《孟德尔遗传规律》PPT课件.ppt
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1、第二章第二章 孟德尔遗传规律孟德尔遗传规律主要内容:主要内容:分离定律分离定律 独立分配定律独立分配定律 统计学原理在遗传学中的应用统计学原理在遗传学中的应用 基因互作基因互作本章重点:本章重点:分离规律和独立分配规律的机理测交在遗传分析中的应用多性状的遗传分析本章难点:本章难点:乘法定律和二次项展开式应用的区别各种基因互作遗传现象分析推理第一节第一节 分离定律分离定律孟德尔在前人实践的基础上,通过孟德尔在前人实践的基础上,通过(1)以严格自花授粉植物豌豆为材料以严格自花授粉植物豌豆为材料(遗传纯遗传纯);(2)选择简单而区分明显的选择简单而区分明显的7对性状进行杂交试验对性状进行杂交试验(稳
2、稳定性状定性状);(3)采用各对性状上相对不同的品种为亲本采用各对性状上相对不同的品种为亲本(相对性状相对性状);(4)进行系统的遗传杂交试验进行系统的遗传杂交试验(人工杂交人工杂交);(5)系统记载各世代中各性状个体数,并应用统计方系统记载各世代中各性状个体数,并应用统计方法处理数据,进而获得各种结果,否定了长期流行法处理数据,进而获得各种结果,否定了长期流行的混合遗传观念的混合遗传观念(统计分析统计分析)。一、一对性状的杂交试验一、一对性状的杂交试验几个概念:几个概念:1.性状:性状:生物体所表现的形态特生物体所表现的形态特征和生理特性,在遗传学上统称征和生理特性,在遗传学上统称为性状。为
3、性状。2.单位性状:单位性状:每一种性状作为一每一种性状作为一个研究对象,称为单位性状。个研究对象,称为单位性状。例如:豌豆的花色、种子形状、例如:豌豆的花色、种子形状、株高、子叶颜色、豆荚形状及豆株高、子叶颜色、豆荚形状及豆荚颜色荚颜色(未成熟未成熟)。3.相对性状:相对性状:遗传学中将同一单遗传学中将同一单位性状的相对差异称为相对性状。位性状的相对差异称为相对性状。如红花与白花、高秆与矮秆等。如红花与白花、高秆与矮秆等。材料:材料:曾以豌豆、菜豆、玉米、山柳菊为材料。曾以豌豆、菜豆、玉米、山柳菊为材料。豌豆豌豆(Pisum sativumPisum sativum)杂交试验,用时杂交试验,
4、用时8 8 年年(1856(18561864)1864),选用,选用7 7对相对性状。对相对性状。豌豆杂交的方法豌豆杂交的方法孟德尔豌豆花色遗传试验孟德尔豌豆花色遗传试验反交:反交:白花白花()()红花红花()()F F2 2:红花:白花红花:白花=3=3:1 1孟德尔豌豆一对相对性状杂交试验的结果孟德尔豌豆一对相对性状杂交试验的结果 显显性性性性状状隐隐性性性性状状分分离离比比例例大大致致是是3:1 结果:果:7 7对相相对性状的性状的试验结果相同果相同表表3-1 3-1 孟德孟德尔豌豆一豌豆一对相相对性状性状杂交交试验的的结果果.一对相对性状遗传表现的特点:一对相对性状遗传表现的特点:(1
5、)(1)F F1 1性状表现一致性状表现一致,只表现一个亲本性状,另,只表现一个亲本性状,另一个亲本性状隐藏。一个亲本性状隐藏。显性性状显性性状:F F1 1表现出来的性状;表现出来的性状;隐性性状隐性性状:F F1 1未表现出来的性状。未表现出来的性状。(2)(2)F F2 2分离分离:一部分植株表现这一亲本性状,另:一部分植株表现这一亲本性状,另一部分植株表现为另一亲本性状,说明一部分植株表现为另一亲本性状,说明隐性性状隐性性状未消失未消失。(3)F(3)F2 2群体中显隐性群体中显隐性分离比例大致总为分离比例大致总为3:13:1。二、分离现象的解释二、分离现象的解释 孟德尔提出四点假设:
6、孟德尔提出四点假设:1、性状由、性状由遗传因子遗传因子决定,每个决定,每个单位性状单位性状为为一对因子一对因子所控制。所控制。“遗传遗传因子因子”后来被定名为后来被定名为“基因基因”。2、基因在体细胞内、基因在体细胞内成对存在成对存在。等位基因等位基因(allele):即位于同源染色体的同一基因位点,控制同即位于同源染色体的同一基因位点,控制同 一单位性状的基因。一单位性状的基因。非等位基因非等位基因(nonallele):位于非同源染色体上的基因,以及位于:位于非同源染色体上的基因,以及位于 同源染色体不同位点上的基因。同源染色体不同位点上的基因。3、生物体在形成配子时,、生物体在形成配子时
