孟德尔遗传一.pptx

u以前，人们直观的笼统的认为以前，人们直观的笼统的认为双亲的遗传物质双亲的遗传物质在子代中像血在子代中像血液一样液一样混合混合，其子代表现出双亲的，其子代表现出双亲的混合特征混合特征，而且父母本的性，而且父母本的性状在以后的世代难以区分，这就是状在以后的世代难以区分，这就是混合遗传论混合遗传论。u达尔文在达尔文在1859年发表年发表物种起源物种起源，但是他找不到一个但是他找不到一个合理的遗传机理来解释自然选择，无法说明变异是如何产生，合理的遗传机理来解释自然选择，无法说明变异是如何产生，而优势变异又如何能够保存下去。而优势变异又如何能够保存下去。u他在他在1872年如此写道：年如此写道：“遗传的定律绝大部分依旧未遗传的定律绝大部分依旧未知。知。没有人能够说明在同一物种的不同个体中的相同特没有人能够说明在同一物种的不同个体中的相同特性，或在不同物种中的相同特性，为什么有时候能够遗性，或在不同物种中的相同特性，为什么有时候能够遗传，而有时候不能；为什么孩子能回复其祖父母甚至更传，而有时候不能；为什么孩子能回复其祖父母甚至更遥远的祖先的某项特征？遥远的祖先的某项特征？”第四章第四章 孟德孟德尔遗传u孟德尔通过研究豌豆的七对性状，提出了孟德尔通过研究豌豆的七对性状，提出了分离分离和自由组合和自由组合规律；规律；u他根据试验结果，否定了长期流行的他根据试验结果，否定了长期流行的混合遗传混合遗传的观念，明确指出杂交亲本的性状遗传不是彼此的观念，明确指出杂交亲本的性状遗传不是彼此混合的，而是混合的，而是相互独立的相互独立的传递给后代，因而父母传递给后代，因而父母本的性状在其后代中还会本的性状在其后代中还会分离分离出来。出来。第四章第四章 孟德孟德尔遗传第四章第四章 孟德孟德尔遗传遗传因子假说、遗传因子分离与自由组合规律及其发展遗传因子假说、遗传因子分离与自由组合规律及其发展第1节 分离规律第2节 独立分配规律第3节 遗传学数据的统计问题第4节 孟德尔规律的补充和发展孟德尔孟德尔(Gregor J.Mendel,1822-1884)奥地利布隆奥地利布隆(Brnn)现捷克布尔诺现捷克布尔诺(Bruo)n1822年年7月月22日，孟德尔出生在奥地利的一个贫日，孟德尔出生在奥地利的一个贫寒的农民家庭里。寒的农民家庭里。u1844-1848年，孟德尔在年，孟德尔在布隆大学哲学院布隆大学哲学院学习神学，学习神学，曾选修迪博尔（曾选修迪博尔（Diebl，1770-1859）讲授的农学、）讲授的农学、果树学和葡萄栽培学等课程。果树学和葡萄栽培学等课程。u 1848年在维也纳大学期间，孟德尔先后师从著名物年在维也纳大学期间，孟德尔先后师从著名物理学家理学家多普勒多普勒（CDoppler，1803-1853）、物理学）、物理学家家埃汀豪生埃汀豪生（AEttinghausen）和植物生理学家）和植物生理学家翁格翁格尔尔（FUnger，1800-1870），这三个人对他的科学），这三个人对他的科学思想无疑产生了很大影响。思想无疑产生了很大影响。u 当时大多数科学家所惯用的方法是培根式的归纳法，而当时大多数科学家所惯用的方法是培根式的归纳法，而多普多普勒勒则主张，先对自然现象进行分析，从分析中提出设想，然则主张，先对自然现象进行分析，从分析中提出设想，然后通过实验来进行证实或否决。后通过实验来进行证实或否决。u埃汀豪生埃汀豪生是一位成功地是一位成功地应用数学分析来研究物理现象应用数学分析来研究物理现象的科学的科学家，孟德尔曾对他的大作家，孟德尔曾对他的大作组合分析组合分析仔细拜读。孟德尔后仔细拜读。孟德尔后来做豌豆实验，成功地将数学统计方法用于杂种后代的分析，来做豌豆实验，成功地将数学统计方法用于杂种后代的分析，与这两位杰出物理学家不无关系。与这两位杰出物理学家不无关系。u翁格尔翁格尔当时正从事进化学说的研究，他认为研究变异是解决当时正从事进化学说的研究，他认为研究变异是解决物种起源问题的关键，并且用这种观点去启发他的学生孟德物种起源问题的关键，并且用这种观点去启发他的学生孟德尔。通过翁格尔，孟德尔了解了尔。通过翁格尔，孟德尔了解了盖尔特纳盖尔特纳的杂交工作。的杂交工作。