遗传学4孟德尔遗传.pptx

为什么孟德尔从他著名的豌豆杂交为什么孟德尔从他著名的豌豆杂交试验中能推导出遗传的两大规律试验中能推导出遗传的两大规律?选材好精心设计:采用相对性状有差异的植株;采用因子分析法.第1页/共183页采用了正确的试验分析法独特的思维方式:先简后难;动用了假设推理首创了测交法进行验证其他主客规因素:主观;客观第2页/共183页孟德尔规律长期不被接受的原因1 1达尔文于达尔文于18591859年发表的自然选择学说及其所引起的争论吸引了过多的年发表的自然选择学说及其所引起的争论吸引了过多的注意力；注意力；2 2 而孟德尔在科学界是一个籍籍无名之辈；而孟德尔在科学界是一个籍籍无名之辈；3 3他的研究表明遗传因子与性状在世代间的稳定传递，与当时进化论强他的研究表明遗传因子与性状在世代间的稳定传递，与当时进化论强调的生物界广泛变异的思想也似乎并不相吻合。调的生物界广泛变异的思想也似乎并不相吻合。第3页/共183页4孟德尔思想的超前性。颗粒遗传观念、统计分析方法、严密的逻辑思维等都超出了同时代学者们的理解和接受能力。遗传因子仅仅是一个抽象概念。当时对生物有性生殖过程及其机制知之基少，5孟德尔本人对其理论普遍适用性的研究遇到挫折。由于他在材料选择上的不幸，结果他并不能用遗传因子假说来解释蜜蜂、山柳菊属植物等的遗传现象。第4页/共183页6而在材料的选择上，受到学术权威的影响很大程度上是受到一个当时的学术权威慕尼黑大学植物学教授耐格里的影响。7自我都怀疑其理论的正确性连他自己都怀疑期理论的正确性或适用范围；尽管对豌豆的7对相对性状的试验是完全能够自圆其说。第5页/共183页孟德尔规律的重新发现与证实1900年，孟德尔规律重新发现并被广泛接受。首先，自然选择学说的地位已经基本确立。人们在对其进行完善的同时必首先，自然选择学说的地位已经基本确立。人们在对其进行完善的同时必然将注意力放到然将注意力放到生物性状变异的产生和传递生物性状变异的产生和传递这一遗传学问题上来这一遗传学问题上来；其次，细胞学对生物有性生殖的研究取得重要进展其次，细胞学对生物有性生殖的研究取得重要进展；再者，分别以不同的生物为研究对象，重复孟德尔的杂交试验，得到相似再者，分别以不同的生物为研究对象，重复孟德尔的杂交试验，得到相似的结果，可用遗传因子假说解释，表明孟德尔遗传因子假说及其分离规律的结果，可用遗传因子假说解释，表明孟德尔遗传因子假说及其分离规律是绝大多数有性生殖生物性状遗传的基础是绝大多数有性生殖生物性状遗传的基础(普遍性普遍性)。第6页/共183页一些相关术语:1.性状:生物的不同形态特征和生理生化特性的统称.2.遗传性状:能从亲代传给子代的性状.3.不遗传性状:不能遗传的性状.4.质量性状:在可遗传的性状中,由一对或少数几对基因所控制的,在后代的变异呈现非连续性的性状.5.数量性状:在可遗传的性状中,由微效多基因控制的,在后代的变异中呈现连续性,不易分组的性状.第7页/共183页6.单位性状:被区分开来的每一个具体的性状.7.相对性状:有相对差异的单位性状.8.显性性状:相对性状杂交,杂种一代所表现出来的亲本之一的性状.9.隐性性状:相对性状杂交,杂种一代没有表现,在二代表现出来的亲本之一的性状.10.非相对性状:除相对性状外,任何两个性状之间都称为非相对性状.第8页/共183页11.杂交:两个具有不同遗传性状的品种或类型人为使其雌雄配子结合的过程.12.母本:有性杂交中接受雄配子的一方.13.父本:有性杂交中提供配子的一方.14.亲本:用于杂交的双方均称作亲本.P15.杂种后代:杂交之后产生的后代个体.F116.自交:相同品种的生物个体的雌雄配子的结合.17.个体:每一个亲本,后代或单株.18.系统:由个体产生的后代群体.第9页/共183页19.品系:起源于同一祖先的遗传性稳定的群体.20.品种:具有一定的经济价值,遗传性比较一致的生物类型.21.正交与反交:一对杂交亲本相互杂交称为正交;将其亲本(父母本)调换,进行杂交称为反交22.回交：杂交一代与亲本之一的杂交过程23.测交：杂交一代与纯合隐性亲本进行的杂交。第10页/共183页第一节分离规律一、孟德尔的碗豆杂交试验二、分离现象的解释三、表现型和基因型四、分离规律的验证五、分离比例实现的条件六、分离规律的应用第11页/共183页孟德尔的碗豆杂交实验Mendel先从市场上买了34种不同的豌豆，种了两年，从中选出了22个在遗传上稳定的品种（品系）进行详细观察。