第三章孟德爾式遺傳分析

1、第三章孟德爾式遺傳分析第三章孟德爾式遺傳分析 基本概念 孟德爾植物雜交試驗(yàn)成功的因素 分離定律 自由組合定律（獨(dú)立分配定律） 基因的作用與環(huán)境因素的相互關(guān)系 第一節(jié) 基本概念 一、性狀 性狀：生物體的形態(tài)特征和生理特征。如植株 的高度、花的顏色、生育期、果實(shí)的色澤、品 質(zhì)等。 二、相對性狀 相對性狀：同一性狀的不同表現(xiàn)形式。如植株 的高矮、花的不同顏色、生育期的長短、果實(shí) 的不同色澤、不同品質(zhì)、不同大小等。 三、基因 基因：遺傳信息的基本單位。一般指位于染色 體上編碼一個(gè)特定功能產(chǎn)物(如蛋白質(zhì)或RNA分 子等)的一段核苷酸序列 四、基因座 基因座：基因在染色體上的位置 五、等位基因 等位基因：

2、在同源染色體上占據(jù)相同座位的基 因。 六、表現(xiàn)型 表現(xiàn)型：生物體所表現(xiàn)出的性狀。 七、基因型： 基因型：生物體的遺傳組成。 八、自交 自交：指來自同一個(gè)體的雌雄配子的結(jié)合或具 有相同基因型個(gè)體間的交配或來自同一無性繁 殖系的個(gè)體間的交配方式。 九、雜交 雜交：不同基因型的個(gè)體之間交配方式。 十、回交 回交：雜交產(chǎn)生的F1個(gè)體與親本之一交配方式。 十一、測交 測交：被測驗(yàn)的個(gè)體與隱性純合個(gè)體間的交配 方式。 十二、親代與子代 親代與子代：產(chǎn)生后一代生物的生物，對后一 代生物來說是親代(P)，所產(chǎn)生的后一代叫子代 (F)。 十三、子代 F1：雜種第一代 F2：雜種第二代 Fn：雜種第n代 十四、顯

3、性性狀 在雜種F1中表現(xiàn)出的性狀 十五、隱性性狀 隱性性狀：在雜種F1中不表現(xiàn)出的性狀 十六、顯性基因 顯性基因：在雜合狀態(tài)中能夠表現(xiàn)其表型效應(yīng) 的基因，一般用大寫字母表示。 十七、隱性基因 隱性基因：在雜合狀態(tài)中不能表現(xiàn)基因表型效 應(yīng)的基因，一般以小寫字母表示。 十八、純合體 純合體：同一等位基因座上兩個(gè)基因相同的個(gè) 體。 十九、顯性純合體 顯性純合體：同一基因座上的兩個(gè)基因相同， 且為顯性基因的個(gè)體。 二十、隱性純合體 隱性純合體：同一基因座上的兩個(gè)基因相同， 且為隱性基因的個(gè)體。 二十一、雜合體 雜合體：同一等位基因座上兩個(gè)基因不同的個(gè) 體。 二十二、性狀分離： 性狀分離：在F1(子一代

4、)中只表現(xiàn)顯性性狀， 但在F2(子二代)中，雙親性狀均表現(xiàn)出來的現(xiàn) 象。 二十三、株系 株系：由一個(gè)植株自交產(chǎn)生的所有后代 群體稱為一個(gè)株系 第二節(jié) 孟德爾植物雜交試驗(yàn)成功的因素 一、選用適當(dāng)?shù)难芯坎牧? 穩(wěn)定的,可以區(qū)分的性狀 嚴(yán)格自花授粉：沒有外界花粉的污染 二、易栽培,生長周期短 人工授粉也能結(jié)實(shí) 三、后代多,便于收集數(shù)據(jù) 單株可產(chǎn)生大量種子 四、正確的方法 按系譜記載，研究性狀在家系中的傳遞 P(親本) (母本） (父本) F1(雜種第一代) (自交) F2 (雜種第二代) 四、正確的方法 由簡單到繁。采用單因子分析法。 首先只研究一對性狀，盡可能使問題簡化， 得到結(jié)果和結(jié)論后，再從簡

