遺傳信息傳遞模式

1、遺傳信息傳遞模式生命的延續(xù)1遺傳（heredity）:生物親子代間的相似現(xiàn)象變異（variation）：親代與子代間或子代間存在差異的現(xiàn)象現(xiàn)代遺傳學(xué)的產(chǎn)生來自兩個(gè)方面 對(duì)植物雜交的觀察實(shí)驗(yàn) 對(duì)變異現(xiàn)象的進(jìn)化論觀點(diǎn)性狀：生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理生化等特征2植物雜交實(shí)驗(yàn)的發(fā)展科爾羅伊德（ Joseph Gottlieb Kelreuter 17331806）第一個(gè)系統(tǒng)地進(jìn)行雜交工作，被譽(yù)為“近代植物雜交實(shí)驗(yàn)之父”。他用了138個(gè)種進(jìn)行了五百個(gè)以上不同的雜交實(shí)驗(yàn)，從一千余種植物中研究了花粉粒的形狀、大小和顏色。在用煙草進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，成功地獲得他的第一個(gè)雜交種。發(fā)展了人工授粉技術(shù)：為避免自花授粉帶來的錯(cuò)誤

2、，審慎的去掉花藥，手工進(jìn)行授粉，然后把花罩起來，防止外源花粉搞亂結(jié)果。3一般情況下，雜交種（子一代）性狀通常介于兩種親本中間。雜交種自交得到的下一代（子二代）的性狀則極其多樣化，他認(rèn)為這種現(xiàn)象是值得注意的。把親本的兩個(gè)種雌雄對(duì)換一下，仍將得到同樣的結(jié)果。由十分不同的親本形成的雜交種往往是不育的，但有些雜交種則具有比親本更強(qiáng)的活力。對(duì)他來說，子二代特有的多樣性是他自己干涉自然的結(jié)果，就是說，由于在兩個(gè)種之間強(qiáng)行進(jìn)行了交配，而這種交配上帝原來是沒有打算讓其發(fā)生的。4人工授粉技術(shù)、正交、反交、雜種不育、雜種優(yōu)勢(shì)雜交實(shí)驗(yàn)基本流程：選擇親本進(jìn)行雜交獲得子一代，用子一代進(jìn)行自交獲得子二代，對(duì)雜交子代的結(jié)果

3、進(jìn)行觀察分析5諾丁（18151899） 諾丁觀察到，兩個(gè)親本雜交得來的雜交種報(bào)春花，其自交的后代幾乎回復(fù)到其親本種，他提出了在雜交種中會(huì)發(fā)生兩個(gè)物種的性狀分離現(xiàn)象。諾丁同時(shí)還進(jìn)行了一些第三代甚至第五代的雜交實(shí)驗(yàn)。但他仍然是把物種看作是一個(gè)整體來分析。自然界渴望毀滅雜交形式，其方式是通過分離兩個(gè)物種的要素性狀分離、穩(wěn)定遺傳6奈特（Thomas Andrew Knight, 17591838） 奈特于17991833年用豌豆進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)。他選擇了種子顏色為灰色和白色的豌豆品種作為雜交親本，在實(shí)驗(yàn)中，他仔細(xì)地給花朵摘去雄蕊后再授粉，并以去雄后未授粉的花作對(duì)照組，發(fā)現(xiàn)了豌豆種子的灰色對(duì)白色為顯性。他

4、用白色種子的親本和雜種回交，得到的下代種子有白色和灰色兩種類型，但他沒有去計(jì)數(shù)過雜種后代的性狀分離比例。奈特所做工作與科爾羅伊德工作的差異在哪里7蓋特納（Carl Friedrich Von Grtnor, 17221850） 蓋特納是孟德爾之前最博學(xué)、最勤奮、最有成就的科學(xué)家。較之前人，他在實(shí)驗(yàn)方法和對(duì)雜種的比較描述上，都有了很大的進(jìn)展，先后分析了近一萬個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)。在玉米雜交實(shí)驗(yàn)中，他觀察到黃色籽粒與其它顏色籽粒的分離比例為3.18:1，然而他無法對(duì)此作出任何解釋。他于1837年發(fā)表的獲獎(jiǎng)?wù)撐闹参镫s種形成的實(shí)驗(yàn)和觀察被孟德爾十分認(rèn)真地研究過，稱之為“里面記載了很多有價(jià)值的觀察”。蓋爾納的研究