这些品种的性状都很稳定，是真实遗传的，很符合他的试验要求。他用这些豌豆进行了8年（1856-1864）的杂交试验，获得了重要的成果。第12页/共183页他选择了七对区别分明的相对性状进行研究。这7 7对相对性状是：种子的形状：圆的和皱的子叶的颜色：黄色和绿色花 的颜色：红花和白花成熟豆荚的形状：饱满的和不饱满的未成熟豆荚的颜色：绿色和黄色花的着生位置：腋生和顶生茎蔓的高度：高的（2m2m）和矮的（小于0.5m0.5m）第13页/共183页玉米性状亲代相对性状F1的性状表现F2的性状表现及数目比率籽粒籽粒 饱满饱满凹陷凹陷 饱满饱满 满满540540：凹陷：凹陷164 164 3.283.28籽粒色籽粒色 有色有色无色无色 有色有色 有色有色484:484:无无162 162 2.982.98籽粒籽粒 凹陷凹陷饱满饱满 饱满饱满 饱满饱满532532：凹陷：凹陷173 173 3.083.08籽粒色籽粒色 无色无色有色有色 有色有色 有色有色520:520:无色无色175 175 2.972.97请你从上述现象，总结出共同的规律来。第14页/共183页F1F1的表现是一致的；的表现是一致的；F2F2代杂交亲本的相对性状全部表现出来，代杂交亲本的相对性状全部表现出来，即即F2F2发生了性状发生了性状 分离现象；分离现象；F2F2代出现显隐性性状有比例的分离，近似代出现显隐性性状有比例的分离，近似3 3：1 1；正交和反交，杂种后代的遗传动态是相同正交和反交，杂种后代的遗传动态是相同的。的。性状分离现象第15页/共183页性状性状 亲代相对性状亲代相对性状 F1F1的性状表现的性状表现 F2F2的性状表现及数目的性状表现及数目比率比率鲤鱼鳞片鲤鱼鳞片 全鳞全鳞散鳞散鳞 全鳞全鳞 全全540540：散：散1641643.283.28金鱼眼金鱼眼 普通眼普通眼龙睛眼龙睛眼 普通眼普通眼 普通眼普通眼484:484:龙睛眼龙睛眼162 162 2.982.98鲤鱼鳞片鲤鱼鳞片 散鳞散鳞全鳞全鳞 全鳞全鳞 全全532532：散：散173 173 3.083.08金鱼眼金鱼眼 龙睛眼龙睛眼普通眼普通眼 普通眼普通眼 普通眼普通眼520:520:龙睛眼龙睛眼175 175 2.972.97请你从上述现象，总结出共同的规律来。请你从上述现象，总结出共同的规律来。第16页/共183页F1F1的表现是一致的；的表现是一致的；F2F2代杂交亲本的相对性状全部表现出来，代杂交亲本的相对性状全部表现出来，即即F2F2发生了性状发生了性状 分离现象；分离现象；F2F2代出现显隐性性状有比例的分离，近似代出现显隐性性状有比例的分离，近似3 3：1 1；正交和反交，杂种后代的遗传动态是相同正交和反交，杂种后代的遗传动态是相同的。的。性状分离现象第17页/共183页二、分离现象的解释MendelMendel提出了一系列的假设，试图对分离现象作出解释。他提出：性状是由遗传因子控制的。性状是由遗传因子控制的。遗遗传传因因子子(inherited(inherited factor)factor)在在体体细细胞胞内内是成对的，在性细胞内是成单的。是成对的，在性细胞内是成单的。杂杂种种F1F1的的体体细细胞胞中中成成对对的的因因子子是是彼彼此此独独立立的的，每个配子中只具有成对遗传因子中的一个。每个配子中只具有成对遗传因子中的一个。杂杂种种产产生生不不同同类类型型的的配配子子且且数数目目相相等等且且配配子的结合也是随机的子的结合也是随机的第18页/共183页现以豌豆红花白花的杂交组合为例说明如下：P P 红花（雌）白花（雄）CCCC cc cc 雌配子 雄配子C cC c F F1 1 CcCc F F2 2 CCCC Cc Cc cc cc 3/4 3/4红花 ：1/41/4白花第19页/共183页分离规律的实质相对性状由相对相对性状由相对的遗传因子所控制，在形成配子时，的遗传因子所控制，在形成配子时，相对因子彼此分离而各自进入到不相对因子彼此分离而各自进入到不同的配子中去，并产生数目相等，同的配子中去，并产生数目相等，类型不同的配子类型不同的配子 。