色体的分离而分离，分别进入配子细胞中。,杂合体的性母细胞产生两个不同的二分体细胞，分别进行减数第二分裂，每个杂种性母细胞产生含显性基因和隐性基因的四分体细胞各两个，,其比例为,1:1,。,分离定律的细胞学基础,成对的遗传因子（等位基因）在杂合状态时，互不污染，保持独立性，F,1,代在形成配子时，又按原样各自分离到不同的配子中去；一般情况下，配子的分离比是1：1，F,2,代的基因型比例为1：2：1，表现型分离比为3：1。,九、分离定律的实质,4.,分离规律验证,1.测交：用隐性亲本与杂种交配，目的是测定杂种的基因型。隐性纯合体只产生一种隐性配子，不影响杂种个体产生的各种配子基因型的表现，因此，测交产生的子代的表型与比例反映了被测个体产生的配子的基因型种类及其比例。,被测个体,Rr,隐性个体,rr,r,r,R,Rr,Rr,r,rr,rr,4.,分离规律验证,2.自交：,自交是鉴定一植株基因型最好的方法，若自交后代不发生分离现象，该植株为纯合体，反之为杂合体。,孟德尔在子二代表现为圆滑的植株中任其自交，观察到有36株自交后代全为圆滑，有64株自交后代出现3圆滑：1皱缩的分离比例。这表明在子二代中，表现为圆滑的植株中约有1/3为圆滑纯合体；2/3为圆滑杂合体。,4.,分离规律应用,先天性聋哑为隐性遗传病，有一对正常夫妻生下一个先天性聋哑孩子，若再生一个孩子，可能为聋哑患者的机会有多大？,4.,分离规律应用,解 夫妻俩可能均为聋哑基因携带者，他们的基因型为：Dd ，Dd,每一次生育产生隐性纯合子，即聋哑患者dd的机会是 1/4,