u盖尔特纳是一位经济富裕的科学家，他能不受拘束地在自盖尔特纳是一位经济富裕的科学家，他能不受拘束地在自己的花园内实施有性杂交的宏伟计划，曾用己的花园内实施有性杂交的宏伟计划，曾用8080个属个属700700个个种种的植物，进行了的植物，进行了万余项的独立实验万余项的独立实验，从中产生了，从中产生了258258个个不同的杂交类型，这些成果都记录在不同的杂交类型，这些成果都记录在18491849年出版的盖尔特年出版的盖尔特纳的著作纳的著作植物杂交的实验与观察植物杂交的实验与观察中，虽然这本书写得中，虽然这本书写得既单调又重复，但涉及的范围很广，包含着一些极有价值既单调又重复，但涉及的范围很广，包含着一些极有价值的观察结果。达尔文和孟德尔都曾仔细地读过这本书。孟的观察结果。达尔文和孟德尔都曾仔细地读过这本书。孟德尔读过的书至今还保存在捷克布隆的孟德尔纪念馆内，德尔读过的书至今还保存在捷克布隆的孟德尔纪念馆内，书中遍布记号和批注，有的内容正是以后孟德尔的实验计书中遍布记号和批注，有的内容正是以后孟德尔的实验计划里的组成部分。划里的组成部分。u由此可见，一个伟大的科学思想的形成绝非偶然。由此可见，一个伟大的科学思想的形成绝非偶然。n从从18561864以豌豆为材料，进行了长达以豌豆为材料，进行了长达8年的杂年的杂交试验，交试验，提出遗传因子假说及其分离与自由组合规律提出遗传因子假说及其分离与自由组合规律(Mendels Laws)；n1865年年2月月8日和日和3月月8日先后两次在日先后两次在布隆自然科学布隆自然科学会会例会上宣读发表；例会上宣读发表；n1866年整理成长达年整理成长达45页的页的植物杂交试验植物杂交试验一文，一文，发表在发表在布隆自然科学会志布隆自然科学会志第第4卷上。卷上。n1900年荷兰的年荷兰的狄弗里斯狄弗里斯、奥地利的、奥地利的柴马克柴马克和德国的和德国的柯伦斯柯伦斯三人同时发现。孟德尔遗传规律才受到重视。三人同时发现。孟德尔遗传规律才受到重视。孟德尔规律长期不被接受的原因孟德尔规律长期不被接受的原因为什么在生物学界迫切需要遗传定律之时，孟德尔为什么在生物学界迫切需要遗传定律之时，孟德尔如此重要又如此出色的研究却没有引起注意？是什如此重要又如此出色的研究却没有引起注意？是什么原因让孟德尔成为科学史上么原因让孟德尔成为科学史上最孤独的天才最孤独的天才，超前，超前了整个时代了整个时代35年？年？n孟德尔思想的超前性。孟德尔思想的超前性。颗粒遗传观念、统计分析方法、严密的逻辑思维等都颗粒遗传观念、统计分析方法、严密的逻辑思维等都超出了同时代学者们的理解和接受能力。超出了同时代学者们的理解和接受能力。遗传因子仅是一个抽象概念。遗传因子仅是一个抽象概念。当时对生物有性生殖过当时对生物有性生殖过程及其机制知之基少，程及其机制知之基少，连染色体也是连染色体也是18881888年才命名的。年才命名的。n孟德尔本人对孟德尔本人对其理论其理论普遍适用性的研究普遍适用性的研究遇到遇到挫折。挫折。由于他在材料选择上的不幸，结果他并不能用遗传因子假由于他在材料选择上的不幸，结果他并不能用遗传因子假说来解释说来解释蜜蜂、蜜蜂、山柳菊属山柳菊属植物植物等的遗传现象。等的遗传现象。而在材料的选择上，很大程度上是受而在材料的选择上，很大程度上是受 到一个当时的学术权威慕尼黑大学植物到一个当时的学术权威慕尼黑大学植物学教授学教授耐格里耐格里的影响。的影响。因此，因此，可能连他自己都怀疑其理论的可能连他自己都怀疑其理论的正确性或适用范围正确性或适用范围；尽管对豌豆的尽管对豌豆的7 7对相对相对性状的试验是完全能够自圆其说。对性状的试验是完全能够自圆其说。第一第一节 分离分离规律律一、孟德尔豌豆杂交试验二、分离现象的解释三、表现型和基因型四、分离规律的验证五、分离比例的实现条件六、分离规律的应用 （一）基础知识础知识n单位性状与相对性状单位性状与相对性状n豌豆的豌豆的7 7个单位性状及其相对性状个单位性状及其相对性状一、孟德尔豌豆杂交试验单位性状与相对性状单位性状与相对性状u性状性状(character/trait)(character/trait)：生物体或其组成部分生物体或其组成部分所表现的所表现的形态、生理或行为特征形态、生理或行为特征称为称为性状。性状。