第20页/共183页分离规律在很多生物中得到了证实现以鲤鱼的鳞片为例说明如下：P P 全鳞（雌）散鳞（雄）AAAA aaaa 雌配子 雄配子A aA a F F1 1 AaAa全鳞 F F2 2 AAAA全鳞 AaAa全鳞 aaaa散鳞 全鳞(540)(540)：散鳞(164)(164)第21页/共183页金鱼的眼睛性状的遗传：P P 普通眼（雌）龙睛眼（雄）DDDD dddd 雌配子 雄配子D dD d F F1 1 DdDd普通眼 F F2 2 DDDD普通眼 DdDd普通眼 dddd龙睛眼 普通眼 ：龙睛眼第22页/共183页鲤鱼的全鳞基因鲤鱼的全鳞基因A A为显性，散鳞基因为显性，散鳞基因a a为隐性。写出下列杂交组合的亲本基因型为隐性。写出下列杂交组合的亲本基因型（1 1）全鳞）全鳞全鳞，后代全部全鳞；全鳞，后代全部全鳞；（2 2）全鳞）全鳞全鳞，后代全鳞，后代3/43/4全鳞：全鳞：1/41/4散鳞；散鳞；（3 3）全鳞）全鳞散鳞，后代散鳞，后代1/21/2全鳞：全鳞：1/21/2散鳞散鳞第23页/共183页分离规律的细胞学基础：基因在体细胞中成对的基因在体细胞中成对的(染色体也是成对的染色体也是成对的)体细胞中成对的基因在形成配子时彼此分离，各进入一个配子中体细胞中成对的基因在形成配子时彼此分离，各进入一个配子中(体细胞中成对体细胞中成对的染的染色体通过减数分裂形成配子时也是如此色体通过减数分裂形成配子时也是如此)基因的行为和染色体的动态的一致性使人们认识到：基因在染色体上，成对的基基因的行为和染色体的动态的一致性使人们认识到：基因在染色体上，成对的基因应分别位于一对同源染色体上因应分别位于一对同源染色体上第24页/共183页分离规律的细胞学基础第25页/共183页等位基因：等位基因：位于同源染色体相同位点上控制着同类相对性状的基因位于同源染色体相同位点上控制着同类相对性状的基因纯合体：纯合体：相同位点的等位基因是一致的个体如相同位点的等位基因是一致的个体如RR,rr杂合体：杂合体：相同位点的等位基因是不一致的个体如相同位点的等位基因是不一致的个体如Rr纯合体不发生分离，杂合体必然要发生分离纯合体不发生分离，杂合体必然要发生分离第26页/共183页纯合体与杂合体在遗传行为上是不一样的。纯合体与杂合体在遗传行为上是不一样的。一对基因的纯合体只能产生一种配子，自交子代还是纯合体，其性状不会发生一对基因的纯合体只能产生一种配子，自交子代还是纯合体，其性状不会发生分离，表现为遗传上的稳定性。分离，表现为遗传上的稳定性。而一对基因的杂合体能产生两种配子，自交子代就会出现不同的基因型和不同而一对基因的杂合体能产生两种配子，自交子代就会出现不同的基因型和不同的表现型，表现为遗传上的不稳定性。的表现型，表现为遗传上的不稳定性。第27页/共183页三、表现型和基因型1909年，丹麦遗传学家Johannsen把Mendel所称的遗传因子叫做基因（Gene）。基基因因型型：个个体体的的基基因因组组合合(性性状状表表现现的的必必备备内内在在因因素素，即即遗遗传传的的物物质质基基础础。例如，例如，CCCC和和CcCc基因型决定花的颜色是红色，基因型决定花的颜色是红色，cccc基因型决定花为白色。基因型决定花为白色。)第28页/共183页表现型：表现型：生物所表现出来的性状如红花、白花；鲤鱼的全鳞、散鳞生物所表现出来的性状如红花、白花；鲤鱼的全鳞、散鳞人们所能见到或用仪器设备能够检测到的性状称为表现型人们所能见到或用仪器设备能够检测到的性状称为表现型表现型是基因型在外界环境条件作用下的具体表现，基因型是表现型表现型是基因型在外界环境条件作用下的具体表现，基因型是表现型的内在遗传基础。的内在遗传基础。表现型可以直接观测到。基因型是据表现型用实验方法确定的。表现型可以直接观测到。基因型是据表现型用实验方法确定的。第29页/共183页 在遗传研究中，生物所表现出来的在遗传研究中，生物所表现出来的单位性状是数不胜数的，人们不可单位性状是数不胜数的，人们不可能在同一个试验中研究生物体的全能在同一个试验中研究生物体的全部表现型或全部基因型，一般只能部表现型或全部基因型，一般只能研究个别的性状或少数几个性状研究个别的性状或少数几个性状（表现型）及其基因型。（表现型）及其基因型。第30页/共183页四、分离规律的验证MendelMendel对分离现象的解释完全是一种假设。对分离现象的解释完全是一种假设。这这个个假假设设的的实实质质就就是是体体细细胞胞中中成成对对的的基基因因在在配配子子形形成成过过程程中中彼彼此此分分离离，互互不干扰，因而配子中只具有成对基因中的一个。不干扰，因而配子中只具有成对基因中的一个。