5、中不同于前幾位科學(xué)家的地方在于？8格雷戈?duì)柮系聽枺℅regor Mendel 18221884）1822年7月22日，生于奧匈帝國西里西亞小村18511853年在維也納大學(xué)學(xué)習(xí)物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)、動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、植物生理學(xué)等18561863年曾進(jìn)行豌豆雜交實(shí)驗(yàn)1865年2月8日和3月8日在布隆自然科學(xué)學(xué)會(huì)宣讀植物的雜交實(shí)驗(yàn)論文1868年被選為布隆基督教修道院院長 1884年1月6日，死于腎病。他的后任院長燒毀了孟德爾的私人文件。9 孟德爾研究的初衷是檢驗(yàn)植物雜交后代的性狀變化（性狀分離），在以豌豆為實(shí)驗(yàn)材料的一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果導(dǎo)致孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律。 豌豆容易種植，易于人工授粉，且具有一些容易區(qū)分

6、的性狀特征。孟德爾從34種豌豆品系中選擇了嚴(yán)格自花授粉的豌豆，這樣的品系自交后代具有一致的特性，各代之間性狀特征保持穩(wěn)定。他選擇了種子的形狀、種子的顏色、莖的長度等7種性狀進(jìn)行檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)分析了這7對(duì)性狀連續(xù)各代的性狀表現(xiàn)。孟德爾收集了大量數(shù)據(jù)來消除可能的干擾。1011性狀同一性狀不同表現(xiàn)形式（相對(duì)性狀）種子的形狀圓形皺形種子的顏色黃色綠色種皮的顏色灰色白色豆莢的形狀飽滿收縮豆莢的顏色綠色黃色開花的位置腋生頂生莖的長度高莖矮莖12一、基因的分離定律一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)選擇親本進(jìn)行雜交獲得子一代，用子一代進(jìn)行自交獲得子二代，對(duì)雜交子代的結(jié)果進(jìn)行觀察分析PARENTSF1 HYBRIDF2 HYB

7、RIDS父本性狀母本性狀子一代性狀子二代性狀13PF1F2圓粒皺粒圓粒圓粒 皺粒5474 1850全表現(xiàn)為圓粒發(fā)生性狀分離比例為2.96:1顯性性狀：子一代能表現(xiàn)出的親本性狀隱性性狀：子一代未能表現(xiàn)出的親本性狀14F1只表現(xiàn)出顯性性狀F2發(fā)生性狀分離，顯：隱3：115PF1F2圓粒皺粒圓粒圓粒 皺粒5474 1850F33圓粒 1皺粒1圓粒 2圓粒圓粒 3圓粒 皺粒 1皺粒16理論解釋（孟德爾假設(shè)）對(duì)等性遺傳因子（等位基因）控制相對(duì)性狀顯性基因(R) 顯性性狀(圓)隱性基因(r) 隱性性狀(皺) 等位基因 (R-r)相對(duì)性狀(圓與皺)等位基因控制相對(duì)性狀17基因在體細(xì)胞中是成對(duì)的 在配子中單個(gè)

8、存在純種圓粒純種皺粒RRrrRrRrPF1（雜種）配子表現(xiàn)型基因型圓粒皺粒18雜合體（F1）內(nèi)等位基因的關(guān)系互不融合或混雜，保持其純質(zhì)性顯性基因?qū)﹄[性基因有顯性作用19 圓粒 皺粒RrRRrrRrPF1圓粒配子1/2R1/2r1/2R1/2r 配子 1/4RR1/4Rr1/4Rr1/4rr圓粒圓粒圓粒皺粒F2分離隨配子傳遞20雜合體內(nèi)等位基因遺傳行為配子生成時(shí)等位基因分離 生成的雌雄配子各有兩種（R:r=1:1）精卵結(jié)合時(shí)基因隨配子傳遞F2基因型：表現(xiàn)型：RR : Rr : rr = 1 : 2 : 1圓粒 : 皺粒 = 3 : 1F1等位基因分離（因） F2性狀分離（果） 21對(duì)分離假設(shè)的驗(yàn)

9、證雜合體（F1）生成配子時(shí)等位基因分離，生成的雌雄配子各有兩種，且數(shù)目相等回交（F1）圓粒 皺粒（親本） Rrrr配子型 R r r基因型表現(xiàn)型比例 實(shí)驗(yàn)值 Rr rr圓粒 皺粒1 : 1Ft22證據(jù)： 測(cè)交子代（Ft）表型比真實(shí)反映F1配子比論證： F1能產(chǎn)生兩種類型、數(shù)量相等的配子結(jié)論： F1是雜合的基因型(Rr)； F1的等位基因保持各自的純質(zhì)性； 配子生成時(shí)等位基因分離； 23現(xiàn)代生物學(xué)的證據(jù)等位基因位于同源染色體相同座位上 染色體 基因A B C D E 染色體 a B c D E （顯性） （隱性） 等位基因 無效基因 酶分子 亞效基因 同源染色體 非等位基因24 減數(shù)分裂時(shí)F1的

