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第四章 孟德尔遗传 第一节 分离规律 一、孟德尔的豌豆杂交试验性状：生物体所表现的形态特征和生 理特性的总称 单位性状：每一个具体性状相对性状：同一单位性状在不同个体 间所表现出来的相对差异 P 红花红花 白花白花 白花白花 红花红花 F1 红花红花 红花红花 F2 红花红花 ：白花：白花 红花红花 ：白花：白花 3 ：1 3 ：1 正交正交 反交反交图图 4 41 1 豌豆花色的遗传豌豆花色的遗传 显性性状：F1表现出来的性状隐性性状：F1未表现出来的性状性状分离：显性性状和隐性性状 都同时表现出来 二、分离现象的解释 孟德尔提出遗传性状是由遗传 因子决定的，遗传因子在体细胞内是成对的 C-红花-显性因子C-白花-隐性因子 图图4 42 2 孟德尔对分离现象的解释孟德尔对分离现象的解释 基因型：个体的基因组合 CC、Cc、cc 表现型：生物体所表现的性状 红花、白花 纯合基因型：等位基因一样 CC、cc 纯合体杂合基因型：等位基因不同 Cc、-杂合体三、分离规律的验证 实质：成对的基因(等位基因)在配子形成过程中彼此分离，互不干扰，因而配子中只具有成对基因的一个 1、测交法 测交：被测验的个体与隐性纯 合个体间的杂交所得的后代为测交子代，Ft 红花红花 白花白花 红花红花 白花白花 P CC cc Cc cc 配子配子 C c C c c Ft Cc红花红花 红花红花Cc cc白花白花 1 ：1 图图4 43 3 豌豆红花和白花一对基因的分离豌豆红花和白花一对基因的分离 2 2、自交法、自交法3、F1花粉鉴定法*玉米籽粒：糯性、非糯性*受一对等位基因控制的，分 别控制着籽粒及其花粉粒中 的淀粉性质*非糯性：直链淀粉，Wx，蓝黑色 糯性：支链淀粉，wx 红棕色F1(Wxwx)花粉 红棕色：蓝黑色=1：1第二节 独立分配规律 一、两对相对性状的遗传 为了研究两对相对性状的遗传，孟德尔仍以豌豆为材料，选取具有两对相对性状差异的纯合亲本进行杂交 P 黄色、圆粒 绿色、皱粒 F1 黄色、圆粒 F2 黄色 黄色 绿色 绿色 总数 圆粒 皱粒 圆粒 皱粒 实得粒数 315 101 108 32 556理论比例 9 ：3 ：3 ：1 16 图图4 45 5 豌豆两对性状的杂交试验豌豆两对性状的杂交试验 分别按一对性状进行分析：黄色：绿色 3：1 圆粒：皱粒 3：1 -仍然符合分离规律 -F2群体出现重组型个体 -(3：1)(3：1)=9：3：3：1 二、独立分配现象的解释 独立分配规律：控制不同相对性状的等位基因在配子形成过程中，这一对等位基因与另一对等位基因的分离和组合是互不干扰，各自独立分配到配子中去的 P 黄、圆YYRR 绿、皱yyrr 配子 YR yr F1 黄、圆YyRr YRYryRyr YRYYRR黄圆YYRr黄圆YyRR黄圆YyRr黄圆F2YrYYRr黄圆YYrr黄皱YyRr黄圆Yyrr黄皱 yRYyRR黄圆YyRr黄圆yyRR绿圆yyRr绿圆 yrYyRr黄圆Yyrr黄皱yyRr绿圆yyrr绿皱 图46 豌豆黄色、圆粒绿色、皱粒的F2分离图解 图图4 47 7 两对同源染色体及其载荷基因的独立分配示意图两对同源染色体及其载荷基因的独立分配示意图 三、独立分配规律的验证 1、测交法用F1与双隐性纯合体测交。