第31页/共183页这个假设必需用实验来验证，若假设不能验证，充其量只是一种假说这个假设必需用实验来验证，若假设不能验证，充其量只是一种假说（hypothesishypothesis）而已，若在实验中得到验证，假设便成为规律。）而已，若在实验中得到验证，假设便成为规律。历史已经证明，解释分离现象的假设是能够验证的，因而分离现象便成为分历史已经证明，解释分离现象的假设是能够验证的，因而分离现象便成为分离规律。这是遗传学中的最基本的规律。离规律。这是遗传学中的最基本的规律。验证的方法有几种，主要的是验证的方法有几种，主要的是测交法测交法自交法自交法F1F1花粉鉴定法花粉鉴定法红色面包霉杂交法红色面包霉杂交法第32页/共183页(一)方法、测交法如果用如果用F F1 1与隐性个体与隐性个体(隐性纯合体隐性纯合体)杂交，杂交，后代的表现型类型和比例就反映了杂种后代的表现型类型和比例就反映了杂种F F1 1配子的种类和比例，事实上也反映配子的种类和比例，事实上也反映(测测验验)了了F F1 1的基因型。的基因型。为了测验个体的基因型，用被为了测验个体的基因型，用被测个体与隐性个体交配，测个体与隐性个体交配，为什为什么？么？被测个体不仅仅是被测个体不仅仅是F F1 1，可以是任，可以是任一需要确定基因型的生物个体。一需要确定基因型的生物个体。第33页/共183页、自交法纯合体纯合体(如如CC)CC)只产生一种类型的配只产生一种类型的配子，其自交后代也都是纯合体，不子，其自交后代也都是纯合体，不会发生性状分离现象；会发生性状分离现象；杂合体杂合体(如如Cc)Cc)产生两种配子其自交产生两种配子其自交后代会产生后代会产生3:13:1的显性的显性:隐性性状分隐性性状分离现象。离现象。F F2 2基因型及其自交后代表现推测基因型及其自交后代表现推测(1/41/4)表现隐性性状表现隐性性状F F2 2个体基因型为隐性个体基因型为隐性纯合，如白花纯合，如白花F F2 2为为cccc；(3/4)(3/4)表现显性性状表现显性性状F F2 2个体中：个体中：1/31/3是纯合是纯合体体(CC)(CC)、2/32/3是杂合体是杂合体(Cc)(Cc)；推测：在显性推测：在显性(红花红花)F)F2 2中：中：1/31/3自交后代自交后代不发生性状分离，其不发生性状分离，其F F3 3均开红花；均开红花；2/32/3自交后代将发生性状分离。自交后代将发生性状分离。第34页/共183页F2基因型及其自交后代表现推测第35页/共183页F2自交试验结果发生性状分离现象的株系数与没有发生性状分离现象的株系数之比总体上是发生性状分离现象的株系数与没有发生性状分离现象的株系数之比总体上是趋向于趋向于2:12:1。表现出性状分离现象的株系来自杂合表现出性状分离现象的株系来自杂合(Cc)F(Cc)F2 2个体；个体；未表现性状分离现象的株系来自纯合未表现性状分离现象的株系来自纯合(CC)F(CC)F2 2个体。个体。结论：结论：F F2 2自交结果证明根据分离规自交结果证明根据分离规律对律对F F2 2代基因型的推测是正确的。代基因型的推测是正确的。第36页/共183页豌豆豌豆7 7对相对性状显性对相对性状显性F F2 2自交后代表自交后代表现现第37页/共183页、F1花粉鉴定法测交法是根据测交后代表现型类型和比例来测交法是根据测交后代表现型类型和比例来测定测定F F1 1产生产生配子配子类型和比例，并进而推测类型和比例，并进而推测F F1 1基基因型因型，即：，即：FtFt表现型类型和比例表现型类型和比例F F1 1配子类型和比例配子类型和比例F F1 1基因型基因型性状是在生物生长发育特定阶段表现，大多性状是在生物生长发育特定阶段表现，大多数性状不会在配子数性状不会在配子(体体)上表现，上表现，因此无法通因此无法通过配子过配子(体体)鉴定配子类型，如花色、籽粒形鉴定配子类型，如花色、籽粒形状等。状等。第38页/共183页花粉鉴定法也有一些基因在二倍孢子体水平和配子体水平都会表现。例如玉米、也有一些基因在二倍孢子体水平和配子体水平都会表现。例如玉米、水稻、高粱、谷子等禾谷类水稻、高粱、谷子等禾谷类Wx(Wx(非糯性非糯性)对对wx(wx(糯性糯性)为显性，它不仅为显性，它不仅控制籽粒淀粉粒性状，而且控制花粉粒淀粉粒性状。控制籽粒淀粉粒性状，而且控制花粉粒淀粉粒性状。