遗传的自由组合规律.ppt

关于遗传的自由组合规律1现在学习的是第1页，共46页2教学目的和要求：教学目的和要求：了解自由组合的遗传现象了解自由组合的遗传现象掌握自由组合规律的实质掌握自由组合规律的实质了解自由组合规律的验证方法了解自由组合规律的验证方法掌握统计学原理在遗传研究中的应用掌握统计学原理在遗传研究中的应用了解自由组合规律在理论和实践中的应用了解自由组合规律在理论和实践中的应用现在学习的是第2页，共46页3自由组合规律的遗传杂交试验自由组合规律的遗传杂交试验 孟德尔两对相对性状的杂交实验孟德尔两对相对性状的杂交实验 豌豆（豌豆（pisum sativum）P 黄色圆粒黄色圆粒 X 绿色皱粒绿色皱粒 F1 黄圆黄圆 F2 黄圆黄圆 绿圆绿圆 黄皱黄皱 绿皱绿皱 种子粒数种子粒数 315 108 101 32 556 比例比例 9 ：3 ：3 ：1现在学习的是第3页，共46页4 分分 析析从子叶颜色看从子叶颜色看 黄黄 315+101=416 74.8 3/4 绿绿 108+32=140 25.2 1/4从粒形看从粒形看 圆圆 315+108=423 76.1 3/4 皱皱 101+32=133 23.9 1/4 每一对相对性状的分离比例都接近每一对相对性状的分离比例都接近3：1 F2的分离比的分离比，恰似（，恰似（3：1）2现在学习的是第4页，共46页5 自由组合遗传现象的解释自由组合遗传现象的解释P 黄圆黄圆 X 绿皱绿皱 YYRR yyrr G YR yr F1 黄圆（黄圆（YyRr）F2 YR Yr yR yr YR YYRR YYRr YyRR YyRr Yr YYRr Yyrr YyRr Yyrr yR Yyrr YyRr yyRR yyRr yr YyRr Yyrr yyRr yyrr现在学习的是第5页，共46页6 结结 果果 黄圆：YYRR、2YYRr、2YyRR、4YyRr 黄皱：YYrr、2Yyrr 3 绿圆：yyRR、2yyRr 3 绿皱：yyrr 19现在学习的是第6页，共46页7 概念及实质概念及实质非等位基因：象非等位基因：象Y与与y，R与与r位于不同对的同源染色位于不同对的同源染色体上，控制着不同的相对性状的基因。体上，控制着不同的相对性状的基因。自由组合规律的实质：形成配子时同源染色体上自由组合规律的实质：形成配子时同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体的非等位基因以的等位基因分离，非同源染色体的非等位基因以同等的机会在配子中自由组合，这样，通过不同同等的机会在配子中自由组合，这样，通过不同基因型配子间的随机结合，便形成了基因型配子间的随机结合，便形成了F2的表现型的表现型比率。比率。现在学习的是第7页，共46页8 多对相对性状的遗传分析多对相对性状的遗传分析两对以上基因的遗传分析F1基因对数 配子类型数 F1配子组合数 F2基因型 F2表现型 F2分离比 1 21 41 31 21 3：1 2 22 42 32 22 （3：1）2 3 23 43 33 23 （3：1）3 4 24 44 34 24 （3：1）4 .n 2n 4n 3n 2n （3：1）n现在学习的是第8页，共46页9 自由组合规律的验证自由组合规律的验证测交验证法测交验证法F1 YyRr X yyrrG YR Yr yR yr yr表现型表现型 YyRr Yyrr yyRr yyrr 黄圆黄圆 黄皱黄皱 绿圆绿圆 绿皱绿皱比例比例 1 ：1 ：1 ：1F1 31 26 27 26F1 24 25 22 27现在学习的是第9页，共46页10自交验证法自交验证法 F2-F3，然后以，然后以F3反推反推F2 F2的组合可分为三类：的组合可分为三类：第一类第一类 YYRR、yyRR、YYrr、yyrr 自交后不再发生分离自交后不再发生分离第二类第二类 YyRR、YYRr、yyRr、Yyrr 一对稳定，另一对发生一对稳定，另一对发生3：1的分离的分离第三类第三类 YyRr 自交后发生自交后发生9：3：3：1的分离的分离现在学习的是第10页，共46页11 自由组合规律的机理自由组合规律的机理P YY X yy RR rrG YR yrF1 YyRrG Y y Y y R r r R YR Yr yR yr YR Yr yR yr 现在学习的是第11页，共46页12 统计学原理在遗传研究中的应用统计学原理在遗传研究中的应用概率（Probability）指某事件发生的可能性的大小，常以P来表示。