7、,每对基因均等地分配到不同的配子中每对基因均等地分配到不同的配子中。每。每个配子(精子或卵细胞)中只含有成对基因中的一个。个配子(精子或卵细胞)中只含有成对基因中的一个。4、F1产生的带有显性或隐性基因的雌雄配子,在受精过程中产生的带有显性或隐性基因的雌雄配子,在受精过程中随机结合随机结合。三、基因型和表现型三、基因型和表现型1.等位基因的基因组合方式,如等位基因的基因组合方式,如CC、Cc 和和cc等,遗传学上称为等,遗传学上称为基因型基因型。遗传学将等位基因同质构成的基因型,例如遗传学将等位基因同质构成的基因型,例如CC或或cc,称为纯合,称为纯合基因型,简称为基因型,简称为纯合体纯合体。
8、显性纯合体:如显性纯合体:如CC个体,隐性纯合体:如个体,隐性纯合体:如cc个体。个体。等位基因异质构成的基因型,例如等位基因异质构成的基因型,例如Cc,称为杂合基因型,简称,称为杂合基因型,简称为为杂合体杂合体。AAbb:纯合体;:纯合体;AABb:杂合体:杂合体。2.前面提到的红花和白花,圆形种子和皱缩种子,黄子叶和绿子叶前面提到的红花和白花,圆形种子和皱缩种子,黄子叶和绿子叶等,都是可以等,都是可以直接观测到的性状表现直接观测到的性状表现,遗传学上称为,遗传学上称为表现型表现型,简称,简称表表型型。表现型是生物体基因型和环境共同作用的结果。表现型是生物体基因型和环境共同作用的结果。基因型
9、和表现型是否始终一致呢?基因型和表现型是否始终一致呢?四、分离规律的验证四、分离规律的验证(测定测定F F1 1基因型,基因型,F F1 1产生配子的类型及比例产生配子的类型及比例)1、测交法、测交法2、自交法、自交法3、F1花粉鉴定法花粉鉴定法 非懦花粉Wx:蓝黑色糯性花粉:红棕色五、基因与性状表现五、基因与性状表现 显性表现的实质:显性表现的实质:显性基因和隐性基因分别控显性基因和隐性基因分别控制不同的生理生化代谢途径。制不同的生理生化代谢途径。如,兔子脂肪:如,兔子脂肪:YYYY、YyYy:白色脂肪;:白色脂肪;yyyy:黄色脂肪:黄色脂肪 Y Y 合成黄色素分解酶合成黄色素分解酶 分解
10、黄色素分解黄色素 白脂肪白脂肪 y y 不能合成黄色素分解酶不能合成黄色素分解酶 不分解黄色素不分解黄色素 黄脂肪黄脂肪 显性表现与环境关系:显性表现与环境关系:某些基因的显隐性受环某些基因的显隐性受环境的影响。如金鱼草:红花境的影响。如金鱼草:红花象牙色象牙色 F F1 1,低温强光照时为红色,高温遮光时象牙色。低温强光照时为红色,高温遮光时象牙色。显性表现与激素关系:显性表现与激素关系:某些基因的显隐性受某些基因的显隐性受生物体内激素的影响。如山羊角,无角生物体内激素的影响。如山羊角,无角有角有角 F F1 1 雄性有角,雌性无角。雄性有角,雌性无角。六、经典分离比例实现的条件六、经典分离
11、比例实现的条件所研究的生物是二倍体真核生物,具有成对的同源染色体,和成所研究的生物是二倍体真核生物,具有成对的同源染色体,和成对的等位基因。对的等位基因。所研究的真核基因位于染色体上。所研究的真核基因位于染色体上。F1个体形成的两种配子的数目相等或接近相等,并且两种配子的个体形成的两种配子的数目相等或接近相等,并且两种配子的生活力相同,受精时随机结合。生活力相同,受精时随机结合。不同基因型的合子及由合子发育的个体,均具有相同或大致相同不同基因型的合子及由合子发育的个体,均具有相同或大致相同的存活率。的存活率。研究的相对性状差异明显,容易区分。研究的相对性状差异明显,容易区分。杂种后代都处于相对