第39页/共183页用稀碘液处理用稀碘液处理F1的花粉，非糯呈兰黑色反应，糯的花粉，非糯呈兰黑色反应，糯(含支链淀粉含支链淀粉)呈红棕色反应呈红棕色反应两种不同色泽的花粉粒数目大致相等说明：杂合的两种不同色泽的花粉粒数目大致相等说明：杂合的F1在形成配子时减数分在形成配子时减数分裂的过程中同源染色体等位基因发生了分离，带有非糯性裂的过程中同源染色体等位基因发生了分离，带有非糯性(Wx)的配子数目的配子数目和带有糯性和带有糯性(wx)的配子数目大致相等的配子数目大致相等第40页/共183页、红色面包霉杂交法分离现象在某些真菌中得到了明显的验证分离现象在某些真菌中得到了明显的验证用红色菌丝的正常菌种与产生白色菌丝的变种用红色菌丝的正常菌种与产生白色菌丝的变种杂交，两个分生孢子的单核结合成二倍体的合杂交，两个分生孢子的单核结合成二倍体的合子，在子囊中进行减数分裂和有丝分裂，生成子，在子囊中进行减数分裂和有丝分裂，生成8个单倍体的子囊孢子将子囊孢子分别培养个单倍体的子囊孢子将子囊孢子分别培养得到每个孢子的菌丝，发现四个孢子长成红色得到每个孢子的菌丝，发现四个孢子长成红色菌线，四个孢子长成白色菌丝，呈菌线，四个孢子长成白色菌丝，呈1:1的比例的比例说明是由于等位基因在减数分裂时发生分离说明是由于等位基因在减数分裂时发生分离的结果的结果第41页/共183页(二)显隐性的相对性一切生物，动物、植物、微生物，包括人在内，一切生物，动物、植物、微生物，包括人在内，普遍存在着性状分离现象。普遍存在着性状分离现象。再如：动物的毛色有黑白之分，动物的有角与再如：动物的毛色有黑白之分，动物的有角与无角、耳朵下垂与竖立；植物果实的长与圆、无角、耳朵下垂与竖立；植物果实的长与圆、有芒与无芒、抗病与不抗病、高杆与矮杆、有芒与无芒、抗病与不抗病、高杆与矮杆、微生物孢子的有色与无色、对药物敏感与不微生物孢子的有色与无色、对药物敏感与不敏感；人的褐色眼与兰色眼、耳垂之有无、敏感；人的褐色眼与兰色眼、耳垂之有无、常态与白化、头发的曲与直等。常态与白化、头发的曲与直等。第42页/共183页在人群中，有的人有耳垂，有的人没有。有耳垂是显性，受显性基因在人群中，有的人有耳垂，有的人没有。有耳垂是显性，受显性基因A A控制，无耳垂是隐性，受隐性基因控制，无耳垂是隐性，受隐性基因a a控制，控制，aaaa基因型个体无耳垂。其遗基因型个体无耳垂。其遗传表现为：传表现为：第43页/共183页P有耳垂无耳垂有耳垂无耳垂AA aaAa aaF有耳垂有：无AaAaaa1:1P有有有有 AA AA Aa AaF有有有无AAAAAaaa1/42/41/43有：1无第44页/共183页、显性性状的表现相对性状之间的显隐性关系是普遍存在，但显性的表现又是有条件的。相对性状之间的显隐性关系是普遍存在，但显性的表现又是有条件的。据显性的程度可分成以下几种据显性的程度可分成以下几种类型：类型：完全显性：杂种一代所有的个体都表现出显性性杂种一代所有的个体都表现出显性性状，这种显性为完全显性。状，这种显性为完全显性。MendelMendel所研究的豌豆的所研究的豌豆的7 7对相对性状，对相对性状，F F1 1所表现的性状都和亲本之一完全一样，既不所表现的性状都和亲本之一完全一样，既不是中间型，也不是双亲的性状同时出现，这是中间型，也不是双亲的性状同时出现，这样的显性表现称为完全显性（样的显性表现称为完全显性（complete complete dominancedominance）第45页/共183页不完全显性：F F1 1表现为双亲性状的中间型，称为不完全显性（表现为双亲性状的中间型，称为不完全显性（incomplete dominanceincomplete dominance）。）。在在这这种种情情况况下下，显显性性纯纯合合体体与与杂杂合合体体的的表表现现不不同同，杂杂合合体体的的表表现现型型介介于于显显性性纯纯合体和隐性纯合体之间，所以又称为合体和隐性纯合体之间，所以又称为半显性半显性第46页/共183页经典的例子是法国人经典的例子是法国人CorrensCorrens（重新发现（重新发现MendelMendel论文的学者之一）提供的紫论文的学者之一）提供的紫茉莉花色的遗传茉莉花色的遗传 P P 红花（雌）红花（雌）白花（雄）白花（雄）RR RR rr rr F F1 1 RrRr 粉红色粉红色 自交自交 红花红花 粉红色粉红色 白花白花 RRRR Rr Rr rr rr 1/41/4 2/4 2/4 1/4 1/4第47页/共183页还有还有:红白金鱼草的花色也是不完全显性。