第五章遺傳基本定律與擴展.ppt

第五章遺傳基本定律與擴展 了解孟德爾的試驗方法 掌握孟德爾規(guī)律的內(nèi)容 實質(zhì)及意義 基因型和表現(xiàn)型的概念 了解非孟德爾式遺傳的類型 掌握其基本概念及遺傳方式 掌握連鎖遺傳規(guī)律與應用 基因定位的方法 掌握性別決定理論 性相關(guān)遺傳方式的特點與應用 目的要求 等位基因 allele 決定或控制一對相性狀的基因 或者說 位于同源染色體相同位點上的一對基因 5 1 1幾個概念 5 1分離規(guī)律 單位性狀 某個具體的性狀 雜交 在遺傳學上指的是具有不同遺傳性狀的個體之間的交配 所得后代稱為雜種 相對性狀 指某一單位性狀中處于相對狀態(tài)下的一對性狀 選擇自花授粉 閉花受精的豌豆 將豌豆區(qū)分為若干個單位性狀 按單位性狀來進行試驗 試驗結(jié)果采用統(tǒng)計方法處理 進行各世代的譜系記載 5 1 2孟德爾的試驗方法 孟德爾收集了 個豌豆品種 從中選出了 個純系作為試驗的材料 在仔細觀察的基礎(chǔ)上 從中選擇了 對相對性狀進行試驗 它們是 種子形狀圓和皺型子葉顏色黃色和綠色成熟豆莢形狀飽滿和凹陷花色紅花和和白花未成熟豆莢顏色綠色和黃色花的著生部位葉腋著生和頂端著生莖的高度高 6 7 和矮 英尺 以花色為例 5 1 3分離現(xiàn)象 孟德爾將 代表現(xiàn)出雙親性狀的現(xiàn)象 稱為 分離現(xiàn)象 紅花 白花 生物性狀受基因控制 相對性狀由等位基因決定 基因在體細胞成對的存在 等位基因彼此分離 各自獨立地進入配子 代體細胞內(nèi)基因雜合 它們彼此獨立 但在有顯隱性之分 雜合子產(chǎn)生各種類型配子的數(shù)量相等 不同類型的雌 雄配子隨機結(jié)合 機會均等 5 1 4基因分離規(guī)律 P RR rr 紅花 白花 F1 Rr 紅花 F2 1RR2Rr1rr 紅花 紅花 白花 顯性 dominant 性狀 一對相對性狀中 在雜種一代 表現(xiàn)的性狀 隱性 recessive 性狀 一對相對性狀中 在 代不表現(xiàn)的性狀 5 1 5分離假說的驗證 基因型是生物的遺傳組成 是生物體從其親本獲得的 它是性狀發(fā)育的依據(jù) 狹義概念是指一對等位基因的組成 表現(xiàn)型是生物性狀的具體表現(xiàn) 是可以觀察或度量的性狀的總和 表現(xiàn)型由基因型和環(huán)境共同決定 5 1 6基因型和表現(xiàn)型 表現(xiàn)型 基因型 環(huán)境效應 故表現(xiàn)型與基因型有一致性和不一致性 1 加強品種保純 防止品種退化 2 近交 橫交 可以純化基因型 固定性狀 復狀品種 近交暴露種畜遺傳隱患 近交純化親本遺傳結(jié)構(gòu) 用于雜交 可提高雜種優(yōu)勢 近交 inbreeding 具有親緣關(guān)系的個體間的交配 3 農(nóng)作物配子育種4 遺傳試驗材料須用純種或純系 5 1 7分離規(guī)律的意義 5 2 1兩對相對性狀的雜交試驗 F2觀察值 31510810132 558 比例 9園黃3園綠3皺黃1皺綠 16 5 2自由組合規(guī)律 1 基因彼此獨立 互不融合 配子形成時 成對 等位基因 基因彼此分離 各自獨立地進入配子 而不成對 非等位基因 的基因發(fā)生自由組合 2 受精時 攜帶不同基因的配子隨機結(jié)合 機會均等 5 2 2自由組合假說 自由組合 配子 基因自由組合結(jié)果 配子形成時 等位基因分離 獨立進入配子 而非等位基因間自由組合 那么 代能形成Ry Ry rY和ry 種配子 每種配子占1 4 測交將出現(xiàn)下列結(jié)果 RyYyRryyrrYyrryy園黃園綠皺黃皺綠1 41 41 41 4 5 2 3自由組合假說的驗證 生物群內(nèi)變異的多樣性產(chǎn)生基礎(chǔ)之一 基因自由組合導致了基因重組型的出現(xiàn) 從而導致了變異的多樣性 