遗传与作物育种精品课程课件(精品).ppt
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1、遗传与作物育种精品课程遗传与作物育种精品课程课件课件四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目上篇上篇 第四章第四章 连锁遗传(连锁与交换)规律连锁遗传(连锁与交换)规律2006年3月四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件第四章第四章 连锁遗传(连锁与交换)连锁遗传(连锁与交换)规律规律第三大规律前二大规律的综合与应用四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件对于第三章独立分配(自由组合)规律的检查一、第三章的简单总结一、第三章的简单总结二、思考题的检查:二、思考题的检查:1、第二、三章研究的基因与染色体的关系中有什么共同点?(回答人员:。)2、假设不是这种关系又会怎么样
2、?(回答人员:。)3、三对基因与染色体有多少种可能的位置关系?(回答人员:。)三、作业的讲解:三、作业的讲解:。四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件第四章第四章 连锁遗传规律连锁遗传规律第一节 性状连锁遗传的表现 第二节 连锁遗传的原理和验证 第三节 连锁和交换的遗传机理 第四节 交换值及其测定 第五节 基因定位与连锁遗传图第六节 性别决定与性连锁四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目精品课程课件本章要求掌握1连锁遗传的表现。2连锁遗传(连锁与交换)的原理。3连锁与交换规律的应用。4性别决定与性连锁遗传。5能进行简单的基因定位分析与基因测序第四章第四章 连锁遗传(连锁与交换)
3、规连锁遗传(连锁与交换)规律律连锁遗传规律是研究两对或多对基因共载于共载于同一对染色体上同一对染色体上的遗传规律。它是由美国生物学家摩尔根和他的同事,在前人研究的基础上,以果蝇为试验材料,结合细胞学的研究,所总结出来的第三个遗传变异的基本规律。第一节、连锁遗传的表现连锁遗传与独立遗传两个规律都是研究不同对等位基因(非等位基因)之间关系的规律。当两对或多对当两对或多对等位基因分载于不同对同源染色体上时等位基因分载于不同对同源染色体上时,表现独立遗传;当两对或多对等位基因共同存在于一对染色体当两对或多对等位基因共同存在于一对染色体上时上时,则受连锁遗传规律连锁遗传规律支配。因此,同时具有两对性状差
4、异的个体杂交,其遗传表现有很大不同。例如,玉米籽粒胚乳有饱满(Sh)与凹陷(sh)的相对差异;糊粉层颜色有有色(C)与无色(c)的相对差异。这两对基因共载于玉米细胞的第九对染色上。现以胚乳饱满、糊粉层有色的玉米纯系与凹陷、无色的纯系杂交,其F1、F2的表现如图4-4一一 性状连锁遗传现象的发现性状连锁遗传现象的发现实验一实验一 P 紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒 PPLL PPLL ppllppll F F1 1 紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒 PpLlPpLl F2 紫、长紫、长 紫、圆紫、圆 红、长红、长 红、圆红、圆 总数总数 P_L_ P_ll ppL_ ppl
5、l实际个体数实际个体数 4831 390 393 1338 6952按按9:3:3:1推推算的理论数算的理论数 3910.5 1303.5 1303.5 434.5 6952实验二实验二 P 紫花、圆花粉粒紫花、圆花粉粒 红花、长花粉粒红花、长花粉粒 PPll ppLLppLL F F1 1 紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒 PpLlPpLl F2 紫、长紫、长 紫、圆紫、圆 红、长红、长 红、圆红、圆 总数总数 P_L_ P_ll ppL_ ppll实际个体数实际个体数 226 95 97 1 419按按9:3:3:1推算推算的理论数的理论数 235.8 78.5 78.5 26.2 419二二
6、 连锁遗传的定义连锁遗传的定义 原来为同一亲本所具有的两个性状原来为同一亲本所具有的两个性状,F,F2 2中常有中常有连系在一连系在一起遗传起遗传的倾向的倾向,称为称为连锁遗传连锁遗传。相引相和相斥相相引相和相斥相 相引相相引相:甲乙二个显性性状连系在一起遗传,甲乙甲乙二个显性性状连系在一起遗传,甲乙两个两个隐性性状连系在一起遗传隐性性状连系在一起遗传的杂交组合的杂交组合,称相引相。称相引相。相斥相相斥相:甲显性和乙隐性性状连系在一起遗传甲显性和乙隐性性状连系在一起遗传,乙显乙显和甲隐连系在一起遗传的杂交组合和甲隐连系在一起遗传的杂交组合,称为相斥相。称为相斥相。描述描述亲本亲本花色花色花粉粒
