編寫和制作劉向東

第四章孟德爾遺傳第一節(jié)分離規(guī)律第二節(jié)獨(dú)立分配規(guī)律第三節(jié)孟德爾規(guī)律的補(bǔ)充和發(fā)展1/12/20231編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)第一節(jié)、分離規(guī)律一、孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)（一）單位性狀和相對(duì)性狀（二）孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)1/12/20232編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)性（一）單位性狀和相對(duì)性狀●性狀（character）：生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特征。

單位性狀（unitcharacter)：把植株所表現(xiàn)的性狀總體區(qū)分為各個(gè)單位作為研究對(duì)象，這樣區(qū)分開來的性狀稱為單位性狀。

相對(duì)性狀（contrastingcharacter）：同一單位性狀的相對(duì)差異。第一節(jié)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳一、單位性狀和相對(duì)性狀二、孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)1/12/20233編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)豌豆的七對(duì)相對(duì)性狀1/12/20234編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)二、孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)

1.總的概況

豌豆、菜豆、玉米、山柳菊

他選擇豌豆作為研究材料。豌豆是嚴(yán)格的自花授粉植物，花大，雜交容易，相對(duì)性狀差異明顯。他一共試驗(yàn)8年（1856-1864），對(duì)豌豆的七對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行研究。

1866年發(fā)表了著名的“植物雜交試驗(yàn)”論文。

第一節(jié)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳一、單位性狀和相對(duì)性狀二、孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)1/12/20235編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)1/12/20236編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)1/12/20237編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)2.舉例豌豆的紅花和白花雜交試驗(yàn)

p

紅花(♀)×白花(♂)↓

F1

紅花

↓

F2

紅花

白花株數(shù)705224

比例3.15:1

理論值3：1第一節(jié)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳一、單位性狀和相對(duì)性狀二、孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)1/12/20238編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)p紅花(♀)×白花(♂)↓F1

紅花

↓F2

紅花

白花●P:表示親本(parent)●♀:表示母本(femaleparent)●♂:表示父本(maleparent)●x:表示雜交,在母本上授上外來的花粉●F(filialgeneration):

表示雜種后代

○F1:雜種一代

○F2:雜種二代

○Fn:雜種n代●:自交,指同一植株上的自花授粉或同株上的異花授粉。1/12/20239編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)●P:表示親本(parent)●♀:表示母本(femaleparent)●♂:表示父本(maleparent)●x:表示雜交,在母本上授上外來的花粉●

F(filialgeneration):表示雜種后代

○F1:

雜種一代

○F2:

雜種二代

○Fn:

雜種n代●:自交,指同一植株上的自花授粉或同株上的異花授粉。●去雄與人工授粉

○去雄:雜交前將母本花蕾的雄蕊完全摘除。

○人工授粉:去雄后將父本的花粉授到母本的柱頭上。1/12/202310編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

結(jié)果第一，F(xiàn)1所有植株的性狀表現(xiàn)都是一致的，都只表現(xiàn)一個(gè)親本的性狀，而另一個(gè)親本的性狀隱藏未表現(xiàn)。把表現(xiàn)出來的性狀，稱為顯性性狀（dominantcharacter）；未表現(xiàn)出來的，稱隱性性狀（recessivecharacter）。

第一節(jié)分離規(guī)律一、單位性狀和相對(duì)性狀二、孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)1/12/202311編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

第二，F(xiàn)2的植株在性狀表現(xiàn)上是不同的，一部分植株表現(xiàn)一個(gè)親本的性狀，另一部分植株表現(xiàn)另一個(gè)親本的性狀，即顯隱性狀都出現(xiàn)了，這就是性狀分離現(xiàn)象（segregation）。由此可見，隱性性狀在F1并沒有消失,而是隱藏未見，在F2又重新出現(xiàn),并且在F2中兩者分離比例大致總是3:1。第一節(jié)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳一、單位性狀和相對(duì)性狀二、孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)1/12/202312編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

3、分離現(xiàn)象的解釋

●假設(shè)

