第四章--遺傳的基本定律.ppt

1、第四章 遺傳的基本規(guī)律,第一節(jié) 遺傳的分離定律 第二節(jié) 遺傳的自由組合定律 第三節(jié) 遺傳的連鎖互換規(guī)律 第四節(jié) 概率知識在遺傳學中的應 用,遺傳學三大定律,4.1孟德爾及其孟德爾定律,分離規(guī)律與自由組合規(guī)律是1865年由孟德爾發(fā)現(xiàn)的，又稱為孟德爾第一，第二定律，1857-1865年，8年的時間內(nèi)，他以豌豆 為試驗材料，做了大量的雜交試驗。,豌豆相對性狀,4.1孟德爾及其孟德爾定律,在孟德爾之前，有不少的學者也做過雜交試驗，但均未總結(jié)出規(guī)律性的東西來，為什么只有孟德爾才獲得如此重大的發(fā)現(xiàn)呢？ 主要原因有： 1. 選用作為試驗材料的豌豆是一種嚴格的自花授粉植物，在開花之前，花藥已經(jīng)先裂開，進行了自

2、花授粉。這種閉花授粉的特性能嚴密防止外來花粉干擾 。,4.1孟德爾及其孟德爾定律,2. 豌豆具有明顯穩(wěn)定的遺傳性狀，不同類別的性狀易于區(qū)分開，如紅花品種后代全開紅花；白花品種后代全開白花；高莖豌豆6-7尺，矮莖豌豆1尺左右。 3. 試驗貫徹從簡單到復雜的原則，先研究一對相對性狀的差異，以后再同時研究多對相對性狀的差異。,4.1孟德爾及其孟德爾定律,4. 應用統(tǒng)計學方法，求出比例數(shù)進行分析，把遺傳現(xiàn)象建立在可計算的數(shù)的基礎(chǔ)之上。 5. 對親代，子一代，子二代等進行系譜記載。上述 這些方法稱為遺傳學研究的經(jīng)典方法。,一、基本概念 二、雜交試驗的符號表示 三、孟德爾的成敗與原因 四、單因子雜交試驗

3、五、遺傳因子假說 六、單因子雜交試驗現(xiàn)象解釋 七、遺傳因子假說（分離定律）的驗證 八、分離定律的細胞學基礎(chǔ) 九、分離定律的實質(zhì),一、基本概念 1、性狀：生物體所表現(xiàn)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理生化特征的總稱。 單位性狀：把生物體的性狀總體區(qū)分為各個單位才能進行詳細的研究，這樣區(qū)分開來的性狀就是一個單位性狀。 相對性狀： 同一單位性狀不同的表現(xiàn)類型。,雞冠的形狀,單片冠 胡桃冠 豌豆冠 玫瑰冠,相對性狀差異是遺傳研究的基礎(chǔ),Mendel每次試驗只注意一個單位性狀,（圖）,P 圓粒() 皺粒() F1 圓粒 F2 圓粒 3：1皺粒,二、雜交試驗的符號表示 P：親本(parent)，參與雜交的親本； ：母本，

4、提供雌配子（胚囊、卵細胞）的親本； ：父本，提供雄配子（花粉粒、精細胞）的親本； ：雜交（婚配）； F1：雜種第一代； ：自交（自花授粉或自體授精或純系內(nèi)各個體之間的雜交）； F2：雜種二代，F(xiàn)1自交得到的種子及其所發(fā)育形成的生物個體； F3 、F4 。,4.1.1孟德爾分離定律,圓滑 RR,皺縮 rr,圓滑 Rr,4.1.1孟德爾分離定律,圓滑 Rr,圓滑 Rr,圓滑 1RR 2Rr,皺縮 1rr,四、單因子雜交試驗,F1(雜種一代)的種子全部為圓粒； F2(雜種二代)有兩種類型的植株，一種結(jié)圓粒，一種結(jié)皺粒；并且圓粒植株與皺粒植株的比例接近3:1。,P 圓粒 X 皺粒 F1 圓粒 F2 圓

5、粒 皺粒 株數(shù) 5474 1850 比例 2.96 ： 1,七對相對性狀雜交試驗結(jié)果（表2.1）, F2：一種表現(xiàn)為顯性性狀，另一種表現(xiàn)為隱性性狀；并且表現(xiàn)顯性性狀與隱性性狀個體數(shù)之比接近3:1。 隱性性狀在F1中并沒有消失，只是被掩蓋了，在F2顯性性狀和隱性性狀都會表現(xiàn)出來，這就是性狀分離現(xiàn)象。,顯性性狀、隱性性狀、性狀分離現(xiàn)象,F1代個體(植株)均只表現(xiàn)親本之一的性狀，而另一個親本的性狀隱藏不表現(xiàn)。 相對性狀中，在F1代表現(xiàn)出來的相對性狀稱為顯性性狀，而在F1中未表現(xiàn)出來的相對性狀稱為隱性性狀。,4.1.1孟德爾分離定律,為了研究后代的遺傳表現(xiàn)，孟德爾將F1 代植株做自交，得F2代，統(tǒng)計結(jié)

6、果，正交反交結(jié)果都一致，F(xiàn)2代中性狀的分離比例接近3：1,4.1.1孟德爾分離定律,因此，皺縮性狀在子一代中雖不表現(xiàn)出來，但通過子一代自交，在子二代中又表現(xiàn)出來。孟德爾把這種性狀稱之為隱性性狀；而在子一代中表現(xiàn)出來的圓滑性狀稱之為顯性性狀。在子二代群體之中，既有圓滑植株又有皺縮植株出現(xiàn)，這樣的現(xiàn)象稱為分離現(xiàn)象，F(xiàn)2 群體稱為分離群體或分離世代。,4.1.1孟德爾分離定律4.1分離現(xiàn)象的解釋,孟德爾對此解釋有五個方面： 1.相對性狀由相對遺傳因子控制，現(xiàn)稱為基因。 2.遺傳因子在體細胞中是成對存在的，分別由父母本得來一個。 3.雜種在形成配子時，成對遺傳因子彼此分離，配子中僅含有成對因子中的任意