当F1形成配子时，不论雌配子或雄配子，都有四种类型，即YR、Yr、yR、yr，而且出现的比例相等，即1：1：1：1 F1黄、圆YyRr 绿、皱yyrr 表43 豌豆黄色、圆粒 绿色、皱粒的F1和双隐性亲本测交的结果 配子YR YryRyr yr理论期望的测交后代YyRr黄圆 1Yyrr黄皱 1yyRr绿圆 1yyrr绿皱 1 实 际 测交结果F1母本F1父本3124272226252626 2、自交法按分离和独立分配规律，F2中推断：1/16 YYRR,yyRR,Yyrr,yyrrF3,不分离2/16 YyRR,YYRr,yyRr,Yyrr F3,3:14/16 YyRr-F3,9:3:3:1孟德尔的试验结果完全符合这一推论 四、多对基因的遗传 控制多对不同性状的等位基因，分别载于不同对的同源染色体上时，其遗传都符合独立分配规律。P YYRRCC yyrrcc F1 YyRrCc F2 27:9:9:9:3:3:3:127:9:9:9:3:3:3:164组合、8表型、27基因型杂合基杂合基 F F2 2表型表型 F F1 1配子配子 F F2 2基因基因 F F2 2组合组合 F F2 2表型表型因对数因对数 种类种类 型型 基因型基因型 比例比例 1 1 2 2 3 2 2 2 3 2 3:13:1 2 2 2 22 2 2 22 2 3 32 2 2 22 2 (3:1)(3:1)2 2 n n 2 2n n 2 2n n 3 3n n 2 2n n (3:1)(3:1)n n五、独立分配规律的应用 1、通过杂交造成基因重组，引 起生物丰富的变异类型，有 利于生物进化2、在杂交育种中有目的的组合 两个亲本的优良性状，预测 后代中优良性状组合的比例 P P 有芒抗病有芒抗病 无芒感病无芒感病 AARR AARR aarr aarrF F1 1 AaRr AaRr F F2 2 9A9A-R R-:3A:3A-rr:3aaRrr:3aaR-:1aarr:1aarr如在如在F F3 3希望获得希望获得1010个稳定遗传的无芒、抗病个稳定遗传的无芒、抗病(aaRR)(aaRR)株系，那么可以预计，在株系，那么可以预计，在F F2 2至少要选至少要选择择3030株以上无芒、抗病的植株，供株以上无芒、抗病的植株，供F F3 3株系鉴定株系鉴定 第三节 遗传学数据的统计处理 一、概率原理 概率：一定事件总体中某一事件可能出现的 机率 乘法定理：两个独立事件同时发生的概率等 于各个事件发生的概率的乘积 加法定理：两个互斥事件同时发生的概率 是各个事件各自发生的概率之和 互斥事件：某一事件出现，另一事件即被排 斥 二、二项式展开（自学）三、X2测验(Chi平方测验)在遗传学试验中，实际获得的各项数值与其理论值常具有一定的偏差。这种偏差究竟是属于试验误差造成的，还是真实的差异，通常用X2测验进行判断：(O-E)2 X2=-EO是实测值，E是理论值，是总和,有了值，有了自由度(用df表示，df=k1，k为类型数)，就可以查出P值 第四节 孟德尔规律的补充和发展 一、显隐性关系的相对性 1、显性现象的表现 完全显性：F1所表现的性状都和亲本之一完 全一样不完全显性：F1的性状表现是双亲性状的中 间型共显性：双亲性状同时在F1个体上表现出来镶嵌显性：双亲的性状在后代的同一个体 不同部位表现出来，形成镶嵌图式 2、显性与环境的影响（自学）二、复等位基因 在同源染色体的相同位点上，存在三个或三个以上的等位基因人类的ABO血型遗传，就是复等位基因遗传现象的典型例子 血 型 基 因 型 O IOIO A IAIA或IAIO B IBIB或IBIO AB IAIB 三、致死基因 当其发挥作用时导致个体死亡的基因显性致死基因：只有在隐性纯合时才能 使个体死亡。如植物中的白化基因显性致死基因：在杂合体状态时就可导 致个体死亡。如人的神经胶症基因 ，引起皮肤的畸形生长，严重的智 力缺陷，多发性肿瘤，该基因是杂 合的个体在很年轻时就丧失生命 四、非等位基因间的相互作用四、非等位基因间的相互作用 1、互补作用、互补作用两对独立遗传基因分别处于纯合显性或两对独立遗传基因分别处于纯合显性或杂合状态时，共同决定一种性状的发育杂合状态时，共同决定一种性状的发育。当只有一对基因是显性，或两对基因。