概率的乘法定理：指两件独立的事情同时或相继发生，它们的概率是各自概率的乘积（交互事件）0-1之间概率的加法定理：指某一事件的出现会排斥另一事件的发生它们的概论是各自概率的和（互斥事件）其概率为1现在学习的是第12页，共46页13概率理论应用的两种方法概率理论应用的两种方法（1）棋盘法（Punnett squate）适用于杂交性状在1-2对P Aa X Aa 1/2A 1/2a 1/2A 1/4AA 1/4Aa 1/2a 1/4Aa 1/4aa现在学习的是第13页，共46页14 （2）分支法（）分支法（Branching)process）适用于杂交性状在两对以上 AaBbCc X AaBbCc 基因型1/4AA 。1/4BB 1/4CC 。2/4Aa 2/4Bb 2/4Cc 8/64AaBbCc 1/4bb 1/4cc 。1/4aa 27种现在学习的是第14页，共46页15分支法示表现型分支法示表现型v表现型 3/4C 27/64ABC 3/4B3/4A 1/c4 9/64ABc 1/4b 。3/4B 。1/4a 1/4b 8种现在学习的是第15页，共46页16 二项展开式的应用二项展开式的应用应用于某种事件的组合概率以抛硬币为例：1 2 字面向上 事件A 其概率为p 画面向上 事件B 其概率为q p=q=1/2现在学习的是第16页，共46页17 加法定理和乘法定理的应用加法定理和乘法定理的应用PAA=P.P=p2=(1/2)2=1/4P（AB,BA）=pq+qp=2pq=2x1/2x1/2=2/4PBB=q.q=q2=(1/2)2=1/4 (p+q)2=p2+2pq+q2 1/4AA+2/4AB+1/4BB现在学习的是第17页，共46页18Aa x aa杂交杂交,若只产生若只产生两个后代两个后代 后代1 后代2 p Aa Aa x =1/4 Aa aa x =1/4 aa Aa x =1/4 aa aa x =1/4 (p+q)2=p2+2pq+q2 若Aa x aa有三个后代 (p+q)3=1p3+3p2q+3pq2+1q3现在学习的是第18页，共46页19 通通 式式n！/S！（！（n-s）！）！psq（n-s）n：代表后代数目：代表后代数目 s：代表某一基因型（如：代表某一基因型（如a），或表型的），或表型的 后代数目后代数目 n-s：代表另一基因型（如：代表另一基因型（如aa），或表型的），或表型的 后代数目后代数目 p：代表某一基因型或表型出现的概率：代表某一基因型或表型出现的概率 q：代表另一基因型或表型出现的概率：代表另一基因型或表型出现的概率 ！：代表阶乘！：代表阶乘 注：！注：！现在学习的是第19页，共46页20 通通 式式Cmn=m！/n！（m-n）！C42=4！/2！（4-2）！=6扬辉三角 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1现在学习的是第20页，共46页21 X2测验（卡方测验）测验（卡方测验）Xn2=（d2/e）d=实得数实得数-理论数理论数e为理论值为理论值总和符号总和符号n为自由度为自由度现在学习的是第21页，共46页22 举举 例例 说说 明明例例1 两群果蝇两群果蝇 （40只）只）（200只）只）30 10 90 110 X2=10 X2=2 p1%10p20%差异显著差异显著 差异不显著差异不显著现在学习的是第22页，共46页23 关于自由度关于自由度 指在各项预期值决定后，实得数中有几项能够指在各项预期值决定后，实得数中有几项能够 变动。变动。例一：一个人穿两只鞋，先左后右，先右后左，只例一：一个人穿两只鞋，先左后右，先右后左，只有有2-1=1的选择机会。的选择机会。例二：填表格例二：填表格 100 小结：自由度总是比选择的可能数少小结：自由度总是比选择的可能数少1。同理：同理：1：1 和和3：1 n=1 1：2：1 n=2 9：3：3：1 n=340？现在学习的是第23页，共46页24 检检 验验 标标 准准P5%或或5%P10%差异不显著差异不显著 P5%差异显著差异显著 X2测验同样适用于两对或两对以上的基因分析测验同样适用于两对或两对以上的基因分析注：注：X2测验不能用于百分比测验不能用于百分比 如如 50只果蝇只果蝇44%，56%每一格的预期数不能少于每一格的预期数不能少于5。现在学习的是第24页，共46页25 第四节第四节 非等位基因的相互作用非等位基因的相互作用基本概念：基本概念：基因互作：非等位基因之间的相互影响、相互制约基因互作：非等位基因之间的相互影响、相互制约而共同控制某一性状的现象。