u单位性状单位性状(unit character)(unit character)：孟德尔把植株性状孟德尔把植株性状总体区分为各个单位作为研究对象，这样区分开总体区分为各个单位作为研究对象，这样区分开来的性状，称为来的性状，称为单位性状单位性状，即：生物某一方面的，即：生物某一方面的特征特性。如，豌豆的花色、子叶的颜色、种子特征特性。如，豌豆的花色、子叶的颜色、种子的形状等。的形状等。u相对性状相对性状(contrasting character)(contrasting character)：不同生物个不同生物个体体在单位性状上存在不同的表现，这种同一单位性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状的相对差异称为相对性状。相对性状。如，豌豆花色有红花如，豌豆花色有红花和白花、种子形状有圆粒和皱粒、子叶颜色有黄色和白花、种子形状有圆粒和皱粒、子叶颜色有黄色和绿色等。和绿色等。u利用具有相对性状的个体利用具有相对性状的个体杂交杂交后后，u可以对其后代的遗传表现进行对可以对其后代的遗传表现进行对 比分析和研究比分析和研究，分析其分析其遗传规律遗传规律。豌豆的豌豆的7个单位性状及其相对性状个单位性状及其相对性状性状性状杂交组合杂交组合花色红花 白花种子形状圆粒 皱粒子叶颜色黄色 绿色豆荚形状饱满 不饱满未熟豆荚色绿色 黄色花着生位置腋生 顶生植株高度高 矮n所选择的七个单位性状的相对所选择的七个单位性状的相对性状间都存在明显差异，后代性状间都存在明显差异，后代个体间表现明显的类别差异；个体间表现明显的类别差异；n按杂交后代的按杂交后代的系谱系谱进行的记载进行的记载和分析，对杂交后代性状表现和分析，对杂交后代性状表现进行归类统计、并分析了各种进行归类统计、并分析了各种类型之间的比例关系。类型之间的比例关系。豌豆的豌豆的7个单位性状及其相对性状个单位性状及其相对性状(二二)豌豆花色豌豆花色杂交杂交试验试验n1.试验方法试验方法P 红花亲本红花亲本()白花亲本白花亲本()F1 杂种一代杂种一代 (种植种植/性状观察性状观察/自交自交)F2 杂种二代杂种二代 (种植种植/性状观察性状观察/自交自交)植物杂交试验的符号表示植物杂交试验的符号表示：亲本：亲本(parent)，杂交亲本；杂交亲本；：作为母本，提供胚囊的亲本；：作为母本，提供胚囊的亲本；：作为父本，提供花粉粒的杂交亲本。：作为父本，提供花粉粒的杂交亲本。：表示人工杂交过程；：表示人工杂交过程；F1：表示杂种表示杂种第第一代一代(first filial generation)；是指杂交当代所是指杂交当代所结的种子及由它所长成的植株。结的种子及由它所长成的植株。：表示自交，表示自交，是指同一株上的自花授粉或同株上的异花授粉。是指同一株上的自花授粉或同株上的异花授粉。F2：表示表示杂种二代，杂种二代，F1代自交得到的种子及其所发育形成的生物代自交得到的种子及其所发育形成的生物个体个体。试验结果试验结果nF1的花色全部为红色；的花色全部为红色；nF2群体中出现了开红花群体中出现了开红花和开白花两种类型，并和开白花两种类型，并且红花植株与白花植株且红花植株与白花植株的比例接近的比例接近3:1。P 红花红花()白花白花()F1 红花红花 F2 红花红花 白花白花株数株数 705 224比例比例 3.15 1?反交(reciprocal cross)试验及其结果孟德尔又用白花亲本作母本、红花亲本作父本进行杂交，即：孟德尔又用白花亲本作母本、红花亲本作父本进行杂交，即：白花亲本白花亲本()红花亲本红花亲本()通常人们将这两种组合方式之一称为通常人们将这两种组合方式之一称为正交正交，另一种称为，另一种称为反交反交(reciprocalcross)。反交试验结果：反交试验结果：F1植株的花色仍然全部为植株的花色仍然全部为红色红色；F2红花植株与白花植株的比例也接近红花植株与白花植株的比例也接近3:1。反交与正交结果完全一致，表明：反交与正交结果完全一致，表明：F1、F2的性状表现不受亲本组合方式的影响的性状表现不受亲本组合方式的影响(与哪一个亲本作母本无与哪一个亲本作母本无关关)。