7、形状花粉粒形状两个显性性状连在一起遗传两个显性性状连在一起遗传P1紫花紫花(显显)长花粉粒长花粉粒(显显)两个隐性性状连在一起遗传两个隐性性状连在一起遗传P2红花红花(隐隐)圆花粉粒圆花粉粒(隐隐)一个显性性状与另一个隐性性状一个显性性状与另一个隐性性状P1紫花紫花(显显)圆花粉粒圆花粉粒(隐隐)一个隐性性状与另一个显性性状一个隐性性状与另一个显性性状P2红花红花(隐隐)长花粉粒长花粉粒(显显)相引相相引相相斥相相斥相描述描述亲本亲本花色花色花粉粒形状花粉粒形状两个显性性状连在一起遗传两个显性性状连在一起遗传P1紫花紫花(显显)长花粉粒长花粉粒(显显)两个隐性性状连在一起遗传两个隐性性状连在一
8、起遗传P2红花红花(隐隐)圆花粉粒圆花粉粒(隐隐)一个显性性状与另一个隐性性状一个显性性状与另一个隐性性状P1紫花紫花(显显)圆花粉粒圆花粉粒(隐隐)一个隐性性状与另一个显性性状一个隐性性状与另一个显性性状P2红花红花(隐隐)长花粉粒长花粉粒(显显)相引相相引相相斥相相斥相第二节连锁遗传的原理和验证一、一、性状分解单独分析二、测交计算配子的百分数三、连锁遗传现象的解释每对相对性状是否符合分离规律?性状F2表现型F2个体数F2分离比例紫花(显)4831+390=5221红花(隐)1338+393=1731长花粉粒(显)4831+393=5224圆花粉粒(隐)1338+390=1728紫花(显)2
9、26+95=321红花(隐)97+1=98长花粉粒(显)226+97=323圆花粉粒(隐)95+1=963:13:13:13:1花色花粉粒形状相引相相斥相花色花粉粒形状两对相对性状自由组合测交法:测定杂种F1产生配子的种类和比例赫钦森(C.B.Hutchinson,1922)玉米测交试验籽粒颜色:有色(C)、无色(c)籽粒饱满程度:饱满(Sh)、凹陷(sh)试验结果分析:F1产生的四种类型配子比例不等于1:1:1:1;亲本型配子比例高于50,重组型配子比例低于50;亲本型配子数基本相等,重组型配子数也基本相等一、性状分解单独分析一、性状分解单独分析第一个试验:紫花:红花=(4831+390):
10、(1338+393)=5221:17313:1长花粉:圆=(4831+393):(1338+390)=5224:17283:1第二个试验:紫花:红花=(226+97):(97+1)=321:983:1长花粉:圆花粉=(226+97):(95+1)=323:963:1说明两个单位性状的综合分离不符合独立分两个单位性状的综合分离不符合独立分配规律,但每个单位性状而言,仍是受分离规配规律,但每个单位性状而言,仍是受分离规律支配律支配二二 测交计算配子的百分数测交计算配子的百分数独立分配遗传的前提独立分配遗传的前提 独立分配独立分配遗传的遗传的前提前提是是F F1 1个体形成的不同个体形成的不同配子比
11、例相同。对于配子比例相同。对于2 2对性状而言,对性状而言,F F1 1产生四产生四种配子,比例为种配子,比例为1:1:1:11:1:1:1。如果不是这样,如果不是这样,F F2 2就不可能获得原来的理就不可能获得原来的理论比例。由此可以推论,在连锁遗传中,论比例。由此可以推论,在连锁遗传中,F F1 1形形成多种的配子不相等。成多种的配子不相等。二测交试验相引相:计算:测交后代中亲本组合=(4032+4035)/86368100%=96.4%重新组合=(149+152)/8368100%=3.6%结论:F1不同类型配子的比例CSh:Csh:cSh:csh=48.2:1.8:1.8:48.21
12、:1:1:1 说明两对非等位基因不是独立分配的,而常常是连系在一起遗传,导致亲本型的配子数偏多,而重新组合偏少。相斥相计算:测交后代中:亲本组合=(21379+21096)/43785100%=97.01%重新组合=(638+672)/43785100%=2.99%结论:F1不同类型配子的比例Csh:CSh:csh:cSh=48.2:1.8:1.8:48.21:1:1:1说明两对非等位基因不是独立分配的,而常常是连系在一起遗传,导致亲本型的配子数偏多,而重新组合偏少。测交:相斥相亲本表现型亲本基因型F1表 现 型F1基 因 型Ft表 现 型 有色饱满有色凹陷无色饱满无色凹陷Ft基 因 型CcS
13、hshCcshshccShshccshshFt个 体 数6382137921096672比例(%)1.548.848.21.5有色饱满CcShsh有色凹陷无色饱满CCshshccShSh三、连锁遗传现象的解释连锁遗传规律:连锁遗传的相对性状是由位于同一对染色体上的非等位基因间控制,具有连锁连锁关系,在形成配子时倾向于连在一起传递;交换型配子是由于非姊妹染色单体间交换形成的。第三节连锁和交换的遗传机理一一 完全连锁和不完全连锁完全连锁和不完全连锁二二 交换与不完全连锁的形成交换与不完全连锁的形成一一 完全连锁和不完全连锁完全连锁和不完全连锁连锁的本质连锁的本质:BatesonBateson发现连
