第二孟德爾定律

第二孟德爾定律第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

1900年孟德爾遺傳規(guī)律的重新發(fā)現(xiàn)

標志著遺傳學的

建立和開始發(fā)展

孟德爾被公認為現(xiàn)代遺傳學的創(chuàng)始人。

1910年起將孟德爾遺傳規(guī)律

孟德爾定律。孟德爾定律通常分為分離定律（分離規(guī)律）自由組合定律（獨立分配規(guī)律）第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一孟德爾（GregorJohannMendel)(1822年7月20日-1884年1月6日)是“現(xiàn)代遺傳學之父(fatherofmoderngenetics）”，是遺傳學的奠基人。1865年發(fā)現(xiàn)遺傳定律。1822年孟德爾出生在一個貧寒的農民家里，父母都是園藝家?，F(xiàn)現(xiàn)為捷克第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一1843年，他中學畢業(yè)后考入奧爾謬茨大學哲學院繼續(xù)學習，但因家境貧寒，被迫中途輟學。1843年10月，他步入奧地利布隆城的一所修道院當修道士。從1851年到1853年，孟德爾在維也納大學學習了4個學期，系統(tǒng)學習了植物學、動物學、物理學和化學等課程。與此同時，他還受到了從事科學研究的良好訓練，這些都為他后來從事植物雜交的科學研究奠定了堅實的理論基礎。1854年孟德爾回到家鄉(xiāng)，繼續(xù)在修道院任職，并利用業(yè)余時間開始了長達12年的植物雜交試驗。在孟德爾從事的大量植物雜交試驗中，以豌豆雜交試驗的成績最為出色。經過整整8年（1856-1864）的不懈努力，終于在1865年發(fā)表了《植物雜交試驗》的論文，提出了遺傳單位是遺傳因子（現(xiàn)代遺傳學稱為基因）的論點，并揭示出遺傳學的兩個基本規(guī)律——分離規(guī)律和自由組合規(guī)律。這兩個重要規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和提出，為遺傳學的誕生和發(fā)展奠定了堅實的基礎，這也正是孟德爾名垂后世的重大科研成果。1864年由于嚴重的蟲災（像甲蟲）和其它屬植物試驗的意外結果孟德爾被迫放棄了豌豆研究。1871年他被選為他所在的修道院院長后由于行政事務的糾纏便完全停止了一切雜交研究。1884年他因腎炎去世，年僅62歲。又經過了16年全世界才意識到他的發(fā)現(xiàn)的偉大意義。第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一豌豆:孟德爾選用豌豆作為實驗材料的理由：(1).具有穩(wěn)定的可以區(qū)分的形狀；(2).自花授粉植物，而且閉花授粉；(3).豌豆豆莢成熟后度留在豆莢，便于各種類型籽粒的準確計數第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一如：正交:P1/P2;反交P2/P1;親本（代）P1親本（代）P2F1××F2子一代(雜種一代)

子二代(雜種二代)×親本（代）P測交測交一代雜交自交第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一雜交過程第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一性狀是生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特征的總稱。這種形態(tài)特征和生理特性，能從親代遺傳給子代。①.單位性狀（unittrait）:個體表現(xiàn)的性狀總體區(qū)分為各個單位之后的性狀。例如：豌豆的花色、種子形狀、株高、子葉顏色、豆莢形狀及豆莢顏色（未成熟）。性狀(character,trait)

：第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一②.相對性狀（contrastingtrait）：

指同一單位性狀的相對差異。

如紅花與白花、高稈與矮稈等。

利用具有相對性狀的個體雜交后

可以對其后代的遺傳表現(xiàn)進行對比

分析和研究分析其遺傳規(guī)律。第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一圓/皺

黃/綠紅/白飽滿/不飽滿

綠/黃

腋生/頂生

高/矮

第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一我們實驗室最新育成高營養(yǎng)大胚新品種大胚新品種嘉花1號秀水09第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一顯性和隱性性狀：(1).F1性狀表現(xiàn)一致，只表現(xiàn)一個親本性狀，另一個親本性狀隱藏。

顯性性狀：F1表現(xiàn)出來的性狀；

隱性性狀：F1未表現(xiàn)出來的性狀。(2).F2分離：一些植株表現(xiàn)出這一親本性狀，另一些植株表現(xiàn)為另一親本性狀說明隱性性狀未消失。(3).F2群體中顯隱性分離比例大致為3:1。第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一基因型和表現(xiàn)型1.