七对相对性状杂交试验结果七对相对性状杂交试验结果性状性状杂交组合杂交组合F F1 1表现表现F2F2表现表现显性显性隐性隐性比例比例花色花色红花红花白花白花红花红花705705红花红花224224白花白花3.153.15：1 1种子形状种子形状圆粒圆粒皱粒皱粒圆粒圆粒54745474圆粒圆粒18501850皱粒皱粒2.962.96：1 1子叶颜色子叶颜色黄色黄色绿色绿色黄色黄色60226022黄色黄色20012001绿色绿色3.013.01：1 1豆荚形状豆荚形状饱满饱满不饱满不饱满饱满饱满882882饱满饱满299299不饱满不饱满2.952.95：1 1未熟豆荚色未熟豆荚色绿色绿色黄色黄色绿色绿色428428绿色绿色152152黄色黄色2.822.82：1 1花着生位置花着生位置腋生腋生顶生顶生腋生腋生651651腋生腋生207207顶生顶生3.143.14：1 1植株高度植株高度高高矮矮高高787787高高277277矮矮2.842.84：1 1显性、隐性性状显性、隐性性状从以上从以上7 7对性状的杂交结果，看到了两个共同的特点：对性状的杂交结果，看到了两个共同的特点：第一，第一，F F1 1代个体代个体(植株植株)均只表现亲本之一的性状，而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。另一个亲本的性状隐藏不表现。相对性状中，在相对性状中，在F F1 1代表现出来的相对性状称为代表现出来的相对性状称为显显性性状性性状(dominant character(dominant character)，而在而在F F1 1中未表现中未表现出来的相对性状称为出来的相对性状称为隐性性状隐性性状(recessive(recessive character)character)。第二，第二，F F2 2的植株在性状表现上是不同的，一部分植株的植株在性状表现上是不同的，一部分植株表现显性性状，其余植株表现隐性性状；并且表现显表现显性性状，其余植株表现隐性性状；并且表现显性性状的植株数与隐性性状个体数之比接近性性状的植株数与隐性性状个体数之比接近3:13:1。隐性性状在隐性性状在F F1 1中并没有消失，只是被掩盖了，在中并没有消失，只是被掩盖了，在F F2 2代显性性状和隐性性状都会表现出来，代显性性状和隐性性状都会表现出来，这就是这就是性状性状分离分离(character segregation)(character segregation)现象。现象。性状性状分离现象分离现象二、二、分离现象的解释分离现象的解释(一一)、遗传因子假说遗传因子假说(二二)、遗传因子的分离规律、遗传因子的分离规律(三三)、基因、基因分离的细胞分离的细胞(学学)基础基础(四四)、豌豆花色分离现象解释、豌豆花色分离现象解释（一）（一）遗传因子假说遗传因子假说孟德尔提出了遗传因子孟德尔提出了遗传因子(inheritedfactor)假说，认为：假说，认为：%生物性状是由遗传因子决定，且每对相对性状由一对遗传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控制；因子控制；%显性性状受显性因子显性性状受显性因子(dominant)控制，而隐性性状由隐性控制，而隐性性状由隐性因子因子(recessive)控制；只要成对遗传因子中有一个显性因子，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；生物个体就表现显性性状；%遗传因子在体细胞内成对存在，遗传因子在体细胞内成对存在，而在配子中成单存在。体而在配子中成单存在。体细胞中成对遗传因子细胞中成对遗传因子分别来自父本和母本分别来自父本和母本。%配子的结合是随机的。配子的结合是随机的。随机的随机的(二二)遗传因子的分离规律遗传因子的分离规律n遗传因子在世代间的传递遵循遗传因子在世代间的传递遵循分离规律分离规律(the law of segregation)：u(性母细胞中性母细胞中)成对遗传因子成对遗传因子在形成配子时彼此在形成配子时彼此分离分离、分配、分配到配子中到配子中，配子只含有成对因子中的一个配子只含有成对因子中的一个。