【教学课件】第3章Mendel遗传.ppt

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1、第第3章章 Mendel遗传遗传经典遗传学经典遗传学 or or 传递遗传学传递遗传学（transmission geneticstransmission genetics）经典遗传学的奠基人是经典遗传学的奠基人是MendelMendel第第1节节 分离规律分离规律The law of segregation性状性状 （charactercharacter，traittrait）v生物体所表现出来的形态特征和生理生生物体所表现出来的形态特征和生理生化特征统称为性状化特征统称为性状。v这里所说的性状是统称，也可以说是一这里所说的性状是统称，也可以说是一个抽象概念，是指生物体的总的表现型个抽象概念

2、，是指生物体的总的表现型特征。特征。单位性状单位性状(unit character)unit character)v把生物体的性状总体区分为各个单位才把生物体的性状总体区分为各个单位才能进行详细的研究，这样区分开来的性能进行详细的研究，这样区分开来的性状叫做单位性状状叫做单位性状。v如：动物的毛色，昆虫翅的大小，植株如：动物的毛色，昆虫翅的大小，植株的花色、高度、抗病性，人的发色、肤的花色、高度、抗病性，人的发色、肤色等。色等。相对性状相对性状 （contrasting charactercontrasting character）同一单位性状不同的表现类型叫做相对性状同一单位性状不同的表现类

3、型叫做相对性状。水稻株高是一个单位性状，表现类型有高株、有矮株，高水稻株高是一个单位性状，表现类型有高株、有矮株，高与矮为相对性状。与矮为相对性状。豌豆花色是一个单位性状，表现类型有红花、白花，红花豌豆花色是一个单位性状，表现类型有红花、白花，红花与白花为相对性状。与白花为相对性状。果蝇的翅有长翅、短翅之分，猪的毛色有黑、白之差，等果蝇的翅有长翅、短翅之分，猪的毛色有黑、白之差，等等。等。鸽子羽毛颜色鸽子羽毛颜色狗的毛色狗的毛色鸡冠的形状鸡冠的形状单片冠单片冠胡桃冠胡桃冠豌豆冠豌豆冠玫瑰冠玫瑰冠南瓜的果形南瓜的果形相对性状差异是遗传研究的基础相对性状差异是遗传研究的基础只有在单位性状上有明显的

4、相对差异，只有在单位性状上有明显的相对差异，才能通过杂交试验对其后代的遗传表现才能通过杂交试验对其后代的遗传表现进行对比分析和研究，从而了解相对性进行对比分析和研究，从而了解相对性状的遗传规律。状的遗传规律。MendelMendel以前的研究以前的研究MendelMendel每次试验只注意一个单位性状每次试验只注意一个单位性状MendelMendel研究的研究的7 7对性状对性状单因子杂交单因子杂交相关符号相关符号 P parent P parent 亲本亲本 母本母本 父本父本 F filial generation F filial generation F F1 1 杂交第一代杂交第一代

5、 F F2 2 F F1 1自交或互交的子代自交或互交的子代 F F3 3 F F2 2自交或互交的子代自交或互交的子代 杂交杂交 自交自交显性性状和隐性性状显性性状和隐性性状双亲具有相对性状双亲具有相对性状在杂种中表现出来的性状称为显性性状在杂种中表现出来的性状称为显性性状（dominant charaterdominant charater）在杂种中不表现的性状称为隐性性状在杂种中不表现的性状称为隐性性状（recessive characterrecessive character）等位基因等位基因v控制显性相对性状的基因称为显性基因控制显性相对性状的基因称为显性基因v控制隐性相对性状的基

6、因称为隐性基因控制隐性相对性状的基因称为隐性基因v基因（基因（genegene）在染色体上有固定的位置，称为在染色体上有固定的位置，称为基因座位（基因座位（locuslocus，lociloci），），简称基因座简称基因座v控制相对性状的基因位于同源染色体的对等位控制相对性状的基因位于同源染色体的对等位置上，因此称为等位基因（置上，因此称为等位基因（alleleallele）表现型和基因型表现型和基因型表现型（表现型（phenotypephenotype）：）：人们所能见到或人们所能见到或用仪器设备能够检测到的相对性状用仪器设备能够检测到的相对性状。基因型（基因型（genotypegenoty

