遗传定律以及其扩展

1、关于遗传定律及其扩展第一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月孟德尔（Gregor Johann Mendel）生平1822年：奥地利出生1851年：维也纳大学学习1853年：布隆修道院牧师18561964年：豌豆杂交试验（8年） 1866年：揭示遗传的两个基本规律1884年：去世1900年：证实分离规律和独立分配规律第二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月奥地利布隆修道院第三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月奥地利 Mendel 18221884孟德尔手稿第四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月孟德尔成功的因素严格选材精心设计定量分析科学推论精确验证第五张，PPT共九

2、十二页，创作于2022年6月豌豆是闭花授粉的植物，杂交实验从纯种出发，是他实验成功的保证豌豆花的各部分结构都较大，便于人工去雄和进行异花授粉所挑选出的有差异的性状都是既明显而又稳定1、严格选材 2、精心设计采用单因子分析法，分别观察和分析在一个时期内的一对性状的差异，最大限度地排除各种复杂因素的干扰第六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月3、定量分析4、科学推论5、精确验证对杂交实验的子代中出现的性状进行分类、计数和数学的归纳，深刻地认识到1:1和3:1数字中所隐藏着的深刻意义和规律在试验的基础上，首先发现“分离规律”。在此基础上，再把个别性状综合起来，又发现了“自由组合规律”巧妙地设计

3、了测交的方法，令人信服地证明了他的因子分离假设的正确性第七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第一节 分离定律一对相对性状的杂交试验分离现象的解释等位基因、基因型和表型的概念分离规律的验证第八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月一、一对相对性状的杂交试验1、基本概念性状（character）：生物体形态、结构和生理、生化等特征的总称 单位性状（unit character）：生物体的每一个具体性状 植物的株高、花的颜色 人的肤色、种子的形状第九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月相对性状(contrasting character

4、)：同一性状在不同个体间的不同表现形式 植物的外表、形状、高低第十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月p 红花()白花() F1 红花 F2 红花 : 白花 株数 705 : 224 比例 3.15 : 1理论值 3 : 12、孟德尔的豌豆杂交试验第十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 P：亲本(parent) ：母本(female parent) ：父本(male parent) ：表示杂交,在母本上授外来的花粉：自交,指同一植株上的授粉F：杂种后代(filial generation) F1: 杂种一代 F2: 杂种二代 Fn: 杂种n代遗传学符号代表的意义第十三张，PP

5、T共九十二页，创作于2022年6月正交以红花为母本（）与父本（）白花杂交后，F1代全部出现红花。而自交的F2代中，出现红花和白花两种类型，两者的比例接近于3:1反交正交与反交之间互称为正反交或互交反过来，以白花为母本（）与父本（）红花杂交，结果与上面一样。正交和反交的结果完全一样，都接近3:1，说明F1和F2的性状表现不受亲本组合方式的影响第十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月种子颜色试验第十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 3、花的颜色 1、种子形状 5、豆荚颜色 4、豆荚形状 2、种子颜色6、花的位置7、植株高度第十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月孟德尔7

6、对相对性状的豌豆杂交试验结果性 状杂交组合F1显性性状F2显性性状F2隐性性状F2比 例花 色红花白花红花705红花224白色3.15:1种子性状圆粒皱粒圆粒5474圆粒1850皱粒2.96:1子叶颜色黄色绿色黄色6022黄色2001绿色3.01:1豆荚形状饱满不饱满饱满822饱满299不饱满2.95:1未熟豆荚色绿色黄绿色428绿色152黄色2.32:1花着生位置腋生顶生腋生651腋生207顶生3.14:1植株高度高的矮的高的787高的277矮的2.84:1试验结果完全一致，F2约为3:1第十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 3、7对豌豆杂交试验的共同特点 杂种F1的一致性：所有