代是最好的選擇時期 代中會出現(xiàn) n 種表型 有利于利用表型來進行選擇 5 2 4自由組合的意義 雜交育種的理論基礎(chǔ) 通過雜交 綜合不同種群的遺傳結(jié)構(gòu) 通過gene自由組合 創(chuàng)造出新的遺傳類型 在選擇和培育作用下 培育出符合需要的新品種 5 3 1顯性的相對性 普遍存在的完全顯性 5 3規(guī)律擴展 2 共顯性 指等位基因之間的顯性作用相等 各按其自身對性狀的影響能力去決定性狀發(fā)育 3 不完全顯性 指一對等位基因之間的顯性作用不完全 雜合子表型第三性狀 后代遺傳比為 2代中出現(xiàn)三種表型 不完全顯性 鑲嵌型 雜合子性狀表現(xiàn)為兩親本性狀的鑲嵌 中間型 雜合子性狀表現(xiàn)為兩親本性狀的中間類型 共顯性 中間型 1 有害基因概念 指導致生物個體在解剖構(gòu)造或生理機能缺陷 或?qū)е律飩€體死亡的遺傳結(jié)構(gòu) 狹義概念僅指基因的異常 5 3 2有害基因 致死基因 造成生物個體在胚胎期或初生時死亡的遺傳結(jié)構(gòu) 它的有害程度最高 亞致死基因 造成生物個體在生命的早期階段死亡的遺傳結(jié)構(gòu) 缺陷基因 造成個體在外部結(jié)構(gòu) 生理機能的缺陷的遺傳結(jié)構(gòu) 由缺陷gene所致的缺陷 稱為 遺傳缺陷 有害基因分類 1無論是顯性或隱性有害基因 均必須達到純合狀態(tài)才表現(xiàn)出極端的有害作用 由于純合子被淘汰 有害基因一般以雜合子狀態(tài)存在于生物群內(nèi) 有害基因的表現(xiàn)規(guī)律 2在近交中最易表現(xiàn)其有害作用 3性染色體上的有害基因 最易在xy和zw型個體中表現(xiàn) 人類 禁止近親婚配 婚前遺傳咨詢 生育接受遺傳指導 產(chǎn)前診斷 動物育種 積極態(tài)度 淘汰有害gene的純合子 發(fā)現(xiàn) 淘汰雜合子 降低群內(nèi)有害gene頻率 近交暴露遺傳隱患 有害基因的防范 復等位基因 multipleallele 占據(jù)同源染色體同一位點而以不同方式影響性狀發(fā)育的多個基因 有顯性等級的復等位基因 5 3 3復等位基因 等顯性的復等位基因 基因互作 指決定一個性狀的多個非等位基因間的相互作用 也就是說 多個gene決定一個性狀 互補作用 5 3 4基因互作 上位作用 重疊作用 加性作用 互補作用 互補作用 complementation 兩個顯性基因決定一個性狀 當其中任何一個基因處于隱性狀態(tài)時 該性狀不表現(xiàn) 上位作用 上位作用 指一個位點上的基因?qū)α硪晃稽c上的基因的抑制作用 發(fā)揮抑制作用的基因 稱 上位基因 被抑制的基因稱 下位基因 顯性上位 由顯性gene發(fā)揮的抑制作用 隱性上位 由隱性gene純合而發(fā)揮的抑制作用 重迭作用 兩對顯性基因?qū)σ粋€性狀發(fā)揮作用 當其中一個基因存在 該性狀得以表現(xiàn) 幾個基因同時存在時 仍表現(xiàn)該性狀 其作用表現(xiàn)為重迭 重迭作用 加性作用 加性作用 多個基因決定一個性狀 其中每個基因?qū)π誀畹谋憩F(xiàn)為其效應值的累加 即性狀的表現(xiàn)程度隨基因數(shù)目的增減而變化 一因多效 又稱基因多效性 指一個基因?qū)Χ鄠€性狀發(fā)生影響 達爾文把這種現(xiàn)象稱為相關(guān)變異 5 3 5多因一效和一因多效 多因一效 指多個基因決定一個性狀 5 4連鎖與互換 紫花長花粉 PPLL 紅花圓花粉 ppll 紫長 PpLl 表型 紫長紫圓紅長紅圓觀察值 48313903931338 不符合9 3 3 1的自由組合分離比 5 4 1連鎖遺傳現(xiàn)象 位于同一染色體不同位點上的基因 是一個 連鎖群 5 4 2連鎖遺傳現(xiàn)象的解釋 在配子形成時 連鎖群的基因同時進入一個配子 這是 完全連鎖 如果同源染色體間發(fā)生此般交換 