7、pe）：）：细胞内决定相应细胞内决定相应表现型的基因的组合。表现型的基因的组合。表现型基因型环境影响表现型基因型环境影响纯合基因型杂合基因型纯合基因型杂合基因型DDDD、dddd 纯合基因型（纯合基因型（homozygous genotypehomozygous genotype）具有纯合基因型的个体或细胞，称为纯合体具有纯合基因型的个体或细胞，称为纯合体（homozygotehomozygote）。）。DD DD 显性纯合体（显性纯合体（dominant homozygotedominant homozygote）DdDd 隐性纯合体（隐性纯合体（recessive homozygotere

8、cessive homozygote）DdDd 杂合基因型（杂合基因型（heterozygous genotype)heterozygous genotype)具有杂合基因型的个体或细胞具有杂合基因型的个体或细胞,称为杂合体称为杂合体（heterozygoteheterozygote）。）。杂交杂交cross和测交和测交test cross测交测交 test crosstest crossF F1 1（待测个体）与隐性个体杂交，从杂交后代待测个体）与隐性个体杂交，从杂交后代的表现型种类及其比例推测被测个体是纯合基的表现型种类及其比例推测被测个体是纯合基因型还是杂合基因型因型还是杂合基因型。测交

9、子代（测交子代（F Ft t）表现型的种类和比例正好反映表现型的种类和比例正好反映了被测个体所产生的配子的种类和比例。了被测个体所产生的配子的种类和比例。Mendel Mendel 比例比例v一对相对性状的遗传，就是一对相对性状的遗传，就是MendelMendel提出来的遗提出来的遗传学第一定律：分离定律传学第一定律：分离定律 the law of the law of segregationsegregationv测交后代（测交后代（FtFt）显性性状和隐性性状显性性状和隐性性状11 11，基因型基因型AaAa和和aaaa也是也是11 11 vF F2 2代显性性状和隐性性状代显性性状和隐性

10、性状3131，基因型，基因型AAAA、AaAa和和aaaa是是1 2 11 2 1v这些比例称为这些比例称为MendelMendel比例比例 MendelianMendelian ratios ratios显隐性关系的相对性显隐性关系的相对性完全显性完全显性 complete dominancecomplete dominance不完全显性不完全显性 incomplete dominanceincomplete dominanceF1的表现介于的表现介于双亲之间双亲之间不完全显性性不完全显性性状便于研究状便于研究基因型与表现基因型与表现型一致型一致共显性共显性 codominance双亲的性状

11、同时在双亲的性状同时在F1F1个体上表现。个体上表现。AA AA 碟形红血球，碟形红血球，aa aa 镰刀形红血球，镰刀形红血球，AaAa两种红血球同时存在两种红血球同时存在显性表现与环境的关系显性表现与环境的关系 表现型表现型=基因型基因型+环境环境兔子兔子 皮下脂肪有白色和黄色之分皮下脂肪有白色和黄色之分白色白色YY YY yyyy 黄色黄色F1 F1 YyYy白脂肪白脂肪 F F2 2 3/43/4白脂肪白脂肪 1/4 1/4的黄脂肪的黄脂肪若若yyyy个体只喂给麸皮（不含叶绿素），则皮下个体只喂给麸皮（不含叶绿素），则皮下脂肪也是白色的。脂肪也是白色的。Y Y基因编码合成分解色素的酶基

12、因编码合成分解色素的酶 显性表现与环境的关系显性表现与环境的关系v人的秃顶人的秃顶v秃顶基因在男人为显性，在女人为隐性秃顶基因在男人为显性，在女人为隐性v男人秃顶比女人秃顶多男人秃顶比女人秃顶多v秃顶与雄性激素直接有关秃顶与雄性激素直接有关v太监没有患秃顶的太监没有患秃顶的 秃顶秃顶棋盘格方法棋盘格方法 Punnett squarePunnett square可以用棋盘格可以用棋盘格来研究遗传来研究遗传学问题学问题第第2 2节节 独立分配规律独立分配规律又称自由组合规律又称自由组合规律 the law of independent assortmentthe law of independen