7、一個。,4.1.1孟德爾分離定律4.1分離現(xiàn)象的解釋,4.雜種產(chǎn)生不同類型的配子數(shù)目相等，1R:1r 由于配子的同等機會結(jié)合，后代出現(xiàn)1RR:2Rr:1rr 而1RR ,2Rr表現(xiàn)型不能分開，則有3：1的顯隱個體比例。 5.F1 體細胞的相對遺傳因子雖在同一體中，但并不發(fā)生融合，各自保持其獨立性。此為顆粒式遺傳理論，針鋒相對錯誤的融合式遺傳理論。,RR,rr,Rr,基因型與表現(xiàn)型： 基因型指遺傳組成，一般情況下，肉眼不能觀察，只能通過對基因的遺傳行為加以識別。 表現(xiàn)型指表現(xiàn)出來的性狀，可以觀察到的，或用物理，化學方法可以測定到的現(xiàn)象。,4.1.1孟德爾分離定律4.基因型與表現(xiàn)型,一種表現(xiàn)型可能

8、不止有一種基因型，子二代的紅花有RR,Rr兩種基因型，RR稱為純合體，顯性純合子；Rr稱為雜合子,rr稱為隱性純合體。 純合體屬于真實遺傳的個體，后代不發(fā)生分離；雜合體則不屬于真實遺傳，因為它的后代發(fā)生了分離現(xiàn)象！,圓滑 Rr,皺縮 Rr,五、遺傳因子假說,生物性狀是由顆粒性的遺傳因子（基因）決定， 每對相對性狀由一對等位基因控制。顯性性狀受顯性基因控制，而隱性性狀由隱性基因控制；只要成對遺傳因子中有一個顯性基因，生物個體就表現(xiàn)顯性性狀； 等位基因在體細胞內(nèi)成對存在，在配子中成單存在。體細胞中成對等位基因分別來自父本和母本。配子形成時，等位基因彼此分離，每個配子只得到等位基因中的一個。雜種產(chǎn)生

9、的不同配子數(shù)目相同，并且雌雄配子的結(jié)合是隨機的。,六、單因子雜交試驗現(xiàn)象解釋,圓粒, 皺粒,七、遺傳因子假說（分離定律）的驗證,遺傳因子僅是一個理論的、抽象的概念。當時孟德爾不知道遺傳因子的物質(zhì)實體是什么，如何實現(xiàn)分離。 遺傳因子分離行為僅僅是孟德爾基于豌豆7對相對性狀雜交試驗中所觀察到的F1 、F2個體表現(xiàn)型及F2性狀分離現(xiàn)象作出的一種假設。 正因為如此，從孟德爾雜交試驗到遺傳因子假說是一個高度理論抽象過程。所以當時幾乎沒有人能夠理解。如何對這一假說進行驗證呢？,(一)、測交法 (二)、自交法,(一)、測交法,用F1與隱性個體(隱性純合體)雜交，后代的表現(xiàn)型類型和比例就反映了雜種F1配子的種

10、類和比例，事實上也反映(測驗)了F1的基因型。,為了測驗個體的基因型，用被測個體與隱性純合體交配的雜交方式稱為測交(test cross)，其后代稱為測交后代(Ft)。 被測個體不僅僅是F1，可以是任一需要確定基因型的生物個體。,測交試驗結(jié)果 Mendel用雜種F1與圓粒親本測交，結(jié)果表明： 在166株測交后代中：85株結(jié)圓粒，81株結(jié)皺粒；其比例接近1:1。,結(jié)論：分離規(guī)律對雜種F1基因型(Rr)及其分離行為的推測是正確的。,八、分離定律的細胞學基礎(chǔ),等位基因分離的細胞學基礎(chǔ)就是： 成對的遺傳因子(等位基因)位于一對同源染色體上。 在減數(shù)分裂形成配子時，等位基因隨著同源染色體的分離而分離，分

11、別進入配子細胞中。 雜合體的性母細胞產(chǎn)生兩個不同的二分體細胞，分別進行減數(shù)第二分裂，每個雜種性母細胞產(chǎn)生含顯性基因和隱性基因的四分體細胞各兩個，其比例為1:1。,分離定律的細胞學基礎(chǔ),成對的遺傳因子（等位基因）在雜合狀態(tài)時，互不污染，保持獨立性，F(xiàn)1代在形成配子時，又按原樣各自分離到不同的配子中去；一般情況下，配子的分離比是1：1，F(xiàn)2代的基因型比例為1：2：1，表現(xiàn)型分離比為3：1。,九、分離定律的實質(zhì),4.分離規(guī)律驗證,1.測交：用隱性親本與雜種交配，目的是測定雜種的基因型。隱性純合體只產(chǎn)生一種隱性配子，不影響雜種個體產(chǎn)生的各種配子基因型的表現(xiàn)，因此，測交產(chǎn)生的子代的表型與比例反映了被測個體產(chǎn)生的配子的基因型種類及其比例。,被測個體 Rr,隱性個體 rr,4.分離規(guī)律驗證,2.自交： 自交是鑒定一植株基因型最好的方法，若自交后代不發(fā)生分離現(xiàn)象，該植株為純合體，反之為雜合體。 孟德爾在子二代表現(xiàn)為圓滑的植株中任其自交，觀察到有36株自交后代全為圓滑，有64株自交后代出現(xiàn)3圓滑：1皺縮