5、單到復(fù)雜，研究兩 對性狀到多對性狀。 四、正確的方法 定量分析。定量分析。 把數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用到遺傳分析中，對雜交把數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用到遺傳分析中，對雜交 后代出現(xiàn)的性狀進(jìn)后代出現(xiàn)的性狀進(jìn) 行分類、計(jì)數(shù)和數(shù)學(xué)的歸行分類、計(jì)數(shù)和數(shù)學(xué)的歸 納納 第三節(jié)基因分離定律 一、分離現(xiàn)象 豌豆的7個(gè)單位性狀及其相對性狀 一、分離現(xiàn)象 孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)7對性狀的結(jié)果 2.84:1277矮矮787高高高植株高植株高植株高植株 矮植矮植 株株 3.14:1207頂頂 生生 651腋腋 生生 腋生腋生花腋生花腋生 花頂花頂 生生 2.82:1152黃黃428綠綠綠色綠色綠色綠色 黃色豆黃色豆 莢莢 2.95:12

6、99癟癟882鼓鼓鼓脹鼓脹膨大膨大 縊縮豆縊縮豆 莢莢 3.15:1224白白705紫紫紫花紫花 紫花紫花 白花白花 3.01:12001綠綠6022黃黃黃色黃色黃葉黃葉 綠色子綠色子 葉葉 2.96:11850皺皺5474圓圓圓形圓形圓形圓形 皺縮子皺縮子 葉葉 F2比例比例 F2F1 豌豆表豌豆表 型型 一、分離現(xiàn)象 花色分離現(xiàn)象 二、分離現(xiàn)象的解釋 遺傳因子分離假說(孟德爾分離定律): 1、性狀是由遺傳因子控制的。 2、遺傳因子在體細(xì)胞中是成對的，一個(gè)來自母本， 一個(gè)來自父本，形成配子時(shí)，成對的遺傳因子彼 此分離，各自分配到不同的配子中，每個(gè)配子中， 只含有成對因子中的一個(gè)。 二、分離現(xiàn)

7、象的解釋 遺傳因子分離假說(孟德爾分離定律): 3、雜種F1體細(xì)胞內(nèi)的遺傳因子，各自獨(dú)立，互 不混雜，但存在顯隱性關(guān)系。 4、不同類型的雌、雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。 三、分離規(guī)律的驗(yàn)證 測交法 自交法 F1花粉鑒定法 三、分離規(guī)律的驗(yàn)證 1、測交法 被測驗(yàn)的個(gè)體與隱性純合個(gè)體間的雜交,所 得的后代為測交子代。根據(jù)測交子代所出現(xiàn)的 表現(xiàn)型種類和比例，確定被測個(gè)體的基因型。 三、分離規(guī)律的驗(yàn)證 1、測交法 紅花紅花 白花白花 紅花紅花 白花白花 P CC cc Cc cc 配子配子 C c C c c F1 Cc紅花紅花 紅花紅花Cc cc白花白花 1 ：1 三、分離規(guī)律的驗(yàn)證 2、自交法 三、分離

8、規(guī)律的驗(yàn)證 3、F1花粉鑒定法 糯性、非糯性受一對等位基因控制的，分別 控制著籽粒及其花粉粒中的淀粉性質(zhì)。 非糯性：直鏈淀粉，Wx，藍(lán)黑色 糯性：支鏈淀粉，wx, 紅棕色 F1(Wxwx)花粉 紅棕色：藍(lán)黑色=1：1 三、分離規(guī)律的驗(yàn)證 3、F1花粉鑒定法 四、分離比（四、分離比（3 3：1 1）實(shí)現(xiàn)的條件）實(shí)現(xiàn)的條件 1、二倍體 2、減數(shù)分裂正常 3、完全顯性 4、F1形成的配子生活力相同，結(jié)合機(jī)會(huì)均等 5、F2各種基因型存活率相同 6、分析的群體足夠大 五、 分離定律的普遍性 水 稻：有芒無芒有芒 3有芒1無芒 小 麥：無芒有芒無芒 3無芒1有芒 番 茄：紅果黃果紅果 3紅果1黃果 豬毛色