13、t assortment当当2 2对等位基因分别位于对等位基因分别位于2 2对对ChrChr.上时，上时，其遗传行为符合这一规律其遗传行为符合这一规律独立分配独立分配双因子棋盘格法双因子棋盘格法双因子杂交双因子杂交双因子遗传的分支法双因子遗传的分支法独立分配规律的实质独立分配规律的实质：v控制两对性状的两对等位基因，分别位于非同控制两对性状的两对等位基因，分别位于非同源的两对源的两对ChrChr.上上v杂合体杂合体F F1 1在减数分裂时，同源在减数分裂时，同源ChrChr.上的等位基上的等位基因进入不同的配子，而位于非同源因进入不同的配子，而位于非同源ChrChr.上的基上的基因自由组合进入

14、同一个配子，形成四类配子，因自由组合进入同一个配子，形成四类配子，且比例相等。且比例相等。v在受精过程中四类在受精过程中四类配子和四类配子和四类配子随机结配子随机结合，共有合，共有1616种组合方式种组合方式 双因子杂合体测交双因子杂合体测交AaBbaabbAaBbaabb 配子配子 abab配子配子ABABAbAbaBaBabab合子合子AaBbAaBbAabbAabbaaBbaaBbaabbaabb比例比例1 11 11 11 1双因子杂种的双因子杂种的MendelMendel比例比例v AaBbAaBb 双因子杂合体双因子杂合体 dihybriddihybridv 测交表现型测交表现型v

15、 AaBb AaBb：AabbAabb：aaBbaaBb：aabbaabb1 1：1 1：1 1：1 1v 自交表现型自交表现型v A A B B ：A A bbbb：aaBaaB ：aabbaabb9 9：3 3：3 3：1 1双因子杂合体自交后代（双因子杂合体自交后代（F F2 2）基因型及表现型比例基因型及表现型比例vAABB 1 AABBAABB 1 AABBvAAbbAAbb 1 1 AAbbAAbbvaaBBaaBB 1 1 aaBBaaBBvaabbaabb 1 1 aabbaabbvAaBBAaBB 2 BB 2 BB不分离，不分离，1 1AAAA：2Aa2Aa：1aa1aav

16、AabbAabb 2 bb 2 bb不分离，不分离，1 1AAAA：2Aa2Aa：1aa1aavaaBbaaBb 2 2 aaaa不分离，不分离，1 1BbBb：2Bb2Bb：1bb1bbvAABbAABb 2 AA 2 AA不分离，不分离，1 1BbBb：2Bb2Bb：1bb1bbvAaBbAaBb 4 9A 4 9A B B ：3A3A bbbb：3aaB3aaB ：1aabb1aabb多对相对性状的遗传多对相对性状的遗传当具有多对相对性状差异的个体杂交时，当具有多对相对性状差异的个体杂交时，只要决定这些性状的基因是分别位于非只要决定这些性状的基因是分别位于非同源同源Chr.Chr.上的，

17、仍然受独立分配规律的上的，仍然受独立分配规律的支配。支配。三因子杂合体（三因子杂合体（trihybridtrihybrid）产生产生8 8中配子中配子三因子杂合体自交后代三因子杂合体自交后代F2F2的表现型比例的表现型比例杂合基因对数与杂合基因对数与F F2 2表现型和基因型种类的关系表现型和基因型种类的关系第第3节节 Mendel规律的扩展规律的扩展复等位基因的遗传复等位基因的遗传 在同源在同源Chr.Chr.的对等座位上，有三个或三个以的对等座位上，有三个或三个以上不同性质的基因存在，称为复等位基因上不同性质的基因存在，称为复等位基因（multiple allelesmultiple al

18、leles）。人类的人类的ABOABO血型血型ABOABO血型血型第第9 9 ChrChr.上上I IA Ai iI IB Bi iI IA AI IB BI IA AI IA A I IA Ai i A A型型I IB BI IB B I IB Bi i B B型型I IA AI IB B AB AB型型ii Oii O型型ABOABO血型的遗传血型的遗传I IA AI IA A I IA AI IA A I IA AI IA A 全全A A型型 I IA AI IA A I IA Ai i 1 1I IA AI IA A :1 1I IA Ai i 全全A A型型 I IA Ai i I

