第五章遺傳的基本規(guī)律

第五章遺傳的基本規(guī)律第一頁，共五十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)分離定律（lawofsegregation）

孟德爾（G.J.Mende1，1822—1884），奧地利人，現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人。從1857年開始，孟德爾以豌豆為實驗材料做雜交實驗，經(jīng)過八年的艱苦研究，于1865年發(fā)表了著名的《植物雜交實驗》的論文，提出了分離定律和自由組合定律這兩個遺傳學(xué)的基本規(guī)律。第二頁，共五十七頁，2022年，8月28日孟德爾臨終前說：“等著瞧吧，我的時代總有一天要來臨”第三頁，共五十七頁，2022年，8月28日豌豆？孟德爾選擇了豌豆作為遺傳試驗材料第四頁，共五十七頁，2022年，8月28日正確選用實驗材料:豌豆特點：①自花授粉，閉花授粉，自然狀態(tài)下，永遠是純種。

②具有許多穩(wěn)定的、易于區(qū)分的性狀。③豆莢成熟后，子粒都留在豆莢中，便于分類記數(shù)統(tǒng)計。④豌豆花大，易于做人工實驗。

第五頁，共五十七頁，2022年，8月28日解釋:PF1F2

子一代子二代♀♂×⊕親本母本父本雜交自交第六頁，共五十七頁，2022年，8月28日性狀：生物所具有的形態(tài)的、功能的或生物化學(xué)的特點。

孟德爾發(fā)現(xiàn)，豌豆的一些品種之間具有易于區(qū)分的性狀，例如，豌豆中有高莖的（高度1.5～2.0m），也有矮莖的（高度0.3m左右）；有結(jié)圓粒種子的，也有結(jié)皺粒種子的。像這樣，一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型，叫做相對性狀。第七頁，共五十七頁，2022年，8月28日觀察的現(xiàn)象相對性狀第八頁，共五十七頁，2022年，8月28日

運用科學(xué)的研究方法

傳粉去雄♀♂子代豌豆雜交實驗（人工異花授粉示意圖）基本步驟：1.去雄（未成熟時,去除兩性花的雄蕊）2.套袋3.掃粉4.授粉5.套袋第九頁，共五十七頁，2022年，8月28日P:高×矮│↓F1高│⊕↓F2高787矮277比例3：1結(jié)果:1.F1全為顯性性狀(高莖)2.F2出現(xiàn)性狀分離，且分離比為3:1。第十頁，共五十七頁，2022年，8月28日顯性性狀(dominantcharacter)：把在雜合體中能夠表達出來的性狀。隱性性狀(recessivecharacter)：把在雜合體中不能表達出來的性狀。性狀分離：在雜合后代中出現(xiàn)不同性狀的現(xiàn)象第十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日P圓滑（純）×皺縮（純）F1圓滑F(xiàn)2圓滑皺縮數(shù)量5474粒1850粒比例3:1顯性性狀隱性性狀性狀分離分離比第十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日性狀F2的表現(xiàn)顯性隱性顯性:隱性種子的形狀園粒5474皺粒18502.96:1莖的高度高莖787矮莖2772.84:1子葉的顏色黃色6022綠色20013.01:1花的顏色紫紅705白色2243.15:1豆莢的形狀飽滿882不飽滿2992.95:1未熟豆莢顏色綠色428黃色1522.82:1花的位置腋生651頂生2073.14:1豌豆七對相對性狀雜交實驗結(jié)果第十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日分離現(xiàn)象的解釋1.生物的遺傳性狀是由細胞中遺傳因子（基因）決定的,可在上下代傳遞。

2.基因在生物體細胞中成對存在。形成配子時，成對的基因彼此分離，分別進入不同的配子中。配子中只有成對基因中的一個。3.形成合子時，雌雄配子結(jié)合機會均等，合子中基因又恢復(fù)成對狀態(tài)。第十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日相關(guān)概念基因（gene）:是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，是DNA或RNA分子上具有遺傳信息的特定核苷酸序列。顯性基因(dominantgene)：決定顯性性狀的基因，用大寫英文字母表示。隱性基因(recessivegene)：決定隱性性狀的基因，用小寫英文字母表示。等位基因(allele):位于一對同源染色體同一座位上,控制相對性狀的一對基因，如：R和r

第十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日表現(xiàn)型(phenotype)：指生物體所表現(xiàn)出的性狀.如:圓滑和皺縮基因型(genotype):生物個體性狀的基因組成。如：RR、Rr、rr雜合體(heterozygote)：一對基因彼此不同的個體稱為雜合體。如：Rr。純合體(homozygote):一對基因彼此相同的個體稱為純合體。顯性純合體,如：RR；隱性純合體,如：rr。第十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日對分離現(xiàn)象的遺傳分析一對相對性狀的遺傳實驗P圓滑（純）×皺縮（純）F1圓滑F(xiàn)2圓滑皺縮數(shù)量5474粒1850粒比例3:1顯性性狀隱性性狀性狀分離分離比第十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日