9、：白豬黑豬白豬 3白豬1白豬 六、 分離定律的意義 遺傳因子假說及基因分離規(guī)律對以后遺傳和生物 進(jìn)化研究具有非常重要的理論意義。 1. 形成了顆粒遺傳的正確遺傳觀念； 2. 指出了區(qū)分基因型與表現(xiàn)型的重要性； 3. 解釋了生物變異產(chǎn)生的部分原因； 六、 分離定律的意義 4. 建立了遺傳研究的基本方法。 5.指導(dǎo)育種實(shí)踐選種要選純合子；測交驗(yàn)證 種子的純度；連續(xù)自交(近交)，培育優(yōu)良純系； 控制近交程度，固定優(yōu)良性狀。 6.指導(dǎo)生產(chǎn)生產(chǎn)上提倡經(jīng)濟(jì)雜交，獲得整齊 一致的生產(chǎn)群體。 第四節(jié)自由組合定律 一、兩對相對性狀的遺傳 豌豆的兩對相對性狀：子葉顏色和種子形狀 P F 1 黃圓黃圓 綠皺綠皺 黃

10、圓黃圓 綠皺綠皺 黃圓黃圓綠圓綠圓 黃皺黃皺F2 315 ： 101 ： 108 ： 32 共計(jì)：共計(jì)：556 9 ： 3 ： 3 ： 1 一、兩對相對性狀的遺傳 F1兩性狀均只表現(xiàn)顯性狀狀，F(xiàn)2出現(xiàn)四種表現(xiàn) 型類型，比例接近9:3:3:1。 對每對相對性狀分析發(fā)現(xiàn)：它們?nèi)匀环?:1 的性狀分離比例。 二、自由組合現(xiàn)象的解釋(自由組合定律) 控制不同相對性狀的等位基因在配子形成過程 中互不干擾，同對基因分離，不同對的基因自由 組合。 1/2R 1/4 YR 1/2Y配子 1/2r 1/4 Yr 1/2y配子 1/2R 1/4 yR 1/2r 1/4 yr 三、自由組合規(guī)律的驗(yàn)證- 測交法 F

11、1 黃圓 （YyRr） (yyrr) F1配子 綠皺配子 測交子代 YR YyRr Yr yr Yyrr yR yyRr yr yyrr 四、自由組合定律的擴(kuò)展 控制多對不同性狀的等位基因，分別載于不同 對的同源染色體上時(shí)，其遺傳都符合獨(dú)立分配 規(guī)律。 雜交是增加變異組合的主要方法。 五、遺傳比率的推算 分支法- 兩對基因 Y y Y y 1Y Y 2Y y 1yy 1R R 2R r 1rr R r R r 1Y Y R R 2Y Y R r 1Y Y rr 2Y yR R 4Y yR r 2Y yrr 1yyR R 2yyR r 1yyrr 1R R 2R r 1rr 1R R 2R r

12、1rr 基因?qū)?shù)與基因型和表型的關(guān)系 雜交中 F2 F1配子 F2 基因?qū)?shù) 表型數(shù) F1配子數(shù) 組合數(shù) 基因型數(shù) 分離比 1 2 2 4 3 (3/4+1/4) 2 4 4 16 9 (3/4+1/4)2 3 8 8 64 27 (3/4+1/4)3 : : : : : : n 2n 2n 4n 3n (3/4+1/4)n 六、 自由組合規(guī)律的意義 不同對基因自由組合產(chǎn)生的基因重組是生物發(fā) 生變異的一個(gè)重要來源，也是生物界出現(xiàn)多樣 性的一個(gè)重要原因。 在雜交育種工作中，可按照人類的意愿組合兩 個(gè)親本的優(yōu)良特性，培育新的物種類型。 預(yù)測雜交后代中出現(xiàn)優(yōu)良性狀組合的大致比例， 便于確定育種規(guī)模。