○遺傳性狀是由遺傳因子(hereditarydeterminant)決定的。

○遺傳因子在體細(xì)胞內(nèi)是成對(duì)的，紅花親本應(yīng)具有一對(duì)紅花因子CC,白花親本應(yīng)具有一對(duì)白花因子cc?！疬z傳因子在配子中是單個(gè)的，配子只含有成對(duì)的遺傳因子中的一個(gè)，因此紅花親本的配子中只有一個(gè)遺傳因子C，白花親本的配子中只有一個(gè)遺傳因子c。○配子的結(jié)合是隨機(jī)的。二、分離規(guī)律的解釋（一）遺傳因子的分離和組合（二）表現(xiàn)型和基因型的概念1/12/202313編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

●分析

P紅花×白花

CCcc↓↓

配子Cc↙↘↘↙

紅花

F1Cc→F1雄配子

↓CcF1C

CCCc

雌紅花

紅花配cCccc

子紅花白花

?紅花：?白花孟德爾遺傳因子的分離和組合示意圖

1/12/202314編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)●結(jié)論控制紅花性狀是顯性的紅花因子C。在體細(xì)胞內(nèi)紅花因子是成對(duì)的，即C

C

；在配子中是單個(gè)的，即C控制白花性狀是隱性的白花因子c。在體細(xì)胞內(nèi)白花因子是成對(duì)的，即cc；在配子中是單個(gè)的，即c第二節(jié)分離規(guī)律的解釋一、遺傳因子的分離和組合二、表現(xiàn)型和基因型的概念1/12/202315編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)遺傳因子在雜種后代分離（F1），并可通過受精再組合（F2）當(dāng)顯性遺傳因子和隱性遺傳因子同時(shí)存在時(shí)，隱性遺傳因子就不發(fā)生作用，比如體內(nèi)含有Cc時(shí)，它表現(xiàn)的性狀和體內(nèi)含有CC的個(gè)體一樣為紅花。第二節(jié)分離規(guī)律的解釋一、遺傳因子的分離和組合二、表現(xiàn)型和基因型的概念1/12/202316編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)P紅花×白花

CCcc↓↓

配子Cc↙↘↘↙

紅花

F1Cc→F1雄配子

↓CcF1C

CCCc

雌紅花

紅花配cCccc

子紅花白花

?：?1/12/202317編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)三、表現(xiàn)型和基因型孟德爾提出的遺傳因子，后來Johannsen（1909）年稱為基因(gene)。●基因型(genotype)

個(gè)體的基因組合,稱之?；蛐褪切誀畋憩F(xiàn)必須具備的內(nèi)在因素。

舉例：決定紅花性狀的基因型可能是Cc，也可能是CC。白花性狀只能是cc。

第二節(jié)分離規(guī)律的解釋一、遺傳因子的分離和組合二、表現(xiàn)型和基因型的概念1/12/202318編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)純合的基因型（homozygousgenotype）：成對(duì)的基因都是一樣的基因型。如CC或cc。也稱純合體（homozygote）。雜合的基因型（heterozygousgenotype)，或稱雜合體（heterozygote）：成對(duì)的基因不同。如Cc。第二節(jié)分離規(guī)律的解釋一、遺傳因子的分離和組合二、表現(xiàn)型和基因型的概念1/12/202319編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)●表現(xiàn)型（phenotype）

植株所表現(xiàn)出來的紅花和白花性狀(形態(tài))就是表現(xiàn)型。

表現(xiàn)型是指生物體所表現(xiàn)的性狀。它是基因型和外界環(huán)境作用下具體的表現(xiàn)，是可以直接觀測(cè)的。而基因型是生物體內(nèi)在的遺傳基礎(chǔ)，只能根據(jù)表現(xiàn)型用實(shí)驗(yàn)方法確定。第二節(jié)分離規(guī)律的解釋一、遺傳因子的分離和組合二、表現(xiàn)型和基因型的概念1/12/202320編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)4、分離規(guī)律的驗(yàn)證（1）測(cè)交法（2）自交法（3）F1花粉鑒定法1/12/202321編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)（1）測(cè)交法

●定義指把被測(cè)驗(yàn)的個(gè)體與純合隱性親本雜交。

●基本原理

○體細(xì)胞中含有成對(duì)的同源染色體，也意味著含有成對(duì)的基因，這種成對(duì)的基因在配子形成過程中經(jīng)過減數(shù)分裂，基因隨染色體彼此分離，互不干擾，因而配子中只有成對(duì)基因的一個(gè)，在遺傳上它是純粹的。第三節(jié)分離規(guī)律的驗(yàn)證一、測(cè)交法二、自交法三、F1花粉鑒定法1/12/202322編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