12、一致的条件下,而且被分析的群体比较大。杂种后代都处于相对一致的条件下,而且被分析的群体比较大。七、显性的表现类型七、显性的表现类型完全显性完全显性:具有相对性状差异的纯合亲本杂交,:具有相对性状差异的纯合亲本杂交,F1 只出现亲本之一的性状,这称为完全显性。只出现亲本之一的性状,这称为完全显性。F2表表型呈型呈3:1分离。分离。1玉米蛋白质层有色与无色的分离玉米蛋白质层有色与无色的分离不完全显性不完全显性:若具有相对性状:若具有相对性状差异的纯合亲本杂交,差异的纯合亲本杂交,F1 呈呈现双亲性状的中间型,这称现双亲性状的中间型,这称为不完全显性。为不完全显性。F2表型呈表型呈1:2:1分离。分
13、离。11金鱼草 的花色马的毛色共显性共显性:如果具有相对性状差:如果具有相对性状差 异的纯合亲本杂交,异的纯合亲本杂交,F1 同时同时 表现双亲本性状,则称为共表现双亲本性状,则称为共 显性或并显性。显性或并显性。镶嵌显性镶嵌显性:具有相对性状的纯合亲:具有相对性状的纯合亲本杂交,本杂交,F1 镶嵌表现双亲本性状,镶嵌表现双亲本性状,形成镶嵌图式,这种现象称为镶嵌形成镶嵌图式,这种现象称为镶嵌显性。显性。11.genetic movies等位基因等位基因.genetic movies.genetic movies等位基因等位基因.genetic movies等位基因等位基因.genetic m
14、ovies等位基因等位基因八、分离规律的应用八、分离规律的应用1.分离定律的理论意义分离定律的理论意义阐明了控制生物性状的遗传物质是阐明了控制生物性状的遗传物质是以基因为单位以基因为单位存在的。存在的。阐阐明明了了生生物物杂杂交交产产生生分分离离的的原原理理,指指出出了了纯纯合合体体稳稳定定遗遗传传,杂杂合体经过有性繁殖性状表现分离合体经过有性繁殖性状表现分离的遗传规律。的遗传规律。2.分离定律在农业实践中的应用分离定律在农业实践中的应用(1)在在农农业业生生产产上上鉴鉴定定良良种种的的基基因因型型纯纯合合度度。(杂杂合合体体自自交交后后代代性状发生分离)性状发生分离)(2)在在杂杂交交育育种
15、种中中确确定定选选择择优优良良个个体体的的世世代代。(F2性性状状分分离离,为为选择世代)选择世代)(3)在在育育种种过过程程中中要要重重视视表表现现型型和和基基因因型型的的区区别别。(显显性性性性状状有有可能为杂合体,要经过自交选择,隐性性状能稳定遗传。)可能为杂合体,要经过自交选择,隐性性状能稳定遗传。)第二节第二节 独立分配规律独立分配规律一、两对相对性状的杂交试验一、两对相对性状的杂交试验二、独立分配现象的解释二、独立分配现象的解释独立分配定律的内容为:独立分配定律的内容为:在减数分裂形成配子过程中,每对在减数分裂形成配子过程中,每对同源染色体上的同源染色体上的等位基因发生分离等位基因
16、发生分离的同时,位于非同源染色体上的的同时,位于非同源染色体上的非非等位基因进行自由组合等位基因进行自由组合。.genetic movies自由组合的细自由组合的细胞学基础胞学基础.MOV三、独立分配定律的验证三、独立分配定律的验证1、测交法、测交法豌豆两对性状的测交结果豌豆两对性状的测交结果 1/16YYRR 1/16YYrr 1/16yyRR 1/16yyrr2/16YyRR 2/16Yyrr 2/16YYRr 2/16yyRr4/16YyRr2、自交法、自交法四、多对基因的自由组合四、多对基因的自由组合 当具有当具有3个和个和3个以上不同相对性状的植株杂交时,只要控制各个性个以上不同相对
17、性状的植株杂交时,只要控制各个性状的基因分别位于非同源的染色体上,它们的遗传都符合独立分配规律。状的基因分别位于非同源的染色体上,它们的遗传都符合独立分配规律。例如:例如:AaBbCcAaBbCc 1、杂种产生的配子种类、杂种产生的配子种类 ABbCcCcaBbCcCc配子种类:配子种类:2n23种种 n:杂合等位基因对数:杂合等位基因对数 基因型种类基因型种类:3n3327种种 2、F2 代基因型的种类和比例代基因型的种类和比例 1AA1BB1CC1cc2Cc2Bb1CC1cc2Cc1bb1CC1cc2Cc2Aa1BB1CC1cc2Cc2Bb1CC1cc2Cc1bb1CC1cc2Cc1aa1