基因型(genotype)又稱遺傳型：個體的基因組合即遺傳組成；

如花色基因型CC、Cc、cc。2.

表現(xiàn)型(phenotype)：生物體所表現(xiàn)的性狀。又稱表型如紅花、白花內在基礎環(huán)境外在表現(xiàn)

基因型表現(xiàn)型

（根據表現(xiàn)型決定）3.

基因型、表現(xiàn)型與環(huán)境的關系：基因型

環(huán)境

表現(xiàn)型。4.等位基因：位于同源染色體對等位點上的成對基因。

5.復等位基因：指一個群體中在同源染色體的相同位點上可能存在的三個或三個以上等位基因的總稱。

第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

基因型類型：(1).

純合基因型（homozygousgenotype）：

或稱純合體，成對基因相同，純質結合。如CC、cc。(2).

雜合基因型（heterozygousgenotype）：

成對基因不同，為雜質結合。如Cc或稱雜合體。雖然Cc與CC的表現(xiàn)型一致，但其遺傳行為不同。可用自交鑒定：

CC純合體

穩(wěn)定遺傳；

Cc

雜合體

不穩(wěn)定遺傳；

cc

純合體

穩(wěn)定遺傳。第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一一、分離定律

1.性狀的顯隱性和分離現(xiàn)象

P

紅花

×白花

F1

紅花

F2

紅花：白花

705：2243：1P=Parent(親本)G=Gamete(配子)F1:雜種一代F2:雜種一代自交后代第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一結果：7對相對性狀的試驗結果相同（表2－1）第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2.孟德爾假設（P8）雄配子雌配子基因型表現(xiàn)型P=Parent(親本)G=Gamete(配子)F1:雜種一代F2:雜種一代自交后代1.2345,6,獨立分離77第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一3.孟德爾假設的驗證P純種紅花

×純種白花

CC

ccF1代測交紅花

×白花

Cccc

紅花白花測交一代Cccc85:811:1第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一4.分離定律的實質P

CC

×cc

G

C

cF1

Cc

G

C

減數分裂c等位基因間彼此分離配子配子減數分裂第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一5.配子形成時發(fā)生分離的證明基因型：

1CC:2Cc:1cc表現(xiàn)型：

3紅:1白P非糯×糯

WxWxwxwx

F1非糯

WxwxG1Wx:1wx

非糯：WxWx含直鏈淀粉遇I-IK呈藍黑色糯：wxwx含支鏈淀粉遇I-IK呈紅褐色♀♂ccCCCcCcccCC第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一分離比實現(xiàn)的條件(P16):雌雄配子受精機會均等；子一代形成數目相等的配子數，兩類配子發(fā)育良好；受精后各基因型的合子成活率均等；顯性作用完全，不受其它基因影響而改變作用方式，

即簡單的顯隱性；研究的生物體必須是二倍體(2n)，相對性狀差異明顯；雜種后代處于相對一致的條件下，試驗群體大。第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一DDDDDD3倍體（3n）DDD