13、 七、孟德爾學(xué)說的核心 顆粒遺傳: 孟德爾定律指出，具有一對性狀差 異的親本雜交后，隱性性狀在雜交子一代中并 不消失，在子二代中按特定比例重新分離出來。 七、孟德爾學(xué)說的核心 遺傳因子的顆粒性體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： 1、每個(gè)遺傳因子是一個(gè)相對獨(dú)立的功能單位。 2、因子的純潔性 3、因子的等位性 此即孟德爾遺傳學(xué)的精髓。 第五節(jié) 基因的作用與環(huán)境因素的相互關(guān)系 一、基因型與表現(xiàn)型 基因型 + 環(huán)境 = 表現(xiàn)型 不變的 可變的 不變 性狀遺傳穩(wěn)定 不變的 可變的 改變 性狀遺傳不穩(wěn)定 表型模擬（寫）： 表型模擬（寫）： 環(huán)境因素所誘導(dǎo)的表型類似于基因突變 所產(chǎn)生的表型，不能遺傳。如植物在遮光條件 下培育

14、為黃化苗，類似失綠癥。 二、等位基因間的相互作用 完全顯性：F1表現(xiàn)與親本之一完全一樣，而非 雙親的中間型或同時(shí)表現(xiàn)雙親的性狀。 二、等位基因間的相互作用 不完全顯性： F1表現(xiàn)為雙親性狀的中間型, F2分離 。如金魚草、紫茉莉的花色遺傳。 金金 魚草魚草 二、等位基因間的相互作用 共顯性：F1同時(shí)表現(xiàn)雙親性狀，而不是表現(xiàn)單 一的中間型。 如MN血型的遺傳。 二、等位基因間的相互作用 鑲嵌顯性：F1同時(shí)在不同部位表現(xiàn)雙親性狀。 如異色瓢蟲鞘翅色斑的遺傳、大豆種皮顏色遺 傳。 三、 非等位基因間互作 互補(bǔ)效應(yīng)：兩對獨(dú)立遺傳基因分別處于純合顯性或雜 合顯性狀態(tài)時(shí)共同決定一種性狀的發(fā)育；當(dāng)只有一對

15、基因是顯性，或兩對基因都是隱性時(shí)，則表現(xiàn)為另一 種性狀，F(xiàn)2產(chǎn)生9:7的比例。 香豌豆香豌豆 :9 紫花(C_P_)：7白花(3C_pp+3ccP_+1ccpp ) 三、 非等位基因間互作 積加效應(yīng)：兩種顯性基因同時(shí)存在時(shí)產(chǎn)生一種性狀， 單獨(dú)存在時(shí)能分別表示相似的性狀，兩種基因均為隱 性時(shí)又表現(xiàn)為另一種性狀，F(xiàn)2產(chǎn)生9:6:1的比例。 南瓜南瓜 9 9扁盤形扁盤形(A_B_):6(A_B_):6圓球形圓球形(3A_bb+3aaB_):1(3A_bb+3aaB_):1長圓形長圓形(aabb)(aabb) 2 2個(gè)顯性個(gè)顯性 1 1個(gè)顯性個(gè)顯性 全隱性全隱性 三、 非等位基因間互作 重疊效應(yīng) :兩

16、對或多對獨(dú)立基因?qū)Ρ憩F(xiàn)型能產(chǎn) 生相同的影響，F(xiàn)2產(chǎn)生15:1的比例。 薺菜蒴果: 15三角形(9T1_T2_ + 3T1_t2t2+3t1t1T2_): 1卵形(t1t1t2t2) 三、 非等位基因間互作 顯性上位作用顯性上位作用: :兩對獨(dú)立遺傳基因共同對一對性狀發(fā)生作用，兩對獨(dú)立遺傳基因共同對一對性狀發(fā)生作用， 其中一對基因?qū)α硪粚虻谋憩F(xiàn)有遮蓋作用其中一對基因?qū)α硪粚虻谋憩F(xiàn)有遮蓋作用 , ,起遮蓋作起遮蓋作 用的基因是顯性基因，用的基因是顯性基因，F(xiàn)2F2的分離比例為的分離比例為12:3:112:3:1。 西葫蘆： 12白皮(9W_Y_+3W_yy)：3黃皮(wwY_)：1綠皮(wwyy) 三、 非等位基因間互作 隱性上位作用:兩對獨(dú)立遺傳基因共同對一對性狀發(fā)生 作用，其中一對基因?qū)α硪粚虻谋憩F(xiàn)有遮蓋作用 , F2的分離比例為9:3:4 。