u杂种产生含杂种产生含两种两种不同遗传因子不同遗传因子(分别来自父母本分别来自父母本)的配子，的配子，并且并且数目相等数目相等；各种；各种雌雄配子雌雄配子受精结合是受精结合是随机的随机的，因此两因此两种种遗传因子随机遗传因子随机结合到子代中结合到子代中。（三）基因（三）基因分离的细胞分离的细胞(学学)基础基础1.1.基因与基因与染色体染色体的平行性的平行性2.遗传的染色体学说遗传的染色体学说3.分离规律的细胞学基础分离规律的细胞学基础4.分离比例实现的条件分离比例实现的条件1.1.基因与基因与染色体染色体的平行性的平行性1.在显微镜下看到的染色体，在显微镜下看到的染色体，有一定的形态结构，并且相有一定的形态结构，并且相当稳定；当稳定；2.体细胞中染色体成对存在，体细胞中染色体成对存在，配子中具有每对同源染色体配子中具有每对同源染色体的一条；的一条；3.生物个体中同源染色体一条生物个体中同源染色体一条来自父本、一条来自母本；来自父本、一条来自母本；4.同源染色体在减数分裂过程同源染色体在减数分裂过程中相互分离，非同源染色体中相互分离，非同源染色体间自由组合；间自由组合；1.而而基因在杂交中仍能保持它基因在杂交中仍能保持它们的完整性和独立性。们的完整性和独立性。2.基因在体细胞中也成对存在，基因在体细胞中也成对存在，配子中具有每对基因中的一配子中具有每对基因中的一个。个。3.成对基因也是分别来自父本成对基因也是分别来自父本和母本。和母本。4.成对成对基因在形成配子时相互基因在形成配子时相互分离，不同对基因间自由组分离，不同对基因间自由组合。合。2.2.遗传的染色体学说遗传的染色体学说n19031903年苏顿年苏顿(Sutton)(Sutton)和波维利和波维利(Boveri)(Boveri)提出提出遗传的染色遗传的染色体学说体学说(chromosome theroy of inheritance)(chromosome theroy of inheritance)。认为：。认为：n遗传因子遗传因子(基因基因)位于细胞核内染色体上；位于细胞核内染色体上；n成对基因分别位于成对基因分别位于一对同源染色体的对应位置一对同源染色体的对应位置上。上。n位点位点(site)(site)与等位基因与等位基因(allele)(allele)：n后来人们又把基因在染色体上的位置称为后来人们又把基因在染色体上的位置称为位点；位点；n成对的基因互称为成对的基因互称为等位基因。等位基因。n19101910年摩尔根等利用果蝇为研究材料，直接证明了这一学年摩尔根等利用果蝇为研究材料，直接证明了这一学说的正确性。说的正确性。3.3.分离规律的细胞学基础分离规律的细胞学基础v在遗传的染色体学说基础上能很好地解释基因分在遗传的染色体学说基础上能很好地解释基因分离规律：离规律：等位基因是随同源染色体分离而分离。等位基因是随同源染色体分离而分离。v等位基因分离的细胞学基础就是：等位基因分离的细胞学基础就是：n同源染色体对在减数分裂后期同源染色体对在减数分裂后期 I I 发生分离，分发生分离，分别进入两个二分体细胞中；再进行减数第二分别进入两个二分体细胞中；再进行减数第二分裂，形成四个子细胞。裂，形成四个子细胞。4.分离规律的细胞学基础分离规律的细胞学基础（四）豌豆花色分离现象解释（四）豌豆花色分离现象解释三、三、基因型基因型(genotype)(genotype)和表现型和表现型(phenotype)(phenotype)基本概念基本概念(一一)基因型与表现型的相互关系基因型与表现型的相互关系(二二)纯合纯合(homozygous)(homozygous)与杂合与杂合(heterozygous)(heterozygous)基因型基因型(genotype)和表现型和表现型(phenotype)v1909年约翰生提出用年约翰生提出用基因基因(gene)代替遗传因子，成对遗传代替遗传因子，成对遗传因子互为因子互为等位基因等位基因(allele)。在此基础上形成了。在此基础上形成了基因型和表基因型和表现型现型两个概念。两个概念。n基因型基因型(genotype)：指生物个体基因组合，又称：指生物个体基因组合，又称遗传型遗传型；例如，决定红花性状的基因型为例如，决定红花性状的基因型为CC和和Cc，决定白花性状的，决定白花性状的基因型为基因型为cc。