而共同控制某一性状的现象。最早发现这种现象的人是英国的贝特森最早发现这种现象的人是英国的贝特森（Bateson）和潘乃特（）和潘乃特（Punnett）（见图例）（见图例）互作基因：象互作基因：象R与与P、r与与p这样的基因被称做互作这样的基因被称做互作基因。基因。现在学习的是第25页，共46页26 图图 例例鸡冠形状的遗传鸡冠形状的遗传P 玫瑰冠玫瑰冠 X 豌豆冠豌豆冠 RRpp rrPPF1 胡桃冠（胡桃冠（RrPp）F2 胡桃冠胡桃冠 豌豆冠豌豆冠 玫瑰冠玫瑰冠 单片冠单片冠 R-P-rrP-R-pp rrpp 9 ：3 ：3 ：1现在学习的是第26页，共46页27 非等位基因互作的类型非等位基因互作的类型总体上可分为互补、累加和抑制总体上可分为互补、累加和抑制互补作用：当两种基因处在显形纯合或杂合状态互补作用：当两种基因处在显形纯合或杂合状态时，能够共同决定某一新性状的发育，如果缺少时，能够共同决定某一新性状的发育，如果缺少任何一种显形基因，这一新性状就不得表现，这任何一种显形基因，这一新性状就不得表现，这种基因互作的类型，称为互补作用。种基因互作的类型，称为互补作用。互补基因：产生互补作用的基因。互补基因：产生互补作用的基因。现在学习的是第27页，共46页28 举举 例例例例1 香豌豆香豌豆P 白花白花 X 白花白花 CCpp ccPPF1 紫花（紫花（CcPp）F2 紫花紫花 白花白花 C-P-C-pp ccP-ccpp 9 ：7现在学习的是第28页，共46页29 例例2 鸡的抱窝习性鸡的抱窝习性P 不抱窝不抱窝 X 不抱窝不抱窝 AAcc aaCCF1 抱窝（抱窝（AaCc）F2 抱窝抱窝 不抱窝不抱窝 A-C-A-cc aaC-aacc 9 ：7现在学习的是第29页，共46页30累加作用（累加作用（additive effect）当两种显形基因单独存在时，能分别表现出一种当两种显形基因单独存在时，能分别表现出一种相似的性状，而当两种显形基因共同存在时，则相似的性状，而当两种显形基因共同存在时，则会使双方的作用累加在一起，从而表现出另一种会使双方的作用累加在一起，从而表现出另一种性状，这种基因互作的类型，称作累加作用。性状，这种基因互作的类型，称作累加作用。（见图例）（见图例）现在学习的是第30页，共46页31 例例1 南瓜果型的遗传南瓜果型的遗传P 圆球形圆球形 X 圆球形圆球形 AAbb aaBBF1 扁盘形（扁盘形（AaBb）F2 扁盘形扁盘形 圆球形圆球形 长形长形 9A-B-3A-bb 3aaB-1aabb 9 ：6 ：1现在学习的是第31页，共46页32 例例2 小麦杆形的遗传小麦杆形的遗传P 半矮杆半矮杆 X 半矮杆半矮杆 sd1sd1Sd2Sd2 Sd1Sd1sd2sd2F1 高杆高杆 Sd1sd1Sd2sd2F2 高杆高杆 半矮杆半矮杆 矮杆矮杆 Sd1-Sd2-3sd1sd1Sd2-sd1sd1sd2sd2 3Sd1-sd2sd2 9 ：6 ：1现在学习的是第32页，共46页33重叠作用（重叠作用（duplicate effect）当两种或两种以上的显形基因互作时，对表型能产生当两种或两种以上的显形基因互作时，对表型能产生相同的影响，并且，只要有一种显形基因存在，这个相同的影响，并且，只要有一种显形基因存在，这个性状就能表现出来，这种基因互作的类型叫重叠作用。性状就能表现出来，这种基因互作的类型叫重叠作用。而这类表现作用相同的基因，叫重叠基因。而这类表现作用相同的基因，叫重叠基因。（见图例）（见图例）现在学习的是第33页，共46页34 例例 荠菜角果的遗传荠菜角果的遗传P 三角形三角形 X 卵形卵形 T1T1T2T2 t1t1t2t2F1 三角形（三角形（T1t1T2t2）F2 三角形三角形 卵形卵形 9T1-T2-3T1-t2t2 t1t1t2t2 3t1t1T2-15 ：1现在学习的是第34页，共46页35累加与重叠的关系：累加与重叠的关系：能起到累加与重叠作用的基因为同效基因能起到累加与重叠作用的基因为同效基因同效基因有定性、定量的差别，如果一个显形同效基同效基因有定性、定量的差别，如果一个显形同效基因就能得到完全表现称为重叠（因就能得到完全表现称为重叠（15：1）；如果一个）；如果一个显形同效基因的存在只能发挥部分作用则称为累加（显形同效基因的存在只能发挥部分作用则称为累加（9：6：1）现在学习的是第35页，共46页36 相互抑制类型：相互抑制类型：一对等位基因（一对等位基因（Aa）的显隐性关系叫显形或隐）的显隐性关系叫显形或隐性，而不同对的等位基因之间的显隐性关系，性，而不同对的等位基因之间的显隐性关系，通常用上位或下位来表示。