红白金鱼草的花色也是不完全显性。P P 红花红花 白花白花 F F1 1 粉红色粉红色 自交自交 F F2 2 1/4 1/4红花红花 2/42/4粉红粉红 1/41/4白花白花还有：金鱼的透明与不透明性状还有：金鱼的透明与不透明性状 P P透明金鱼（透明金鱼（TTTT）普通金鱼（普通金鱼（tttt）F F1 1半透明（五花鱼）半透明（五花鱼）TtTt 自交自交 F F2 21/41/4透明金鱼透明金鱼2/42/4半透明半透明1/41/4普通金鱼普通金鱼第48页/共183页共显性(并显性)在F1代个体上，两个亲本的性状都同时表现出来的现象成为共显性。两个纯合亲本杂交：F1代同时出现两个亲本性状；其F2代也表现为三种表现型，其比例为1:2:1。表现型和基因型的种类和比例也是对应的。第50页/共183页共显性(并显性)现象之一 红毛牛红毛牛 白毛牛白毛牛 红毛白毛混杂牛红毛白毛混杂牛 自交自交1/41/4红毛红毛 2/42/4红白毛红白毛 1/41/4白毛白毛第51页/共183页共显性(并显性)现象之二人镰刀形贫血病遗传人镰刀形贫血病遗传正常人红细胞呈碟形，镰正常人红细胞呈碟形，镰(刀刀)形贫血形贫血症患者的红细胞呈镰刀形；症患者的红细胞呈镰刀形；镰形贫血症患者和正常人结婚所生的镰形贫血症患者和正常人结婚所生的子女子女(F(F1 1)红细胞既有碟形，又有镰刀红细胞既有碟形，又有镰刀形。形。所以从所以从红细胞的形状红细胞的形状来看，其遗传是来看，其遗传是属于共显性。属于共显性。第52页/共183页人类红细胞形状的遗传第53页/共183页共显性(并显性)现象之三大豆种皮颜色遗传大豆种皮颜色遗传.大豆有黄色种皮大豆有黄色种皮(俗称黄豆俗称黄豆)和黑色种皮和黑色种皮(俗称黑豆俗称黑豆).).若用黄豆与黑豆杂交：若用黄豆与黑豆杂交：F F1 1种皮颜色为黑黄镶嵌种皮颜色为黑黄镶嵌(俗称花脸豆俗称花脸豆)；F F2 2表现型为表现型为1/41/4黄色种皮、黄色种皮、2/42/4黑黄镶嵌、黑黄镶嵌、1/41/4黑色种皮。黑色种皮。第54页/共183页镶嵌显性双亲的性状在后代的同一个体不同部位表现,形成镶嵌图式的现象.与共显性并没有实质差异。与共显性并没有实质差异。第55页/共183页现象之一：异色瓢虫色斑遗传。黑缘型鞘翅黑缘型鞘翅(翅前缘呈黑色翅前缘呈黑色)与均色型与均色型鞘翅鞘翅(鞘后缘呈黑色鞘后缘呈黑色)，子一代产生前，子一代产生前后缘均呈黑色的新类型后缘均呈黑色的新类型第56页/共183页()超显性杂合体的性状表现超过纯合显性的现象称为超显性。杂合体的性状表现超过纯合显性的现象称为超显性。果蝇杂合体白眼（果蝇杂合体白眼（WwWw）的）的萤光色素含量萤光色素含量超过野生型纯合体超过野生型纯合体WWWW和白眼纯合体和白眼纯合体wwww。第57页/共183页、显性性状的相对性显性性状是相对的显性性状是相对的因内外环境而可能有所变化因内外环境而可能有所变化显性作用类型之间往往没有严格的界限，只是根据我们对性状表现的显性作用类型之间往往没有严格的界限，只是根据我们对性状表现的观察和分析进行的一种划分，因而显隐性关系是相对的。观察和分析进行的一种划分，因而显隐性关系是相对的。不同的观察和分析的水平或者不同的分析角度看，相对性状间可能表现不同的观察和分析的水平或者不同的分析角度看，相对性状间可能表现不同显隐性关系。不同显隐性关系。第58页/共183页例1豌豆种子形状与淀粉粒孟德尔根据豌豆种子外形，发现圆粒对皱粒是完全显性。孟德尔根据豌豆种子外形，发现圆粒对皱粒是完全显性。但是用显微镜检查豌豆种子淀粉粒的形状和结构发现：但是用显微镜检查豌豆种子淀粉粒的形状和结构发现：纯合圆粒种子淀粉粒持水力强，发育完善，结构饱纯合圆粒种子淀粉粒持水力强，发育完善，结构饱满；满；纯合皱粒种子淀粉粒持水力较弱，发育不完善，表纯合皱粒种子淀粉粒持水力较弱，发育不完善，表现皱缩；现皱缩；杂种杂种F F1 1种子淀粉粒发育和结构是前两者的中间型，种子淀粉粒发育和结构是前两者的中间型，而外形为圆粒。而外形为圆粒。从种子外形观察，圆粒对皱粒是完全显性；但是深入研从种子外形观察，圆粒对皱粒是完全显性；但是深入研究淀粉粒的形态结构，则可发现它是不完全显性。究淀粉粒的形态结构，则可发现它是不完全显性。第59页/共183页豌豆种子淀粉粒的显微观察第60页/共183页例镰刀形贫血病的遗传如前所述：从如前所述：从红细胞形状红细胞形状上看，镰刀形贫血病属于共显性遗传。