10、等位基因分離R r聯(lián)會(huì) 隨同源染色體動(dòng)態(tài)等位基因分離減 減兩種類型、數(shù)量相等的配子 R R r r R R r r四分體R R r r25分離定律及其實(shí)質(zhì)基本論點(diǎn)：F1等位基因的純質(zhì)與分離雜合體(F1)等 位 基 因 行 為結(jié)果基因座位同源染色體相同座位上保持基因純質(zhì)性減數(shù)分裂隨同源染色體分離而分離純質(zhì)配子比1:1受精過程隨配子傳遞獨(dú)立遺傳隱性純合體約1/4實(shí)質(zhì)：F1等位基因分離（因） F2性狀分離（果） 26比利時(shí)灰毛(B) 青紫藍(lán)毛(b1) 白毛(b2) 黑毛(b3) 褐毛(b4)基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系27基因型是內(nèi)在決定因素，表現(xiàn)型是基因型的外在表現(xiàn)表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境條件共同作用的結(jié)果溫

11、度 基因型及其表現(xiàn)型AAAaaa2025紅花紅花白花30以上白花白花白花28血型基因型基因間關(guān)系A(chǔ)BABOIAIA IAiIBIB IBiIAIBiiIA對(duì)i為完全顯性IB對(duì)i為完全顯性IA和IB無顯隱性關(guān)系，為共顯性有兩個(gè)嬰兒同時(shí)出生在某一醫(yī)院的同一間產(chǎn)房里。出生后，由于醫(yī)護(hù)人員的疏忽，將嬰兒床上寫有孩子母親姓名的牌子掛錯(cuò)了，為此引起兩個(gè)孩子父母之間的爭議 。已知兩個(gè)孩子的血型分別是B型和O 型，在兩對(duì)父母中，一對(duì)父母的血型是AB型和O型，另一對(duì)父母的血型是A型和B型，你能用遺傳學(xué)的知識(shí)，判斷這兩個(gè)孩子的父母嗎？29類別F1 表 型F2 表型比完全顯性表現(xiàn)顯性親本性狀3：1不完全顯性介于雙親

12、性狀之間1：2：1共 顯 性雙親性狀同時(shí)出現(xiàn)1：2：130 分離規(guī)律的應(yīng)用作物育種 選擇純質(zhì)材料作為雙親 連續(xù)自交和選擇可以培育出純系優(yōu)生優(yōu)育 根據(jù)雙親基因型，預(yù)測(cè)子代發(fā)病率 根據(jù)子代遺傳病癥，推斷雙親基因型31二、基因的自由組合定律兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)個(gè)體數(shù) 315 108 101 32比 例 9 ： 3 ： 3 ： 1自交F1F2 P32F1全部為黃色圓粒（顯性）F2有四種表型： 黃圓和綠皺（親本型） 黃皺和綠圓（重組型）F2性狀分離比例子葉色粒形相對(duì)性狀黃色綠色圓形皺形實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)416140423133分離比例3:13:1實(shí)驗(yàn)結(jié)論每對(duì)基因遵循分離規(guī)律33兩對(duì)性狀重組的分離比例為（3:1）

13、23黃 1皺9黃圓 1綠3圓性狀重組 3黃皺3綠圓1綠皺自由組合遺傳現(xiàn)象是指F2性狀分離比例符合(3:1)n的遺傳表現(xiàn)34 理論探討兩對(duì)性狀分別由兩對(duì)基因控制黃與綠（Y-y），圓與皺（R-r）35形成配子時(shí)非等位基因之間的自由組合YyYyRr Rr每對(duì)等位基因分離非等位基因 自由組合YRyrYryR親本型配子重組型配子36 F2的基因型和表現(xiàn)型及其比例雌配子雄配子YRYryRy rYR YryRy r比例9黃圓Y_R_ 3黃皺Y_rr 3綠圓 yyR_ 1綠皺 yyrr37 F1（YyRr）非等位基因位于非同源染色體上，在減數(shù)分裂時(shí)隨非同源染色體的隨機(jī)組合而自由組合 Y yR r38測(cè)交驗(yàn)證方 式正 交反 交親本組合F1黃圓 綠皺綠皺 F1黃圓Ft表型(粒數(shù))黃圓 黃皺 綠圓 綠皺 31 27 26 26黃圓 黃皺 綠圓 綠皺 24 22 25 26論證依據(jù)F1產(chǎn)生4種等數(shù)的雌配子F1產(chǎn)生4種等數(shù)的雄配子實(shí)驗(yàn)結(jié)論F1減數(shù)分裂時(shí)，非等位基因之間的分離或重組互不干擾39實(shí)驗(yàn)方式：測(cè)交法實(shí)驗(yàn)結(jié)果：Ft表型比真實(shí)