n表表现型现型(phenotype)：指生物个体的性状表现，简称指生物个体的性状表现，简称表型。表型。例如，豌豆所表现的红花和白花就是表现型，是基因型和环例如，豌豆所表现的红花和白花就是表现型，是基因型和环境作用下具体的表现，是可以直接观测的。境作用下具体的表现，是可以直接观测的。(一一)基因型与表现型的关系基因型与表现型的关系n基因型是生物性状表现的内在决定因素，是生物基因型是生物性状表现的内在决定因素，是生物体内在的遗传基础，基因型决定表现型。体内在的遗传基础，基因型决定表现型。n如一株豌豆的基因型是如一株豌豆的基因型是CC或或Cc，则该植株会开红花，则该植株会开红花，而基因型为而基因型为cc的植株才会开白花。的植株才会开白花。n表现型是表现型是基因型基因型与与环境条件环境条件共同作用下的外在表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能根据生物性状表现来进行推断推断。(二二)纯合与杂合纯合与杂合n具有一对相同基因的基因型称为具有一对相同基因的基因型称为纯合基因型纯合基因型(homozygous genotype)，如，如CC和和cc；这类生物个；这类生物个体称为体称为纯合体纯合体(homozygote)。n显性纯合体显性纯合体(dominant homozygote),如：如：CC.n隐性纯合体隐性纯合体(recessive homozygote),如：如：cc.n具有一对不同基因的基因型称为具有一对不同基因的基因型称为杂合基因型杂合基因型(heterozygous genotype)，如，如Cc；这类生物个体称；这类生物个体称为为杂合体杂合体(heterozygote)。(三三)生物个体基因型的推断生物个体基因型的推断n基因型和表现型的概念是基因型和表现型的概念是建立在建立在单位性状单位性状上，所以上，所以当我们谈到生物个体的基当我们谈到生物个体的基因型或表现型时，往往都因型或表现型时，往往都是针对所研究的一个或几是针对所研究的一个或几个单位性状而言，而不考个单位性状而言，而不考虑其它性状和基因的差异。虑其它性状和基因的差异。n通常可以根据生物的表通常可以根据生物的表型来对一个其基因型作型来对一个其基因型作出推断，尤其是推断出推断，尤其是推断显显性性个体的基因型个体的基因型(纯合纯合?杂合杂合?)?)。n例：有一株豌豆例：有一株豌豆A A开开红花，如何判断它红花，如何判断它的基因型？的基因型？n因为表型为红花，所以至少含有一个显性基因因为表型为红花，所以至少含有一个显性基因C；n判断判断A植株是纯合体植株是纯合体(CC)还是杂合体还是杂合体(Cc)，要看它要看它所产生所产生配子配子的类型、比例或的类型、比例或自交后代自交后代是否出现性是否出现性状分离现象。状分离现象。n用用A植株进行自交，如果自交后代都开红花，则植株进行自交，如果自交后代都开红花，则A植株植株是纯合体，其基因型是是纯合体，其基因型是CC；n如果自交后代有红花和白花两种：且两种个体的比例如果自交后代有红花和白花两种：且两种个体的比例为为3:1，则，则A植株是杂合体植株是杂合体Cc。例例:红花植株红花植株基因型推断基因型推断四、分离规律的验证四、分离规律的验证(一一)测交法测交法(二二)自交法自交法(三三)F F1 1花粉鉴定法花粉鉴定法测交测交(test cross)的概念与作用的概念与作用n因为隐性纯合体只能产生一种含隐性基因因为隐性纯合体只能产生一种含隐性基因的配子。它们和含有任何基因的另一种配的配子。它们和含有任何基因的另一种配子结合，其子代将只能表现出另一种配子子结合，其子代将只能表现出另一种配子所含基因的型。所含基因的型。n因此，测交子代表现型的种类和比例就可因此，测交子代表现型的种类和比例就可反映被测个体所产生的配子种类和比例，反映被测个体所产生的配子种类和比例，事实上也反映事实上也反映(测验测验)了了F1的基因型表现。的基因型表现。n测交测交(test cross)：这类为了：这类为了测验个体的基因型测验个体的基因型，用被测个体，用被测个体与隐性纯合的亲本杂交与隐性纯合的亲本杂交称为称为测交测交，其后代称为，其后代称为测交后代测交后代(Ft)。