上看，镰刀形贫血病属于共显性遗传。从从病症表现病症表现上来看，又可以认为镰刀形贫血病是上来看，又可以认为镰刀形贫血病是不完全显性不完全显性(表现为两种纯合体表现为两种纯合体的中间类型的中间类型)。基因型纯合的贫血病人经常性表现为贫血；基因型纯合的贫血病人经常性表现为贫血；杂合体在一般情况下表现正常，而在缺氧条件下会表现贫血。杂合体在一般情况下表现正常，而在缺氧条件下会表现贫血。第61页/共183页显性性状与环境的关系显性状状能否表现与环境和个体的生理状况等相关显性状状能否表现与环境和个体的生理状况等相关显隐性性状在一定的条件下可能相互转换显隐性性状在一定的条件下可能相互转换(能否转换？能否转换？)第62页/共183页多数性状通常不受环境条件影响而发生表现多数性状通常不受环境条件影响而发生表现类型的明显改变，类型的明显改变，如如CCCC个体开红花，个体开红花，cccc个体开白花。个体开白花。再如，绵羊有角再如，绵羊有角/无角性状的遗传。无角性状的遗传。HHHH基因型的个体无论母羊还是公羊都有角，基因型的个体无论母羊还是公羊都有角，hhhh基因型的个体则无论是母羊还是公羊都无角。基因型的个体则无论是母羊还是公羊都无角。第63页/共183页外界环境条件对性状表现的影响外界环境条件对性状表现的影响相同基因型相同基因型个体处于个体处于不同外界不同外界环境中，可能产环境中，可能产生不同的性状表现。因此，显性作用的相对性，生不同的性状表现。因此，显性作用的相对性，还表现在外界条件的不同可能改变显隐性关系。还表现在外界条件的不同可能改变显隐性关系。例：金鱼草例：金鱼草(Antirhinum majusAntirhinum majus)红花品种与象红花品种与象牙色花品种杂交，其牙色花品种杂交，其F F1 1：如果培育在低温、强光用的条件下，花为红色；如果培育在低温、强光用的条件下，花为红色；如果在高温、遮光的条件下，花为象牙色。如果在高温、遮光的条件下，花为象牙色。又如：镰刀形贫血病杂合体通常情况不表现严又如：镰刀形贫血病杂合体通常情况不表现严重病症，在缺氧条件下会表现为贫血；等。重病症，在缺氧条件下会表现为贫血；等。第64页/共183页有一种太阳红玉米，红色对正常绿色为显性，有一种太阳红玉米，红色对正常绿色为显性，但是红色只有在直射阳光下才能表现出来，若遮盖起来，就表现不出红色但是红色只有在直射阳光下才能表现出来，若遮盖起来，就表现不出红色来，仍为绿色。来，仍为绿色。说明这个显性基因在阳光直射的条件下是显性，在没有阳光的条件下是说明这个显性基因在阳光直射的条件下是显性，在没有阳光的条件下是隐性。隐性。第65页/共183页又如人的秃顶，有一种解释认为秃顶基因在男人为显性，在女人为隐性，又如人的秃顶，有一种解释认为秃顶基因在男人为显性，在女人为隐性，所以男人秃顶比女人秃顶多，这和男女生理条件不同，性激素水平不同有关。所以男人秃顶比女人秃顶多，这和男女生理条件不同，性激素水平不同有关。秃顶与雄性激素直接有关。据说太监没有患秃顶的。秃顶与雄性激素直接有关。据说太监没有患秃顶的。紫茎蔓陀螺和绿茎蔓陀螺杂交一代，如是夏天在田间生长则表现为紫色紫茎蔓陀螺和绿茎蔓陀螺杂交一代，如是夏天在田间生长则表现为紫色(为完为完全显性全显性)，如冬天在温室中生长则表现为淡紫色，如冬天在温室中生长则表现为淡紫色(为不完全显性为不完全显性)以上说明：显隐性的相对性是广泛存在的以上说明：显隐性的相对性是广泛存在的第66页/共183页、基因作用的代谢基础、基因作用的代谢基础显隐性关系实际就是显隐性关系实际就是等位基因间作用等位基因间作用的结果。那么杂合状态下等位基因间的结果。那么杂合状态下等位基因间如何作用呢？如何作用呢？等位基因间往往不是基因彼此直接作等位基因间往往不是基因彼此直接作用，而是用，而是分别控制各自所决定的代谢分别控制各自所决定的代谢过程，过程，在代谢水平上相互作用从而控在代谢水平上相互作用从而控制性状发育。制性状发育。通常情况下，等位基因间只通常情况下，等位基因间只是个别核苷酸上有所不同：是个别核苷酸上有所不同：显性基因能形成正常蛋白质，并行显性基因能形成正常蛋白质，并行使正常功能；使正常功能；而隐性基因由于核苷酸序列变动，而隐性基因由于核苷酸序列变动，形成的蛋白质常常不完全，有时甚形成的蛋白质常常不完全，有时甚至可能完全不形成蛋白质，因而不至可能完全不形成蛋白质，因而不能很好地行使功能。能很好地行使功能。