RR×

RrP配子F1圓滑

豌豆一對相對性狀雜交實驗分析rrRr第十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日圓滑圓滑圓滑皺縮

3：1

R

r

RrF1配子F2

RrR

r

Rr

Rr

RR×rr第十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日

圓滑皺縮1:1Rr

Rr

測交

配子子代r

Rr×讓F1與隱性親本雜交,來測定F1的基因型。分離假設(shè)的驗證--測交實驗rrrr第二十頁，共五十七頁，2022年，8月28日分離定律內(nèi)容及其細胞學(xué)基礎(chǔ)控制性狀的一對基因在雜合體中保持相對的獨立性，在形成配子時，成對的基因彼此分離，分別進入不同的配子中去，這稱為分離定律，也稱為孟德爾第一定律。減數(shù)分裂時同源染色體的分離是分離定律的細胞學(xué)基礎(chǔ)。分離定律適用于由一對等位基因控制的一對相對性狀的遺傳。

第二十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日解釋下面幾個問題:表現(xiàn)型和基因型以及它們的關(guān)系性狀的表現(xiàn)=基因型+環(huán)境基因型是決定表現(xiàn)型的主要因素?；蛐拖嗤?，表現(xiàn)型一般相同。表現(xiàn)型相同，基因型不一定相同。在相同的環(huán)境中，基因型相同，表現(xiàn)型一定相同。第二十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日為什么要禁止近親結(jié)婚我國婚姻法規(guī)定：直系血親和三代以內(nèi)的旁系血親之間禁止結(jié)婚同一個家族攜帶相同的隱性致病基因可能性較大，如果結(jié)親結(jié)婚后代的隱性致病基因結(jié)合的幾率就大，出現(xiàn)遺傳病的機會大大增加。第二十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日第二十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日AAAaAaAAaaAAAaAa表兄妹1/21/2子代患病率：1/4×1/2×1/2=1/16第二十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日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：白豬×黑豬→白豬3白豬∶黑豬孟德爾分離定律對一切有性生殖過程中的遺傳現(xiàn)象具有普遍意義。第二十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日鴿子羽毛顏色第二十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日雞冠的形狀單片冠胡桃冠豌豆冠玫瑰冠第二十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)自由組合定律第二十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日

在分析了一對性狀傳遞規(guī)律的基礎(chǔ)上，Mendel進一步進行了兩對相對性狀雜交的遺傳分析。他選擇了這樣兩個親本進行雜交：一個是雙顯性親本：種子是圓形的，種子的顏色為黃色；一個是雙隱性親本：種子是皺縮的，種子的顏色為綠色。遺傳學(xué)第二定律：自由組合定律第三十頁，共五十七頁，2022年，8月28日P黃圓(純)綠皺（純）╳

黃圓F1F2黃圓╳綠皺綠圓黃皺數(shù)量31510810132比例9：3：3：1自由組合定律--自交.swf

第三十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日一、兩對相對性狀的雜交實驗（1）黃色和綠色、圓粒和皺粒中何為顯性性狀,何為隱性性狀?（2）F2中何為親本性狀?何為重組性狀(新的性狀)？（3）對每一對相對性狀單獨進行分析,能夠說明什么問題？第三十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日自由組合現(xiàn)象的假設(shè)PYYRR黃圓

綠皺╳

F1配子YRYryRyryrYyRr黃圓F1配子F2YRYYRRYyRRYYRrYyRrYryRyrYRYyRRyyRRYyRryyRrYYRrYyRrYyRryyRr╳yyrryyrrYyrrYyrrYYrr黃圓：綠圓：黃皺：綠皺9:3:3:1黃:綠=3:1圓:皺=3:1第三十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日提出問題9︰3︰3︰1與3︰1有沒有數(shù)學(xué)聯(lián)系呢？分析：先對每一對相對性狀單獨進行分析。315+108=423101+32=133315+101=416108+32=140粒形圓粒皺粒31:31:說明了什么問題？⒈每對性狀遵循分離定律⒉不同對性狀發(fā)生自由組合粒色黃色綠色第三十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日

YyRr╳

YRYryRyryrYyRryyRr

1：1：1：1測交配子測交后代自由組合假設(shè)的驗證：測交F1黃圓隱性親本綠皺黃圓黃皺綠圓綠皺yyrryyrrYyrr第三十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日

自由組合定律內(nèi)容及其細胞學(xué)基礎(chǔ)自由組合定律：生物在減數(shù)分裂形成配子的過程中，不同對的基因獨立行動，可分可和，以均等的機會組合到一個生殖細胞中去。這也稱為孟德爾第二定律。減數(shù)分裂時，非同源染色體自由組合進入一個生殖細胞是自由組合定律的細胞學(xué)基礎(chǔ)。第三十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日分離定律VS自由組合定律①兩大遺傳定律在生物的性狀遺傳中______進行，______起作用。②分離定律是自由組合定律的________。同時同時基礎(chǔ)遺傳定律研究的相對性狀涉及的等位基因F1配子的種類及比例F2基因型種類及比例F2表現(xiàn)型種類及比例基因分離定律基因自由組合定律兩對或多對等位基因兩對或多對一對一對等位基因兩種1∶1四種1∶1∶1∶1三種1∶2∶1九種(1∶2∶1）2兩種3∶1四種9∶3∶3∶1第三十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日知識網(wǎng)絡(luò)：減數(shù)分裂同源染色體分離分離定律重組類型親本類型自由組合定律雌雄配子隨機受精性狀分離實質(zhì)實質(zhì)等位基因分離非同源染色體自由組合非等位基因自由組合