14、锁遗传现象不久,发现连锁遗传现象不久,MorganMorgan用用果蝇为材料,证明具有连锁关系的基因位于同一果蝇为材料,证明具有连锁关系的基因位于同一染色体上。染色体上。这一点是很容易理解的,因为生物的基因有这一点是很容易理解的,因为生物的基因有成千上万,而染色体只有几十条,所以一条染色成千上万,而染色体只有几十条,所以一条染色体必须载荷许多基因。体必须载荷许多基因。完全连锁(完全连锁(complete linkage)F F1 1自交或测交,其后代个体的表现型只表现自交或测交,其后代个体的表现型只表现为亲本组合的类型。完全连锁,后代的表现与一为亲本组合的类型。完全连锁,后代的表现与一对基因的
15、遗传很近似,即自交结果为对基因的遗传很近似,即自交结果为3:13:1分离分离,测交结果为测交结果为1:11:1分离。完全连锁是罕见的。分离。完全连锁是罕见的。不完全连锁(不完全连锁(incomplete linkageincomplete linkage)既有连锁又有交换的现象既有连锁又有交换的现象 不完全连锁不完全连锁F F1 1不仅产生亲型配子,也产生重不仅产生亲型配子,也产生重组型配子组型配子(交换交换)。上节所举的玉米籽粒颜色。上节所举的玉米籽粒颜色和粒形的遗传就是不完全连锁。和粒形的遗传就是不完全连锁。图4-4不完全连锁(incompletelinkage)双亲类型明显增多新类型显著
16、减少C-Sh基因间的连锁与交换二二 交换与不完全连锁的形成交换与不完全连锁的形成交叉型假设:交叉型假设:1 1 在双线期非姐妹染色单体间有某些点上出现在双线期非姐妹染色单体间有某些点上出现交叉(交叉(chismachisma),表示在同源染色体间对应片段发表示在同源染色体间对应片段发生过交换。生过交换。2 2 处于同源染色体的不同座位的相互连锁的两处于同源染色体的不同座位的相互连锁的两个基因之间如果发生了交换,就导致这两个连锁基个基因之间如果发生了交换,就导致这两个连锁基因的重组(染色体内重组)。因的重组(染色体内重组)。Sh Cshc二二分分体体Sh CSh CSh CSh CSh Cshc
17、shcshcshcshcshCShcC ShC ShC ShcShCshcshcshcsh全部亲本型全部亲本型1/2亲型亲型 1/2重组型重组型F1交换交换F1新新交换交换都发都发生在生在同源同源染色染色体相体相靠近靠近的非的非姊妹姊妹染色染色体体之间,之间,而另而另外两外两条不条不交换。交换。一部分染色体交换发生在连锁基因之内,重组配子 1/2重组、1/2亲型配子另一部分交换发生在连锁基因之外,非重组配子所以重组型配子自然少于所以重组型配子自然少于50%50%ShShCCshshcc染色单体染色单体染色单体染色单体染色单体染色单体染色单体染色单体染色体染色体染色体染色体同源染色体同源染色体S
18、h Csh c染色单体染色单体染色单体染色单体Sh cshC染色单体染色单体染色单体染色单体Sh CCShshshccc(交换前)(交换)同源染色体同源染色体同源染色体同源染色体(交换后)CCccshshShSh(后期II染色单体分开)同源染色体配对、交换重组示意图图图4-4 减数分裂中染色体的交换与基因交换减数分裂中染色体的交换与基因交换(图中将图中将Shsh简化为简化为Ss)I.染色体交换在Shsh与Cc两对基因之间II.染色体交换在Shsh与Cc两对基因区段之外发生第四节交换值及其测定 一一 交换值的概念及计算公式交换值的概念及计算公式 二二 交换值的测定方法交换值的测定方法请保持安静!
19、一一 交换值的概念及计算公式交换值的概念及计算公式 交换值,即重组率,是指重组型配子数占总配交换值,即重组率,是指重组型配子数占总配子数的百分率。子数的百分率。计算公式计算公式交换值交换值(RF)(%)=重组型的配子数重组型的配子数/总配子数总配子数100%二二 交换值的测定方法交换值的测定方法 1 1、测交法。即用、测交法。即用F F1 1与隐性纯合体交配,然与隐性纯合体交配,然后将重新组合的植株数除以总数即得。后将重新组合的植株数除以总数即得。2 2、自交法。用于去雄较困难的植物,如水、自交法。用于去雄较困难的植物,如水稻、小麦、花生、豌豆等。稻、小麦、花生、豌豆等。课堂练习:试计算课堂练
20、习:试计算图图4-44-4的交换值的交换值自交法自交法计算交换值的步骤计算交换值的步骤 求求F2代纯合隐性个体的百分率代纯合隐性个体的百分率 以上百分率开方即得隐性配子的百分率以上百分率开方即得隐性配子的百分率 含两个显性基因配子的百分率等于隐性含两个显性基因配子的百分率等于隐性配子的百分率配子的百分率 100%-2隐性配子的百分率得重组配子百隐性配子的百分率得重组配子百分率,即得交换值。分率,即得交换值。交换值的意义:基因的交换值是比较稳定的。遗传学上,通常以交交换值衡量两对基因在染色体上的相对距离换值衡量两对基因在染色体上的相对距离,并以1%作为1个遗传单位。例如上述Shsh与Cc两对基因
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