19、IA Ai i 1 1I IA AI IA A A A型型 :2 2I IA Ai i A A型型:1 1ii ii O O型型 家兔毛色的遗传家兔毛色的遗传家兔中有四种不同的毛色：家兔中有四种不同的毛色：全色（全灰或全黑），全色（全灰或全黑），C C银灰银灰 c cchch喜玛拉雅型（耳尖，鼻尖，尾尖，四肢末端为喜玛拉雅型（耳尖，鼻尖，尾尖，四肢末端为黑色，其余部分为白色）黑色，其余部分为白色）c ch h 白化白化 c c是一组复等位基因，是一组复等位基因，CcCcchchcch hcc任何两种毛色的纯合体兔交配，再让子代近亲任何两种毛色的纯合体兔交配，再让子代近亲交配，交配，F F2 2

20、代均呈代均呈3 3：1 1的分离的分离。致死基因致死基因 lethal allelev有些基因一旦表达，就会导致生物体死亡。有些基因一旦表达，就会导致生物体死亡。v植物，合成叶绿素相关的基因如果发生突变：植物，合成叶绿素相关的基因如果发生突变：AaAa AAAA、AaAa 绿色，绿色，aaaa 白化，死亡白化，死亡a a就是致死基因就是致死基因刺豚鼠毛色遗传刺豚鼠毛色遗传AgoutiAgouti，正常正常毛色，灰色，毛色，灰色，野生型野生型YellowYellow，黄色，黄色，突变型突变型几个相关概念几个相关概念显性致死基因显性致死基因 domonant lethal alleledomona

21、nt lethal allele隐性致死基因隐性致死基因 recessive lethal allelerecessive lethal allele合子致死合子致死配子致死配子致死非等位基因的相互作用非等位基因的相互作用 v任何一个性状都不可能是一个基因控制的！任何一个性状都不可能是一个基因控制的！v通常所说的一个基因控制是指所研究的两通常所说的一个基因控制是指所研究的两个亲本只有一对基因的差异。个亲本只有一对基因的差异。基因与基因之间的相互作用基因与基因之间的相互作用 L L 基因基因 H H基因基因 （L L酶）酶）（H H酶）酶）前体前体 含氰葡萄糖苷含氰葡萄糖苷 氰化物氰化物三叶草中

22、氰化物含量的遗传三叶草中氰化物含量的遗传基因互作（基因互作（interaction of genesinteraction of genes）两对以上的非等位基因相互作用控制同两对以上的非等位基因相互作用控制同一个单位性状的表现一个单位性状的表现鸡冠的遗传鸡冠的遗传单片冠单片冠 （rrpprrpp）胡桃冠胡桃冠 （R R P P ）豌豆冠豌豆冠 （rrPrrP ）玫瑰冠玫瑰冠 （R R pppp）R Rr rP Pp p两个纯合体杂交两个纯合体杂交 RRPP RRPP 胡桃冠胡桃冠 rrpprrpp单片冠单片冠 RrPp RrPp胡桃冠胡桃冠 9 9R R P P ：3rrP3rrP ：3R3

23、R pp pp：1rrpp1rrpp 胡桃冠胡桃冠 豌豆冠豌豆冠 玫瑰冠玫瑰冠 单片冠单片冠注意：这里是注意：这里是1 1个单位性状，而不是个单位性状，而不是2 2个单位性状！个单位性状！互补作用互补作用 complementary effectcomplementary effect豌豆白花品种豌豆白花品种A CCpp ccPPA CCpp ccPP白花品种白花品种B B 紫花紫花CcPpCcPp 自交自交 9C 9C P P :3C3C pp:3ccPpp:3ccP :1ccpp:1ccpp 9 9紫花紫花 7 7白花白花积加作用积加作用 additive effectadditive e