ddd×F1DDdd2DddDdF23:1很復雜16:12D-：dd

（ddd，dddd）P1P2自交第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一載有孟德爾新發(fā)現(xiàn)的布隆學會會刊被寄往115個單位的圖書館，包括英國皇家學會和林奈學會。孟德爾自己保存了40份這篇文章的復制品。后來我們知道除了別的學者以外，他還將之寄給兩位知名的植物學家：A．KernervonMarilaun（他以移植試驗而聞名）和內格里（當時的著名植物學家之一，孟德爾認為他是植物雜交的專家）。自此以后孟德爾即經常與內格里通信，可惜只有孟德爾的信被保存了下來。內格里顯然并不了解孟德爾的論點，而更可能的倒是反對他的論點。內格里不僅沒有鼓勵孟德爾反而是適得其反，他并沒有介紹孟德爾在有名的植物學雜志上發(fā)表他的結果以便引起更多的人注意。反之，他卻讓孟德爾采用山柳菊（Hieracium）進行試驗來檢驗其遺傳學說，現(xiàn)在了解山柳菊屬植物中單性生殖（無配生殖）很普遍，使試驗結果和孟德爾的學說不一致。第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一二、自由組合規(guī)律

1.兩對相對性狀的遺傳實驗

P黃滿(圓)×綠皺

(子葉)(籽粒)↓(子葉)(籽粒)F1

黃滿↓

F2

黃滿黃皺綠滿綠皺實際種子數31510110832

分離比9:3:3:1

黃:綠=(315+101):(108+32)

滿:皺=(315+108):(101+32)

=416:140=423:123

=3:1=3:1第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

P黃滿

YYRR×yyrr綠皺

GYRyrF1YyRrF2

♀♂YRYryRyrYRYYRR

YYRr

YyRR

YyRrYrYYRr

YYrr

YyRr

YyrryRYyRR

YyRr

yyRR

yyRr

yrYyRr

Yyrr

yyRr

yyrr

基因型

1YYRR1YYrr1yyRR1yyrr2YYRr2Yyrr

2yyRr2YyRR4YyRr

表型9黃滿:3黃皺:3綠滿:1綠皺

第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一P黃滿×綠皺

YYRRyyrr

F1代測交黃滿×

綠皺

YyRryyrr測交一代♀

♂

YRYryRyryrYyRrYyrryyRryyrr

黃滿黃皺綠滿綠皺1：1：1：1第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2.自由組合定律的實質PYY

yyRR

rr

GYRy

r

Y

yRr

Y

yRr

YRY

r

yRyr

等位基因間彼此分離非等位基因間自由組合第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一3.多基因雜種的遺傳表現(xiàn)

基因對數F2代表型數F1代雜種配子數F2代基因型數F1代配子的組合數分離比1234::n24816::2n24816::2n392781::3n41664256::4n(3+1)1(3+1)2(3+1)3(3+1)4::(3+1)n第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一三.統(tǒng)計學原理在遺傳學研究中的應用1.概率的應用概率的兩個基本定律第一定律（乘法定理）：兩個或兩個以上的獨立事件同時發(fā)生的概率等于每個事件各自發(fā)生時概率的乘積。

獨立事件：一個事件（A）的發(fā)生并不排斥另一個事件（B）的出現(xiàn)，這兩個事件互為獨立事件。

A事件發(fā)生的概率P（A）B事件發(fā)生的概率P（B）

P（A+B）=P（A）×P（B）如有n個事件（同時發(fā)生）

P（A+B+C+‥‥‥

+n）

=P（A）×P（B）×P（C）×‥‥‥

×P（n）如：豌豆形狀與顏色第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

第二定律（加法定理）：兩個或兩個以上互斥事件出現(xiàn)的概率是它們各自概率之和

互斥事件：一個事件（A）的發(fā)生將排斥另一事件（B）的出現(xiàn)，這兩個事件互為互斥事件

A事件發(fā)生的概率P（A）B事件發(fā)生的概率P（B）

P（A×B）=P（A）+P（B）

如有n個事件

P（A

×B

×C

×‥‥‥

×n）

=P（A）+P（B）+P（C）+‥‥‥+P（n）如：豌豆顏色：黃色與白色第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

基因型Aa的親本可產生2種配子A.和a.