性狀重組第三十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日孟德爾的遺傳實驗獲得成功的主要原因成功原因

具體內(nèi)容1.科學(xué)選材豌豆：1.自花傳粉且閉花授粉，自然狀態(tài)純合

2.豆粒留在豆莢中，便于觀察和計數(shù)

3.相對性狀穩(wěn)定、易于區(qū)分2.科學(xué)設(shè)計實驗設(shè)計：1.首先只針對一對相對性狀進行研究，再對多對相對性狀進行研究

2.采用去雄和套袋技術(shù)3.科學(xué)分析第一次將統(tǒng)計學(xué)原理應(yīng)用到遺傳學(xué)的研究上4.實驗程序科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)問題假設(shè)驗證總結(jié)規(guī)律（結(jié)論）第三十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日應(yīng)用自由組合定律解題的方法方法二：分支法把兩對相對性狀分開來考慮，然后再組合起來。該方法比較常用，解題相對簡單省時。方法一：棋盤法把父本的配子寫成一行，母本的配子寫成一列。配子兩兩結(jié)合成子代。從棋盤中尋找問題的答案。該方法比較基礎(chǔ)，但解題相對復(fù)雜費時。第四十頁，共五十七頁，2022年，8月28日自由組合定律的意義1.理論上為生物的多樣性提供了依據(jù)

在有性生殖過程中，由于基因重組產(chǎn)生新基因型從而產(chǎn)生變異，是生物多樣性的原因之一。2.實踐上指導(dǎo)雜交育種工作

人們根據(jù)需要，把具有不同優(yōu)良性狀的兩個親本進行雜交，使兩個親本的優(yōu)良性狀組合到一起，選育優(yōu)良品種。第四十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日3.在醫(yī)學(xué)中，分析遺傳病的發(fā)病情況

在醫(yī)學(xué)的遺傳咨詢中，醫(yī)生可以根據(jù)父母遺傳病的發(fā)病情況以及該遺傳病的遺傳特點，估算出生孩子的發(fā)病概率，并建議咨詢者采取相應(yīng)的措施。第四十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日自由組合定律發(fā)現(xiàn)自由組合現(xiàn)象提出問題提出假說演繹推理實驗驗證得出結(jié)論等位基因分離的同時，非等位基因自由組合測交第四十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)連鎖與互換定律第四十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日摩爾根(MorganT.H.1866-1945)美國著名的生物學(xué)家。1910年摩爾根和他的學(xué)生們用果蠅進行實驗研究，提出了遺傳學(xué)的第三定律——基因的連鎖與互換定律，并結(jié)合當(dāng)時的細胞學(xué)成就，創(chuàng)立了以染色體遺傳為核心的細胞遺傳學(xué)。摩爾根于1933年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。第四十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日重要模式生物——果蠅（1）第四十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日黑腹果蠅一種模式生物雙翅目昆蟲繁殖能力強生活周期短（約10天）突變種類多染色體僅4對，且形態(tài)特點明顯第四十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日果蠅的染色體組重要模式生物——果蠅（2）第四十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日白眼雄紅眼雌雄性紅眼雄白眼雄50%50%“眼睛的顏色基因（R）與性別決定的基因是結(jié)合在一起的，即在X染色體上?！贝菩约t眼雌100%伴性遺傳：重要模式生物——果蠅（4）第四十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日一、完全連鎖遺傳(completelinkage)P灰身長翅×黑身殘翅

F1

BBVVbbvv灰身長翅BbVvBVbv生殖細胞第五十頁，共五十七頁，2022年，8月28日×F1

灰身長翅♂♀黑身殘翅

BbVvbbvvBVbvBbVvBbvvbbVvbbvv

按照自由組合律應(yīng)形成

4種精子，預(yù)測后代應(yīng)出現(xiàn)

4種果蠅，比例為1:1:1:1?？蓪嶒灲Y(jié)果出人意料，后代只出現(xiàn)了和親代相同的

2種果蠅，比例為1:1，沒有出現(xiàn)新類型。BvbVbv第五十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日××P♀F1♂bvbvbvBVbvbvbvBVbvbvBVBV這種現(xiàn)象叫做完全連鎖。BVbv生殖細胞bv第五十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日

基因連鎖（genelinkage):多個基因位于同一條染色體上的現(xiàn)象。第五十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日

完全連鎖遺傳的分析灰身長翅果蠅的灰身基因和長翅基因位于同一染色體上，以

表示。黑身殘翅果蠅的黑身基因和殘翅基因位于同一染色體