18、BB1CC1cc2Cc2Bb1CC1cc2Cc1bb1CC1cc2Cc表现型种类表现型种类:2n238种种 3、F2代表现型种类和比例代表现型种类和比例 2 3A_3B_1bb3C_1cc3C_1cc1aa3B_1bb3C_1cc3C_1ccA-B-C-:A-B-cc:A-bbC-:aaB-C-:A-bbcc:aaB-cc:aabbC-:aabbcc=27:9:9:9:3:3:3:1五、独立分配规律的应用五、独立分配规律的应用1、预测杂种后代产生遗传变异的种类、预测杂种后代产生遗传变异的种类 亲本间差异越大,产生的杂种的杂合基因位点数就越多,杂种后亲本间差异越大,产生的杂种的杂合基因位点数就越
19、多,杂种后代形成的遗传变异类型也就越丰富。丰富的变异类型利于选育出符代形成的遗传变异类型也就越丰富。丰富的变异类型利于选育出符合人类需要的新品种。合人类需要的新品种。2判断亲本或杂种后代基因型和表现型及其比例判断亲本或杂种后代基因型和表现型及其比例 例:设小麦红皮例:设小麦红皮(R)对白皮对白皮(r)显性,无芒显性,无芒(A)对有芒对有芒(a)显性,高株显性,高株(T)对矮株对矮株(t)显性,显性,3对基因独立遗传。当以红皮、无芒矮株与红皮、对基因独立遗传。当以红皮、无芒矮株与红皮、有芒高株两类亲本杂交时,后代可出现有芒高株两类亲本杂交时,后代可出现8种表现型,请推导亲本基因种表现型,请推导亲
20、本基因型,子代基因型和表现型的比例。型,子代基因型和表现型的比例。解:解:(1)据题意可初步确定亲本基因型为:)据题意可初步确定亲本基因型为:R_A_ttR_aaT_ 由题目知道后代出现了由题目知道后代出现了8种表现型,故红与白、有芒与无芒、高与种表现型,故红与白、有芒与无芒、高与矮均存在,据分离规律可分别推导如下:矮均存在,据分离规律可分别推导如下:红红红红子代有红和白类型则一定是:子代有红和白类型则一定是:RrRr1RR:2Rr:1rr 即即3/4红红:1/4白白无芒无芒有芒有芒子代中出现有芒和无芒,则无芒亲本必为子代中出现有芒和无芒,则无芒亲本必为Aa Aaaa1Aa:1aa 1/2无无
21、:1/2有有矮矮高高子代中出现高和矮,则高亲本为子代中出现高和矮,则高亲本为Tt ttTt1Tt:1tt 1/2高高:1/2矮矮 综合以上三点,可知亲本基因型为:综合以上三点,可知亲本基因型为:RrAattRraaTt(2)子代基因型和比例)子代基因型和比例 因亲本基因型为因亲本基因型为RrAattRraaTt 故子代基因型和比例:故子代基因型和比例:1RR,2Rr,1rr;1Aa,1aa;1Tt,1tt。3对基因自由组合结果为对基因自由组合结果为1RR1Aa1aa1Tt1tt1Tt1tt2Rr1Aa1aa1Tt1tt1Tt1tt1rr1Aa1aa1Tt1tt1Tt1tt1RRAaTt、1RR
22、Aatt、1RRaaTt、1RRaatt、2RrAaTt、2RrAatt、2RraaTt、2Rraatt、1rrAaTt、1rrAatt、1rraaTt、1rraatt。(3)子代表现型和比例)子代表现型和比例可以根据每对表现型的比例计算:可以根据每对表现型的比例计算:因为因为 3红皮红皮 1白皮;白皮;1无芒无芒 1有芒;有芒;1高株高株 1矮株矮株3红皮红皮1无芒无芒1有芒有芒1高株高株1矮株矮株1高株高株1矮株矮株1白皮白皮1无芒无芒1有芒有芒1高株高株1矮株矮株1高株高株1矮株矮株3红皮无芒高株红皮无芒高株3红皮无芒矮株红皮无芒矮株3红皮有芒高株红皮有芒高株3红皮有芒矮株红皮有芒矮株1
23、白皮无芒高株白皮无芒高株1白皮无芒矮株白皮无芒矮株1白皮有芒高株白皮有芒高株1白皮有芒矮株白皮有芒矮株 3确定杂交育种分离群体的规模确定杂交育种分离群体的规模 例如,水稻某品种无芒、感病,另一品种有芒、抗病。已例如,水稻某品种无芒、感病,另一品种有芒、抗病。已知有芒(知有芒(A)对无芒()对无芒(a)为显性,抗病()为显性,抗病(R)对感病()对感病(r)为显)为显性。性。如果指望在如果指望在F3获得获得10个稳定遗传的无芒、抗病(个稳定遗传的无芒、抗病(aaRR)株系,)株系,F2群体至少要种植群体至少要种植多少多少株?株?欲选出无芒抗病品种,可将有芒、抗病(欲选出无芒抗病品种,可将有芒、抗
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