24、ffect 南瓜果形南瓜果形 圆球形圆球形 AAbbAAbb 圆球形圆球形aaBBaaBB AaBb AaBb扁盘形扁盘形 自交自交 9A 9A B B :3A3A bb:3aaBbb:3aaB :1aabb :1aabb 9 9扁盘形扁盘形 6 6圆球形圆球形 1 1细长形细长形显性上位作用显性上位作用 epistatic dominanceepistatic dominance（也称异位显性）也称异位显性）燕麦燕麦 黑颖黑颖 BByyBByy 黄颖黄颖bbYYbbYY BbYy BbYy黑颖黑颖 自交自交 9B9B Y Y :3B 3B yyyy :3bbY3bbY :1bbyy :1bb

25、yy 1212黑颖黑颖 3 3黄颖黄颖 1 1白颖白颖隐性上位作用隐性上位作用 epistatic recessivenessepistatic recessiveness 家兔毛色家兔毛色 灰色灰色 CCGGCCGG 白色白色ccggccgg 灰色灰色CcGgCcGg 互交互交 9 9C C G G ：3C3C gggg ：3ccG 3ccG +1ccgg +1ccgg 9 9灰灰 3 3黑黑 4 4白白重叠作用重叠作用 duplicate effectduplicate effect 大豆子叶颜色大豆子叶颜色 黄子叶黄子叶 D D1 1D D1 1D D2 2D D2 2 绿子叶绿子叶d

26、d1 1d d1 1d d2 2d d2 2 （满仓金）（满仓金）（保定青皮青）（保定青皮青）黄子叶黄子叶D D1 1d d1 1D D2 2d d2 2 自交自交 15 15黄（黄（9 9D D1 1 D D2 2 +3D+3D1 1 d d2 2d d2 2+3d+3d1 1d d1 1D D2 2 ）：1 1绿绿d d1 1d d1 1d d2 2d d2 2 抑制作用抑制作用 inhibiting effectinhibiting effect 蚕茧颜色 显性白茧显性白茧 IIyyIIyy 黄茧黄茧iiYYiiYY 白茧白茧IiYyIiYy 互交互交 9 9I I Y Y ：3I3I

27、yyyy:3iiY:3iiY :1iiyy1iiyy 1313白白 3 3黄黄 2 2对基因互作模式表对基因互作模式表MendelMendel比例的变形比例的变形多因一效多因一效 multigenic effect 许多基因影响同一单位性状的现象许多基因影响同一单位性状的现象玉米糊粉层的颜色玉米糊粉层的颜色7 7对等位基因对等位基因玉米叶绿素的形成至少涉及玉米叶绿素的形成至少涉及5050对等位基因对等位基因果蝇眼睛的颜色受果蝇眼睛的颜色受4040几对基因控制几对基因控制一因多效一因多效Pleiotropism一个基因也可以影响许多性状的发育一个基因也可以影响许多性状的发育 豌豆中控制花色的基因

28、也控制种皮的颜色和叶腋有无黑斑。红花豌豆中控制花色的基因也控制种皮的颜色和叶腋有无黑斑。红花豌豆，种皮有色，叶腋有大黑斑。豌豆，种皮有色，叶腋有大黑斑。家鸡中有一个卷羽（翻毛）基因，是不完全显性基因，杂合时，家鸡中有一个卷羽（翻毛）基因，是不完全显性基因，杂合时，羽毛卷曲，易脱落，体温容易散失，因此卷毛鸡的体温比正常鸡羽毛卷曲，易脱落，体温容易散失，因此卷毛鸡的体温比正常鸡低。体温散失快又促进代谢加速来补偿消耗，这样一来又使心跳低。体温散失快又促进代谢加速来补偿消耗，这样一来又使心跳加速，心脏扩大，血量增加，继而使与血液有重大关系的脾脏扩加速，心脏扩大，血量增加，继而使与血液有重大关系的脾脏扩大。同时，代谢作用加强，食量又必然增加，又使消化器官、消大。同时，代谢作用加强，食量又必然增加，又使消化器官、消化腺和排泄器官发生相应变化，代谢作用又影响肾上腺，甲状腺化腺和排泄器官发生相应变化，代谢作用又影响肾上腺，甲状腺等内分泌腺体，使生殖能力降低。由一个卷毛基因引起了一系列等内分泌腺体，使生殖能力降低。由一个卷毛基因引起了一系列的连锁反应的连锁反应。作业P84857、11、12