○由于隱性純合體只能產(chǎn)生一種含隱性基因的配子，它們和含有任何基因的另一種配子結(jié)合，其子代將只能表現(xiàn)出另一種配子所含基因的表現(xiàn)型。因此，測(cè)交子代表現(xiàn)的種類和比例正好反映了被測(cè)個(gè)體所產(chǎn)生的配子種類和比例。所以根據(jù)測(cè)交所出現(xiàn)的表現(xiàn)型種類和比例，可以確定測(cè)驗(yàn)的個(gè)體的基因型。

第三節(jié)分離規(guī)律的驗(yàn)證一、測(cè)交法二、自交法三、F1花粉鑒定法1/12/202323編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)舉例

紅花×白花紅花×白花

PCCccCccc配子CcCcccF1CcCccc

紅花紅花白花圖2-1豌豆紅花和白花一對(duì)基因的分離1/12/202324編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)（2）自交法

●方法讓F2植株自交產(chǎn)生F3株系，然后根據(jù)F3的性狀表現(xiàn)來驗(yàn)證F2的基因型。

第三節(jié)分離規(guī)律的驗(yàn)證一、測(cè)交法二、自交法三、F1花粉鑒定法1/12/202325編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)●孟德爾的設(shè)想根據(jù)孟德爾的設(shè)想，F(xiàn)2代中呈白花的植株，F(xiàn)3代應(yīng)該不會(huì)再分離，只產(chǎn)生白花植株；F2代中呈紅花的植株，2/3應(yīng)該是Cc雜合體，1/3應(yīng)該是CC純合體，前者2/3的植株在F3代應(yīng)再分離出3/4的紅花植株和1/4的白花植株，而后者1/3的植株在F3代不再分離，全部為紅色植株。第三節(jié)分離規(guī)律的驗(yàn)證一、測(cè)交法二、自交法三、F1花粉鑒定法1/12/202326編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)●具體結(jié)果表2-2豌豆F2表現(xiàn)顯性性狀的個(gè)體分別自交后的F3表現(xiàn)型種類及其比例在F3表現(xiàn)顯在F3完全表性狀性:隱性=3:1現(xiàn)顯性性狀F3株系總數(shù)株系數(shù)的株系數(shù)

花色64(1.80)36(1)100

種子形狀372(1.93)193(1)565

子葉顏色353(2.13)166(1)519

豆莢形狀71(2.45)29(1)100

未熟豆莢色60(1.50)40(1)100

花著生位置67(2.03)33(1)100

植株高度72(2.57)28(1)1001/12/202327編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

上表花色分離表明，100株F2代中的紅花植株中有64株（2/3）在F3代再分離出3/4的紅花植株和1/4的白花植株；36株（1/3）的植株在F3代不再分離，全部為紅色植株。第三節(jié)分離規(guī)律的驗(yàn)證一、測(cè)交法二、自交法三、F1花粉鑒定法1/12/202328編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)（3）花粉鑒定法

●理論基礎(chǔ)在減數(shù)分裂期間，同源染色體分開并分配到兩個(gè)配子中去，雜種的相對(duì)基因也就隨之分開而分配到不同的配子中去，如果這個(gè)基因在配子發(fā)育期間就表達(dá)，那么就可用花粉粒進(jìn)行觀察鑒定。第三節(jié)分離規(guī)律的驗(yàn)證一、測(cè)交法二、自交法三、F1花粉鑒定法1/12/202329編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

●舉例：糯性玉米與非糯性玉米雜交

P（非糯性）WxWx

×wxwx（糯性）（含直鏈淀粉）↓↓（支鏈淀粉）

Wx

wx碘液染色花粉呈藍(lán)黑色花粉呈紅棕色

↓

F1Wxwx↓

Wx

wx

雜種花粉碘液染色呈藍(lán)黑色呈紅棕色1/12/202330編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)分離規(guī)律的實(shí)質(zhì)分離規(guī)律的實(shí)質(zhì)是決定目標(biāo)性狀的等位基因（2個(gè)）在減數(shù)分裂過程中隨同源染色體行動(dòng)而進(jìn)行分離和組合，從而出現(xiàn)雜種后代的特定分離比例。1/12/202331編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)第三節(jié)：孟德爾規(guī)律的補(bǔ)充和發(fā)展（1）顯性性狀的表現(xiàn)（2）顯性性狀與環(huán)境的關(guān)系（3）影響相對(duì)性狀分離的條件1/12/202332編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)一、顯性性狀的表現(xiàn)