n被测个体不仅仅是被测个体不仅仅是F1，可以是任一需要确定基因型的生物个体。，可以是任一需要确定基因型的生物个体。(一一)测交法测交法1.1.杂种杂种F F1 1的基因型及其测交结果的的基因型及其测交结果的推测推测1)1)杂种杂种F F1 1的根据孟德尔的解释，其基因型是的根据孟德尔的解释，其基因型是杂合杂合的的，即为，即为CcCc；因此杂种因此杂种F F1 1减数分裂应该产生两种类型的配子，减数分裂应该产生两种类型的配子，分别含分别含C C和和c c，并且比例为，并且比例为1:11:1。(二二)自交法自交法v纯合体纯合体(CC/cc)只产只产生一种类型配子，自生一种类型配子，自交后代也都是纯合体，交后代也都是纯合体，不发生性状分离现象；不发生性状分离现象；v杂合体杂合体(Cc)产生两种产生两种配子其自交后代会产配子其自交后代会产生生3:1的显性的显性:隐性性隐性性状分离现象。状分离现象。1.F2基因型及其自交后代表现基因型及其自交后代表现推测推测1)(1/4)表现隐性性状表现隐性性状F2个体基因个体基因型为隐性纯合，如白花型为隐性纯合，如白花F2为为cc；2)(3/4)表现显性性状表现显性性状F2个体中：个体中：1/3是纯合体是纯合体(CC)、2/3是杂合是杂合体体(Cc)；n推测：推测：在显性在显性(红花红花)F2中：中：1/3自交后代不发生性状分离，自交后代不发生性状分离，其其F3均开红花；均开红花；2/3自交后代将发生性状自交后代将发生性状分离。分离。F F2 2 基因型及其自交后代表现推测基因型及其自交后代表现推测2.F2自交试验结果与结论自交试验结果与结论n孟德尔将孟德尔将F2代代显性显性(如红花如红花)植株植株按单株收获、分按单株收获、分装。装。n由一个植株自交产生的后代群体称为一个由一个植株自交产生的后代群体称为一个株系株系(line)。n将各株系分别种植，考察其性状分离情况。将各株系分别种植，考察其性状分离情况。7对性对性状试验状试验结果结果列于列于表表2-2中。中。豌豆豌豆7对相对性状显性对相对性状显性F2自交后代表现自交后代表现发生发生性状分离现象的株系数性状分离现象的株系数与与未发生性状分未发生性状分离现象的株系数离现象的株系数之比总体上是趋向于之比总体上是趋向于2:12:1。(三三)F F1 1花粉鉴定法花粉鉴定法%性状是在生物生长发育特定阶段表现，大多数性状性状是在生物生长发育特定阶段表现，大多数性状不会在配子不会在配子(体体)上表现，因此无法通过配子上表现，因此无法通过配子(体体)鉴定鉴定配子类型，如花色、籽粒形状等。配子类型，如花色、籽粒形状等。%有一些基因在二倍孢子体水平和配子体水平都会表有一些基因在二倍孢子体水平和配子体水平都会表现。例如玉米、水稻、高粱、谷子等禾谷类现。例如玉米、水稻、高粱、谷子等禾谷类Wx(非糯非糯性性)对对wx(糯性糯性)为显性，它不仅控制籽粒淀粉粒性状，为显性，它不仅控制籽粒淀粉粒性状，而且控制花粉粒淀粉粒性状。而且控制花粉粒淀粉粒性状。淀粉粒性状的花粉鉴定法淀粉粒性状的花粉鉴定法Wx直直链淀粉链淀粉蓝黑色蓝黑色wx支支链淀粉链淀粉红棕红棕色色%用稀碘液处理玉米用稀碘液处理玉米(Wxwx)植株花粉，植株花粉，在显微镜下观察，结果表明：在显微镜下观察，结果表明：花粉粒呈两种不同颜色的反应；花粉粒呈两种不同颜色的反应；蓝黑色蓝黑色:红棕色红棕色1:1。%结论：分离规律对结论：分离规律对F1基因型及基因基因型及基因分离行为的推测是正确的分离行为的推测是正确的五、分离比例实现的条件1.1.研究的生物体必须是研究的生物体必须是二倍体二倍体(体内染色体成对存在体内染色体成对存在)，并且所研究的相对性状差异明显，并且所研究的相对性状差异明显。2.2.在减数分裂过程中，形成的各种在减数分裂过程中，形成的各种配子数目相等配子数目相等，或，或接近相等；不同类型的配子接近相等；不同类型的配子具有具有同等的生活力同等的生活力；受受精时各种雌雄配子均能以均等的机会相互自由结合精时各种雌雄配子均能以均等的机会相互自由结合。3.3.受精后受精后不同基因型的合子不同基因型的合子及由合子发育的个体具有及由合子发育的个体具有同样或同样或大致同样的存活率大致同样的存活率。