造成基因互換 后代出現(xiàn)新類型 這是 不完全連鎖 果蠅雜交試驗1 果蠅雜交試驗2 互換率 互換發(fā)生的時間和方式 1931年斯特恩 stern 利用果蠅為材料 克列頓 Creignecn 馬林托克 Moclintock 的玉米互換材料提出 互換發(fā)生在減數(shù)分裂前期 的粗線期 5 4 3互換率 基因定位 確定基因在染色體上的位置 順序和距離 4 4 1基因定位方法與原理 互換率越大的基因 彼此間距離越遠 以互換率的大小為連鎖基因間距離的相對單位 三點定位 一次確定3個基因的相對位置和距離 5 4 4基因定位和連鎖圖 1 互換率的測定 兩點測交 指在一次測交試驗中 同時測定兩個連鎖基因的互換率 三點測交 指在一次測交試驗中 同時測定三個連鎖基因的互換率 2 基因定位 基因連鎖圖 將連鎖基因在染色體上的位置和順序關(guān)系作成圖譜 基因定位的步驟 理論上 證實了基因的存在和基因的粒子性 基因在染色體上成直線排列 5 4 5連鎖定律的意義 利用互換率可以實現(xiàn)基因定位 實踐上 基因連鎖減少了群內(nèi)的變異性 互換打破了連鎖的局限性 群內(nèi)出現(xiàn)新類型 為選擇提供了可能 實現(xiàn)基因重組 基因連鎖和基因的多效性 是性狀遺傳相關(guān)的基礎(chǔ) 在育種中可用于間接選擇 5 5性別決定與伴性遺傳 5 5 1性別決定理論 雌雄個體只有一對染色體的差別 這對染色體稱為 性染色體 sex chromosome xy型 雄性異型 人類 哺乳類 果蠅等zw型 雌性異型 鳥類 家禽等 型 雄性異型 型 雌性異型 1 性染色體學說 除性染色體 sex chromosome 外 常染色體上的基因也對性別發(fā)生影響 提出 性別 sex 決定于x染色體數(shù)和常染色體倍性 的比值 即 值 正常雌性 0 5正常雄性 超正常雌性 0 5超正常雄性0 5 X 中間型 2 基因平衡理論 該學說指出哺乳動物的性別由一種相容抗原 H y抗原所決定 具有 y抗原的個體 其性腺發(fā)育成睪丸 以后發(fā)育成雄性 無者 其性腺發(fā)育成卵巢 以后發(fā)育成雌性 y染色體的著絲點的附近 發(fā)現(xiàn)了編碼 y抗原的基因 稱之為 睪丸決定基因 啟動睪丸決定基因的基因 位于x染色體瞎可以使y精子不能產(chǎn)生 y抗原 因此不能用 y抗體選擇精子 3 H y抗原學說 遺傳性別 指受精卵的性染色體 sex chromosome 組成 在受精時決定了的 三個階段在個體發(fā)育過程中一般是統(tǒng)一的 但也因受某些條件的影響而出現(xiàn)差異 5 5 2哺乳動物性別發(fā)育的階段 性腺性別 出現(xiàn)性腺分化 可以從性腺分辨胚胎的性別 表型性別 由性腺進一步出現(xiàn)生殖系統(tǒng) 各組織器官 生后完成第二性征發(fā)育的性別 1 對表型性別形成的影響 2 對已形成的表型性別的影響 性轉(zhuǎn)變 3 環(huán)境條件造成的性畸型 自由馬丁牛 環(huán)境條件可以在某種程度上改變個體的表型性別 但它不能改變其遺傳性別 5 5 3環(huán)境對表型性別的影響 1 性染色體異常與性畸型 2 基因和性畸型 5 5 4遺傳基礎(chǔ)對性別的影響 性別控制指人為地改變生殖過程中正常的性別比 使新生仔畜的性別符合人的需要 1 通過控制環(huán)境條件控制性別 2 哺乳動物的超早期胚胎性別鑒定 3 用H y抗體選擇胚胎 5 5 5性別控制 4 精子分離技術(shù) 5 核移植 6 單性繁殖 5 6性相關(guān)遺傳 5 6 1伴性遺傳 5 2 1伴性遺傳現(xiàn)象 伴性遺傳 又稱 性連鎖 它指 染色體上的基因所決定的性狀 與 染色體連鎖遺傳的現(xiàn)象 5 2 2伴性遺傳的特點 1 伴性性狀最易在xy和zw個體中表現(xiàn)2 性別分離比在兩性不同 3 正 反交效果不同 即正 反交后代的分離比不一致 正交