●

完全顯性：F1所表現(xiàn)的形狀都和親本之一完全一樣，這樣的顯性表現(xiàn)稱之。（completedominance）

F1所表現(xiàn)的性狀和親本之一完全一不完全顯性：雜種F1的性狀表現(xiàn)是雙親性狀的中間型，稱之。F(incomplete

dominance)F1表現(xiàn)雙親性狀的中間型，稱之。

第四節(jié)顯性性狀的表現(xiàn)及其與環(huán)境的關(guān)系（1）顯性性狀的表現(xiàn)二、顯性性狀與環(huán)境的關(guān)系三、影響相對(duì)性狀分離的條件1/12/202333編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)舉例紫茉莉（mirabilisjalapa）花色的遺傳

紅花親本×白花親本

（RR）↓（rr）

F1

（Rr）粉紅色

↓

F21RR:2Rr:1rr1/4(紅)2/4(粉)1/4(白)1/12/202334編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

●共顯性(codominance)

雙親的性狀同時(shí)在F1個(gè)體上出現(xiàn),而不表現(xiàn)單一的中間型。舉例：鐮刀形貧血癥鑒別相對(duì)性狀表現(xiàn)完全顯性或不完全顯性，也取決于觀察的分析水平。

第四節(jié)顯性性狀的表現(xiàn)及其與環(huán)境的關(guān)系一、顯性性狀的表現(xiàn)二、顯性性狀與環(huán)境的關(guān)系三、影響相對(duì)性狀分離的條件1/12/202335編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)舉例：豌豆種子外形的遺傳

眼觀

圓粒種子

×皺縮粒種子

↓↓顯微鏡淀粉粒持水力淀粉粒持水力弱，觀察強(qiáng),發(fā)育完善,發(fā)育不完善表現(xiàn)結(jié)構(gòu)飽滿皺縮

↓眼觀

F1（圓粒）顯微鏡淀粉粒發(fā)育為中間型，觀察外形是近圓粒

1/12/202336編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)（2）顯性性狀與環(huán)境的關(guān)系

●相對(duì)基因之間的關(guān)系，并不是彼此直接抑制或促進(jìn)的關(guān)系，而是分別控制各自所決定的代謝過程，從而控制性狀的發(fā)育。

第四節(jié)顯性性狀的表現(xiàn)及其與環(huán)境的關(guān)系一、顯性性狀的表現(xiàn)二、顯性性狀與環(huán)境的關(guān)系三、影響相對(duì)性狀分離的條件1/12/202337編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)舉例兔子皮下脂肪顏色的遺傳白脂肪×黃脂肪

(YY)↓(yy)F1(Yy)白脂肪

↓

YY:Yy:yy

︸3/4白脂肪1/4黃脂肪1/12/202338編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

●顯性性狀的表現(xiàn)也受到生物體內(nèi)、外環(huán)境條件的影響舉例：金魚草(Antitthinum

majus)花色的遺傳

紅花品種×象牙色品種

↓

F1

在低溫、強(qiáng)光下為紅色，紅色為顯性

在高溫、遮光下為象牙色，象牙色為顯性第四節(jié)顯性性狀的表現(xiàn)及其與環(huán)境的關(guān)系一、顯性性狀的表現(xiàn)二、顯性性狀與環(huán)境的關(guān)系三、影響相對(duì)性狀分離的條件1/12/202339編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)●因遺傳背景而異舉例:有角羊與無角羊雜交

F1雄性有角,雌性無角

所以，顯性作用是相對(duì)的,因內(nèi)外條件的不同而可能有所改變。第四節(jié)顯性性狀的表現(xiàn)及其與環(huán)境的關(guān)系一、顯性性狀的表現(xiàn)二、顯性性狀與環(huán)境的關(guān)系三、影響相對(duì)性狀分離的條件1/12/202340編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)（3）影響相對(duì)性狀分離的條件