4.4.杂种后代都处于相对一致的条件下，而且试验分析杂种后代都处于相对一致的条件下，而且试验分析的的群体比较大。群体比较大。雄性不育雄性不育多数核不育型受一对多数核不育型受一对隐性基因隐性基因(ms)所控制，所控制，msms雄性不育雄性不育MsMsMsms 雄性可育雄性可育小鼠小鼠(Musmusculus)毛色遗传毛色遗传在正常黑色鼠中发现一种黄色突变型，杂合体在正常黑色鼠中发现一种黄色突变型，杂合体(黄色黄色)自自交、杂合体与黑色鼠交配结果如下图所示。交、杂合体与黑色鼠交配结果如下图所示。研究表明：黄色基因研究表明：黄色基因(AY)在毛色上表现为显性，但是同在毛色上表现为显性，但是同时具有时具有显性纯合致死显性纯合致死效应；效应；AYAY个体胚胎阶段即死亡，个体胚胎阶段即死亡，所以杂合体自群交配毛色会表现所以杂合体自群交配毛色会表现2:1。六六 分离规律的意义与应用分离规律的意义与应用1.1.是遗传学中性状遗传是遗传学中性状遗传最基本的规律最基本的规律，在理论上，在理论上说明了生物界由于杂交后代的分离而出现变异说明了生物界由于杂交后代的分离而出现变异的普遍性；的普遍性；2.2.从从本质本质上说明控制性状的遗传物质是以上说明控制性状的遗传物质是以基因基因存存在，基因在体细胞中成双、在配子中成单，具在，基因在体细胞中成双、在配子中成单，具有高度的独立性；有高度的独立性；3.3.在减数分裂配子的形成过程中，在减数分裂配子的形成过程中，成对基因成对基因在杂在杂种细胞中彼此种细胞中彼此互不干扰、独立分离互不干扰、独立分离，通过，通过基因基因重组重组在子代中继续表现各自的作用。在子代中继续表现各自的作用。4.4.杂种通过自交将产生杂种通过自交将产生性状分离性状分离，同时，同时导致导致基因纯合基因纯合。纯合亲本杂交纯合亲本杂交杂种自交杂种自交性状分离性状分离选择选择纯合一致的品种。纯合一致的品种。亲本要纯亲本要纯 F F1 1真杂种真杂种 F F2 2才会按比例分才会按比例分离：离：如果如果F F1 1假杂种假杂种F F2 2不分离。不分离。如果父母本不纯如果父母本不纯F F1 1分离。分离。5.5.通过性状遗传研究，可以通过性状遗传研究，可以预期后代分离的预期后代分离的类型和频率类型和频率，进行有计划种植，以提高育种，进行有计划种植，以提高育种效果，加速育种进程。效果，加速育种进程。如水稻抗稻瘟病如水稻抗稻瘟病 抗（显性）抗（显性）感（隐性）感（隐性）F F1 1抗抗 F F2 2抗性分离抗性分离 有些抗病株在有些抗病株在F F3 3还会分离。还会分离。6.良种生产中要良种生产中要防止天然杂交防止天然杂交而发生分离退而发生分离退化，去杂去劣及适当隔离繁殖。化，去杂去劣及适当隔离繁殖。7.利用花粉利用花粉培育纯合体培育纯合体：杂种（杂种（2n）配子（配子（n）组培组培单倍体植株（单倍体植株（n）加倍加倍纯合二倍体植株（纯合二倍体植株（2n）品种品种 请同学们思考请同学们思考孟德尔成功的原因孟德尔成功的原因.孟德尔植物杂交试验成功的因素孟德尔植物杂交试验成功的因素n选用适当的研究材料选用适当的研究材料豌豆：豌豆：n闭花授粉闭花授粉(天然纯合的纯种天然纯合的纯种)；相对性状差异明显；相对性状差异明显；(从从22个初选性状个初选性状中中)选择选择7个单位性状正好分别位于个单位性状正好分别位于7对同源染色体上；易于种植和进对同源染色体上；易于种植和进行人工授粉行人工授粉(杂交杂交)操作。操作。n严格的试验方法、正确的试验结果统计与分析方法：严格的试验方法、正确的试验结果统计与分析方法：n试验方法：有目的的试验设计、足够大的试验群体等试验方法：有目的的试验设计、足够大的试验群体等n统计分析方法：按系谱进行考察记载、进行归类统计并计算其类型统计分析方法：按系谱进行考察记载、进行归类统计并计算其类型间的比例间的比例(坚实的数理科学基础坚实的数理科学基础)。n独特的思维方式：独特的思维方式：n由简到繁、先易后难，高度的抽象思维能力，由简到繁、先易后难，高度的抽象思维能力，“假设假设推理推理论证论证”科学思维方法的充分应用。科学思维方法的充分应用。请同学们作课后题请同学们作课后题P89：1，5