（1）對不同的配子來說A和a互為獨立

P（A）=1/2P（a）=1/2

（2）對同一配子來說A和a為互斥事件

P（Aa)=P(A)+P(a)=1/2+1/2=1AA個體的概率=P(A+A)=P(A)×P(A)=1/2×1/2=1/4Aa個體的概率=P(A+a)=P(A)×P(a)=1/2×1/2=1/4aA個體的概率=P(a+A)=P(a)×P(A)=1/2×1/2=1/4互斥事件：Aa個體的概率=P(A+a)+P(a+A)=1/4+1/4=1/2aa個體的概率=P(a+a)=P(a)×P(a)=1/2×1/2=1/4第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一基因型AaBb親本可產生ABAbaBab四種配子（1）AB配子的概率：P（A）=1/2P（B）=1/2P（A+B）=P（A）×P（B）=1/2×1/2=1/4

（2）Ab配子的概率：P（A）=1/2P（b）=1/2

P（A+b）=P（A）×P（b）=1/2×1/2=1/4

（3）aB配子的概率：P（a）=1/2P（B）=1/2

P（a+B）=P（a）×P（B）=1/2×1/2=1/4

（4）ab配子的概率：P（a）=1/2P（b）=1/2

P（a+b）=P（a）×P（b）=1/2×1/2=1/4

第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一在AaBb×AaBb雜交后代中，AaBb個體出現(xiàn)的概率

Aa×AaAa的概率=P(A+a)+P(a+A)=1/4+1/4=1/2

Bb

×BbBb的概率=P(B+b)+p(b+B)=1/4+1/4=1/2

（獨立事件）

所以：AaBb的概率=1/2×1/2=1/4在AaBbCc×AaBbCc雜交后代中,AABbCc個體出現(xiàn)的概率

Aa×AaAA的概率=P(A+A)=1/4Bb

×BbBb的概率=P(B+b)+P(b+B)

=1/4+1/4=1/2Cc×CcCc的概率=P(C+c)+P(c+C)

=1/4+1/4=1/2（獨立事件）

所以：AABbCc的概率=1/4×1/2×1/2=1/16第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一從基因型AABbCcDd個體產生ABCD配子的概率

P(A)=1P(B)=1/2P(C)=1/2P(D)=1/2

（獨立事件）：P(A+B+C+D)=1×1/2×1/2×1/2=1/8

該雜合體(AABbCcDd)自交，后代基因型為AABBCCDD個體的概率

P=1×1/4×1/4×1/4=1/64

后代表現(xiàn)型為A_B_C_D_個體的概率

P=1×3/4×3/4×3/4=27/64第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

棋盤法:AABB×aabb

↓

AaBb

↓

♀♂ABAbaB

ab

ABAABBAABbAaBBAaBb

AbAABbAAbbAaBbAabb

aBAaBBAaBbaaBBaaBb

abAaBbAabbaaBbaabb第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一分枝法：（1）YyRr×YyRr

Yy

×YyRr

×Rr基因型

1RR----1YYRR表型

3滿

--9黃滿

1YY2Rr----2YYRr3黃

1rr----1YYrr1皺

--3黃皺

1RR----2YyRR2Yy2Rr----4YyRr3滿

--3綠滿

1rr----2Yyrr11綠

1RR----1yyRR1皺

--1綠皺

1yy2Rr----2yyRr1rr----1yyrr第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一（2）AaBBcc

×AABbCc

Aa

×AA

BB

×Bbcc

×Cc基因型：1BB1Cc---1AABBCc1AA----1cc___1AABBcc1Bb1Cc__1AABbCc1cc___1AABbcc1Cc---1AaBBCc

1BB

1cc___1AaBBcc1Aa

—

1Cc___1AaBbCc1Bb1cc___1AaBbcc第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一表型：

Aa

×AABB

×Bbcc

×CcC----A_B_C_A_B_cc---A_B_cc第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2.二項式展開

很多遺傳學問題不單是某一事件出現(xiàn)的概率，有時也牽涉到某種事件組合出現(xiàn)的概率。例如Aa×aa交配，有兩個子裔(代)，要知道這兩個子裔具有某種遺傳組成的概率第一個子裔第二個子裔概率