这就是显性作用可能的代谢这就是显性作用可能的代谢基础之一。基础之一。第67页/共183页兔子皮下脂肪颜色遗传与代谢基兔子皮下脂肪颜色遗传与代谢基础础兔子的皮下脂肪有白色和兔子的皮下脂肪有白色和黄色黄色两种相对性状。两种相对性状。白脂肪的纯种兔子白脂肪的纯种兔子(YY)(YY)和黄脂肪的纯种兔子和黄脂肪的纯种兔子(yy)(yy)杂交，杂交，F F1 1(Yy)(Yy)脂肪为白色；脂肪为白色；F F2 2群体中，群体中，3/43/4个体为白脂肪，个体为白脂肪，1/41/4个体为黄脂肪。个体为黄脂肪。表明：表明：Y Y对对y y为显性。为显性。代谢水平分析发现，脂肪颜色由一系列代谢代谢水平分析发现，脂肪颜色由一系列代谢过程决定过程决定绿色植物绿色植物(黄色素黄色素)脂肪中积累：呈黄色脂肪中积累：呈黄色(yy)(yy)；黄色素；黄色素(YY/Yy:(YY/Yy:黄色素分解酶黄色素分解酶)脂肪脂肪中无黄色素积累。中无黄色素积累。第68页/共183页显性性状的表现是由于显性基因直接作用于隐性基因显性性状的表现是由于显性基因直接作用于隐性基因(或显性基因抑止了隐或显性基因抑止了隐性基因的作用性基因的作用)的结果？的结果？第69页/共183页五分离比例实现的条件分离规律的实质是：是：相对性状由相对的遗传因子所控制相对性状由相对的遗传因子所控制,在形成配子时在形成配子时,相对因子相对因子彼此分离而各自进入到不同的配子中去彼此分离而各自进入到不同的配子中去,形成数目相等、类型不同的配子。形成数目相等、类型不同的配子。具有一对相对性状的个体杂交产生的具有一对相对性状的个体杂交产生的F F1 1，在完全显性的情况下自交后代分离为，在完全显性的情况下自交后代分离为3 3：1 1，测交后代分离比例为，测交后代分离比例为1 1：1 1。第70页/共183页MendelMendel分离比例的出现必须具备下列条件：1 1、所研究的生物体必须是二倍体，研究的相对性状必须差异明显。、所研究的生物体必须是二倍体，研究的相对性状必须差异明显。2 2、控制性状的基因显性作用完全，且不受其他基因的影响而改变作用方式。、控制性状的基因显性作用完全，且不受其他基因的影响而改变作用方式。3 3、减数分裂（、减数分裂（MeiosisMeiosis）过程中，杂种体内的染色体必须以均等的机会分离，形成两）过程中，杂种体内的染色体必须以均等的机会分离，形成两类配子的数目相等。且两类配子都能良好地发育，参与受精的机会相等。类配子的数目相等。且两类配子都能良好地发育，参与受精的机会相等。第71页/共183页4 4、受精以后不同基因型的合子具有同等的生命力。、受精以后不同基因型的合子具有同等的生命力。5 5、杂种后代生长在相对一致的条件下，而且群体比较大。、杂种后代生长在相对一致的条件下，而且群体比较大。这些条件在一般情况下是能够具备的，所以多数的试验结果都能够符合这这些条件在一般情况下是能够具备的，所以多数的试验结果都能够符合这个基本规律。但不是所有的试验都具备上述条件的。个基本规律。但不是所有的试验都具备上述条件的。第72页/共183页致死基因：致死基因：在基因发挥作用时，能导致生物个体死亡的基因。在基因发挥作用时，能导致生物个体死亡的基因。种类：种类：分显性致死基因与隐性致死基因两种。分显性致死基因与隐性致死基因两种。隐性致死如植物的白化苗。隐性致死如植物的白化苗。显性致死如人的神经胶症基因，在显性杂合就可导致生物个体死亡显性致死如人的神经胶症基因，在显性杂合就可导致生物个体死亡(皮肤畸形、多皮肤畸形、多发性肿瘤发性肿瘤)第73页/共183页六、分离规律的应用1 1 认识和了解了生物的遗传规律：认识和了解了生物的遗传规律：分离规律是遗传学中最基本的规律，这一规分离规律是遗传学中最基本的规律，这一规律从理论上说明了生物界由于杂交和分离所出律从理论上说明了生物界由于杂交和分离所出现的变异的普遍性。现的变异的普遍性。2 2 指导农业、医学等方面的实践：指导农业、医学等方面的实践：实际了解基因分离的规律，不仅可以正确认实际了解基因分离的规律，不仅可以正确认识生物的遗传现象，而且根据基因分离规律，识生物的遗传现象，而且根据基因分离规律，显隐性的表现规律，在农业生产实践上能增加显隐性的表现规律，在农业生产实践上能增加培育优良品种的计划性和预见性，在医学实践培育优良品种的计划性和预见性，在医学实践中对了解遗传病的遗传规律，减轻危害都是很中对了解遗传病的遗传规律，减轻危害都是很