当只有一对基因是显性，或两对基因都是隐性时，则表现为另一种性状都是隐性时，则表现为另一种性状 9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb 9 :7香豌豆 P 白花白花CCpp 白花白花ccPP F1 紫花紫花CcPp F2 9紫花紫花(C_P_)：7白花白花(3C_pp +3ccP_+1ccpp)返祖遗传:后代表现其野生祖先性 状的现象2 2、积加作用、积加作用 两种显性基因同时存在时产生一种性状两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时能分别表现相似的性状，单独存在时能分别表现相似的性状，两种显性基因均不存在时又表现第三种两种显性基因均不存在时又表现第三种性状性状 9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb 9 :6 ：13 3、重叠作用、重叠作用 不同对基因互作时，不同对基因互作时，不同的显性基因不同的显性基因对对表现型产生相同的影响，表现型产生相同的影响，F F2 2产生产生1515：1 1的比例的比例 9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb 15 ：14 4、显性上位作用、显性上位作用 上位性：上位性：两对独立遗传基因共同对一对两对独立遗传基因共同对一对 性状发生作用，其中一对基因对另性状发生作用，其中一对基因对另 一对基因的表现有遮盖作用一对基因的表现有遮盖作用下位性：下位性：后者被前者所遮盖后者被前者所遮盖上位显性基因：上位显性基因：起遮盖作用的基因如果起遮盖作用的基因如果 是显性基因是显性基因 9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb 12 :3 ：15 5、隐性上位作用、隐性上位作用 在两对互作的基因中，其中一对在两对互作的基因中，其中一对隐性隐性基因基因对另一对基因起上位性作用对另一对基因起上位性作用 9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb 9 ：3 ：46 6、抑制作用、抑制作用 在两对独立基因中，其中一对显性基在两对独立基因中，其中一对显性基因，本身并不控制性状的表现，但对因，本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的表现有抑制作用，称为另一对基因的表现有抑制作用，称为抑制基因抑制基因 9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb 13 ：3图图4 48 8 两对基因互作的模式图两对基因互作的模式图虚线表示合并的表现型，圆圈里数字表示各种比例数字虚线表示合并的表现型，圆圈里数字表示各种比例数字 基因内互作基因内互作：同一位点上：同一位点上的的 等位基因的相互作用等位基因的相互作用 显性、不完全显性、显性、不完全显性、隐隐 性性基因互作基因互作 基因间互作基因间互作：不同位点非：不同位点非等等 位基因相互作用位基因相互作用-上上位位 性、下位性性、下位性 五、多因一效和一因多效五、多因一效和一因多效 多因一效：许多基因影响同一个性状多因一效：许多基因影响同一个性状 的表现。的表现。玉米正常叶绿素的形成与玉米正常叶绿素的形成与50多对不同多对不同 的基因有关，其中的任何一对发生改变的基因有关，其中的任何一对发生改变，都会影响叶绿素的消失或改变，都会影响叶绿素的消失或改变一因多效一因多效：一个基因影响许多性状的：一个基因影响许多性状的 发育发育 往往是多个性状同时表现出来往往是多个性状同时表现出来