AaAa1/2×1/2=1/4Aaaa1/2×1/2=1/4aaAa1/2×1/2=1/4

aaaa1/2×1/2=1/4第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一如不管次序先后

兩個子裔都是Aa的概率=1/4,

一個子裔是Aa,另一個子裔是aa的概率=2/4，

兩個子裔都是aa的概率=1/4，這個分布型式是1：2：1，是二項分布（p+q)2

的系數如果是三個子裔，要推算3個子裔間基因型的各種組就相當于（p+q)3的展開。四個子裔依次類推。如果不考慮出現(xiàn)的順序，基因型或表型的每一特定組的概率可從二項分布的通項公式算出：第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一二項式分布通式

n!Ps

q

n-s

s!(n-s)!n：子代的數目

s：某一基因型或表型的子代數

P：這種基因型或表型出現(xiàn)的概率

q：另一種基因型或表型出現(xiàn)的概率

n–s：另一種基因型或表型的子代數第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一（1）Aa×aa的交配中產生四個子（后代）代,問這四個個體的基因型都是Aa的概率是多少?解:Aa×aa1Aa:1aaAaP=1/2aaq=1/2n為總數=4s

為Aa=4n-s為aa=0代入二項分布通式

n!Ps

q

n-s

s!(n-s)!

P=p4q4-4=1/16

4!

4!(4-4)!第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

例如XX(女)×XY(男)結婚，有兩個子女裔，要知道這兩個子裔具有某種遺傳組成的概率第一個子女第二個子女概率

XYXX1/2×1/2=1/4

10個子女都是男生的概率？第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一(2)豚鼠中顯性基因C控制黑色,隱性基因c控制白化Cc×Cc的交配中產生7個子（后代）代,問7個個體中4個黑色三個白化的概率是多少?解:Cc×Cc1CC:2Cc:1cc黑色p=3/4白色q=1/4n=7

s=4n-s=3代入二項分布通式

P=psqn-sP=(3/4)4(1/4)7-4

=0.173n!

s!(n-s)!

7!4!(7-4)!第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一(3)有一物種具有7對同源染色體,配子中含7條染色體,問這7條染色體中3條來自父方,4條來自母方的概率是多少?解:

母方p=1/2

父方q=1/2n=7s=4n–s=3代入二項分布通式

P=psqn-sn!

s!(n-s)!P=(1/2)4(1/2)7-4

=0.2743

7!4!(7-4)!P=(1/2)4(1/2)7-4

=0.2743第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一3適合度測驗計算實得比數對理論比數的適合度水稻中有的對白葉枯病有抗性（顯性）有的對白葉枯病敏感（隱性），現(xiàn)設兩株水稻雜交如下：抗性植株Ss×敏感植株ss

↓

得到20個植株，其中14株是抗性，6株是敏感問：實得比數與理論比數適合的程度如何？

P=20!(1/2)14(1/2)6

14!6!=0.037

即每100次實驗中大約有3，4次這樣的結果。第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一4.用2

來

測定適合度

—

總和

O

—實際值（實得數）

C(E)—理論值（預期數）

X2值大，P值小X2值小，P值大

P<0.05,實際值和理論值間差異顯著

P<0.01,實際值和理論值間差異極顯著(o-c)2c

X2=∑第48頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第49頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一

在番茄中,紫莖和綠莖,缺刻葉和馬鈴薯葉是兩對相對性狀.顯性基因A控制紫莖,基因型aa是綠莖。顯性基因C控制缺刻葉，基因型cc是馬鈴薯葉。表現(xiàn)型為紫莖馬鈴薯葉的植株和綠莖缺刻葉的植株雜交，結果如下：

紫莖

紫莖

綠莖

綠莖

缺刻葉馬鈴薯葉缺刻葉馬鈴薯葉

70918677問：這一雜交結果是否符合自由組合規(guī)律？第50頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一（1）假設這一雜交結果符合自由組合規(guī)律則：