通常用上位或下位来表示。上位（上位（epistasis）“站在上面站在上面”如如A压倒了压倒了B-，bb 显性上位显性上位 aa压倒了压倒了B-，bb 隐性上位隐性上位现在学习的是第36页，共46页37 例例1 狗毛色的遗传狗毛色的遗传P 褐色褐色 X 白色白色 bbii BBIIF1 白色（白色（BbIi）F2 白色白色 黑色黑色 褐色褐色 9B-I-3bbIi 3B-ii bbii 12 ：3 ：1现在学习的是第37页，共46页38 例例2 西葫芦皮色的遗传西葫芦皮色的遗传P 白皮白皮 X 绿皮绿皮 WWYY wwyyF1 白皮（白皮（WwYy）F2 白皮白皮 黄皮黄皮 绿皮绿皮 9W-Y-3W-yy 3wwY-wwyy 12 ：3 ：1现在学习的是第38页，共46页39例例3（隐）家鼠毛色的遗传（隐）家鼠毛色的遗传P 黑色黑色 X 白色白色 RRCC rrccF1 黑色（黑色（RrCc）F2 黑色黑色 浅黄色浅黄色 白化白化 R-C-rrC-3R-cc 1rrcc 9 ：3 ：4现在学习的是第39页，共46页40抑制作用：抑制作用：显形基因抑制了另一对基因的显形效应显形基因抑制了另一对基因的显形效应例：家鸡羽色的遗传例：家鸡羽色的遗传P 白羽白羽 X 白羽白羽 iicc IICCF1 白羽（白羽（IiCc）F2 白羽白羽 有色羽有色羽 9I-C-3I-cc 1iicc 3iiC-13 ：3注：注：“I”为抑制基因为抑制基因现在学习的是第40页，共46页41非等位基因互作的机理非等位基因互作的机理例：玉米籽粒糊粉层例：玉米籽粒糊粉层 A C R D A B C D E ABC D E 无色无色 红色红色 紫色紫色Genotype：AACCRRpp 红色红色 AACCRrPp 紫色紫色 aaccRRPP 无色无色现在学习的是第41页，共46页42基因作用与性状表现基因作用与性状表现多因一效（多因一效（mutltigenie effect）：指某一性状的）：指某一性状的发育受许多基因的控制。发育受许多基因的控制。例：玉米叶绿素的形成涉及到例：玉米叶绿素的形成涉及到50个不同位置的基因；个不同位置的基因；国蝇眼睛的颜色，至少受到国蝇眼睛的颜色，至少受到40个不同位置基因的影个不同位置基因的影响。响。“主基因主基因”与基因型与基因型一因多效一因多效（pleitropism）：）：即一个基因影响多个性即一个基因影响多个性状的表现。）（见图例）状的表现。）（见图例）现在学习的是第42页，共46页43图例：家鸡翻毛基因图例：家鸡翻毛基因卷羽卷羽散热量增加散热量增加适应气温变化能力低适应气温变化能力低 体温较低体温较低代谢速率增加代谢速率增加 心跳加快心跳加快 食量增加食量增加 肾上腺、甲状腺异常肾上腺、甲状腺异常 血量增加血量增加 嗉囊、砂囊、嗉囊、砂囊、生殖腺异常生殖腺异常 小肠、胰、肾等扩大小肠、胰、肾等扩大 脾脏扩大脾脏扩大 血成分改变血成分改变 生殖力降低生殖力降低现在学习的是第43页，共46页44自由组合规律在理论和实践中的应用自由组合规律在理论和实践中的应用理论上的意义：自由组合规律表明，一个杂合子理论上的意义：自由组合规律表明，一个杂合子的个体，不论在配子形成还是在受精过程中，都的个体，不论在配子形成还是在受精过程中，都在基因分离的基础上进行随机组合。是生物多样在基因分离的基础上进行随机组合。是生物多样性的基础，同时也有利于进化。性的基础，同时也有利于进化。杂交育种方面的意义杂交育种方面的意义 利用基因分离和重组的原理，可大大增加育种工作利用基因分离和重组的原理，可大大增加育种工作的计划性与预见性。的计划性与预见性。（见图例）（见图例）现在学习的是第44页，共46页45图例：两个番茄品种图例：两个番茄品种P 抗病、黄果肉抗病、黄果肉 X 染病、红果肉染病、红果肉 ssrr SSRRF1 SsRrF2 9/16S-R-3/16ssRr 3/16S-rr 1/16ssrrF3 1/3ssRR 2/3ssRr问：要想从问：要想从F3中得到中得到5株株ssRR的纯合个体的纯合个体，需种植，需种植F2代的最小群体是多少？代的最小群体是多少？现在学习的是第45页，共46页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第46页，共46页