●等位基因（allele）

載荷在同源染色體對(duì)等座位上的二個(gè)基因，這二個(gè)成對(duì)的基因稱為等位基因。

1/12/202341編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)1/12/202342編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)●相對(duì)性狀分離的條件根據(jù)分離規(guī)律，一對(duì)相對(duì)性狀的個(gè)體雜交產(chǎn)生的F1，在完全顯性情況下，自交后代（F2）分離比例為3:1，測(cè)交后代分離比例為1:1。要達(dá)到理想的分離比例，必須具備下列條件：第四節(jié)顯性性狀的表現(xiàn)及其與環(huán)境的關(guān)系一、顯性性狀的表現(xiàn)二、顯性性狀與環(huán)境的關(guān)系三、影響相對(duì)性狀分離的條件1/12/202343編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

(1)親本必需是純合二倍體,相對(duì)性狀差異明顯。

(2)基因顯性完全,且不受其他基因影響而改變作用方式。

(3)減數(shù)分裂過程,同源染色體分離機(jī)會(huì)均等,形成兩類配子的數(shù)目相等,

或接近相等。配子能良好地發(fā)育并以均等機(jī)會(huì)相互結(jié)合。

(4)不同基因型合子及個(gè)體具有同等的存活率。

(5)生長條件一致,試驗(yàn)群體比較大。第四節(jié)顯性性狀的表現(xiàn)及其與環(huán)境的關(guān)系一、顯性性狀的表現(xiàn)二、顯性性狀與環(huán)境的關(guān)系三、影響相對(duì)性狀分離的條件1/12/202344編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)六、分離規(guī)律的應(yīng)用●理論上的應(yīng)用

○說明了生物界由于雜交和分離所出現(xiàn)的變異的普遍性。

○在遺傳研究和雜交育種工作中應(yīng)嚴(yán)格選用合適的遺傳材料，才能正確地分析試驗(yàn)資料，獲得預(yù)期的結(jié)果，做出可靠的結(jié)論。1/12/202345編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)●實(shí)踐上的應(yīng)用

○指導(dǎo)育種。雜種通過自交將產(chǎn)生性狀分離，同時(shí)也導(dǎo)致基因的純合。所以雜交育種上，自交和選擇要同時(shí)進(jìn)行。

○良種繁育。防止天然雜交以免雜合而分離。1/12/202346編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)分離規(guī)律的總結(jié)性狀是指生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特性。把植株所表現(xiàn)的性狀總體區(qū)分為各個(gè)單位作為研究對(duì)象，這樣區(qū)分開來的性狀稱為單位性狀，同一單位性狀的相對(duì)差異稱為相對(duì)性狀。1/12/202347編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

經(jīng)典遺傳學(xué)的研究主要包括以下4個(gè)步驟：（1）選取待研究材料作為親本之一與具相對(duì)性狀的另一個(gè)材料（或多個(gè)）雜交。（2）觀察雜種一代（F1）目標(biāo)性狀的表現(xiàn)，確定控制基因顯隱性，顯性基因用大寫英文字母表示，隱性基因用相應(yīng)小寫英文字母表示。（3）種植F1，在其后代（即F2）觀察目標(biāo)性狀的分離比例，如果符合獨(dú)立分配規(guī)律的，則推斷基因?qū)?shù)，進(jìn)行X2測(cè)驗(yàn)，初步確定基因?qū)?shù)；如果是連鎖遺傳的，則進(jìn)行連鎖分析，確定基因的遺傳距離。（4）基因?qū)?shù)驗(yàn)證，驗(yàn)證的方法主要有二種，即測(cè)交法和自交法，測(cè)交法是取隱性親本與F1雜交，觀察測(cè)交一代目標(biāo)性狀的分離，自交法是選取F2代自交的單株上種子種植F3代，在F3代觀察目標(biāo)性狀的分離。根據(jù)其分離比例與假定基因?qū)?shù)進(jìn)行乎合性比較，最后確定基因的對(duì)數(shù)。（圖解如下）1/12/202348編寫和制作：劉向東俞淑紅Copyright(版本1.12001)

第一步待研究材料×具相對(duì)性狀的材料

↓

F1→確定目標(biāo)性狀→顯隱性關(guān)系

↓