7、植株只表现一个亲本的性状，另一个亲本的性状没有表现 F1表现出来的性状称为显性性状，如红花 F1没有表现出来的性状称为隐性性状，如白花第十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月F2群体变异的非连续性：分离的两种类型的界限明确，没有过渡类型 显性性状和隐性性状的个体，在F2中按照3:1的比例出现杂种F2的性状分离：一部分表现一个亲本的性状，另一部分表现另一个亲本的性状，即显性性状和隐性状都重新出现 隐性性状在F1并没有消失,而是隐藏未见，在F2又重新出现第十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 二、分离现象的解释性状是由遗传因子（genetic factor)控制的，相对性状由相对

8、的遗传因子控制遗传因子在体细胞内是成对存在的，一个来自母本，一个来自父本。在形成配子时，成对的遗传因子彼此分开，各自进入一个配子中去，每个配子中就只含有成对的遗传因子中的一个 第二十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月杂种体细胞内，成对的遗传因子各自独立，互不混杂。但对性状发育所起的作用却不同，当显性因子和隐性因子共存于一个植株时，表现出显性性状；两个因子均为显性时，植株也表现显性性状；只有两个因子均为隐性时，隐性性状才得以表现杂种所产生的不同类型的配子数目相等，雌雄配子的结合是随机的。与其所携带的遗传因子无关第二十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月P CC cc 红花 白花

9、配子 C c F1 Cc 红花 雄配子 雌配子 C c C CC Cc c Cc ccF2 1CC：2Cc：1cc 3 红花：1 白花 分离假说的遗传图解C：为显形c： 为隐性第二十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月分离现象的图解第二十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月三、等位基因、基因型和表型的概念基因(gene)遗传因子(genetic factor)等位基因：同源染色体上，位置相同，控制一对相对性状的基因 如红花基因C和白花基因c第二十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 基因型(genotype)：控制生物体所有性状的全部基因，是生物体遗传基因的总和。通常也

10、指控制某一性状的基因组合例如：决定红花性状（颜色）的基因型可能是Cc，也可能是CC。白花性状只能是cc。第二十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月纯合体（homozygote）：同源染色体的同一位点上相同的基因。成对的基因都是一样的，如CC或cc杂合体（heterozygote）：同源染色体的同一位点上不同的基因。成对的基因不同，如Cc第二十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月表型（phenotype）：生物体所有性状的总和，又称表现型。基因型是生物体内在的遗传基础，只能根据表现型，用实验方法确定表型是基因型和外界环境条件相互作用的结果，可以直接观测第二十七张，PPT共九十二页

11、，创作于2022年6月四、分离规律的验证 分离规律是建立在一种假设的基础上，假设的实质是成对的基因在配子形成过程中彼此分离，互不干扰，因而配子中只有成对基因的一个，在遗传上它是纯粹的。测交法自交法花粉鉴定法第二十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 1、测交法定义：把被测验的个体与纯合隐性亲本进行杂交，以确定被测验个体的基因型（F1）由于隐性纯合体只能产生一种含隐性基因的配子，它们和含有任何基因的另一种配子结合，其子代将只能表现出另一种配子所含基因的表现型第二十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月一对基因测交模式图第三十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月2、自交法定义：

12、用F2植株自交产生F3，然后根据F3植株的性状表现来证实F2的基因型F2代中呈白花的植株，F3代应该不会再分离，只产生白花植株；F2代中呈红花的植株，2/3应该是Cc杂合体，1/3应该是CC纯合体，前者2/3的植株在F3代应再分离出3/4的红花植株和1/4的白花植株，而后者1/3的植株在F3代不再分离，全部为红花植株第三十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月豌豆F2自交后的F3结果第三十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月3、花粉鉴定法P （非糯性）WxWx wxwx（糯性） （直链淀粉） （支链淀粉） Wx wx 蓝黑色 红棕色 碘染色 F1 Wxwx Wx wx 杂种花粉

13、（ 1:1）蓝黑色 红棕色 碘染色定义：同源染色体上的等位基因，平均分配到两个配子中第三十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月小麦毛颖基因P为显形，光颖基因p为隐形。用字母表示出下面的基因型。1、毛颖毛颖，后代全部为毛颖2、毛颖毛颖，后代3/4毛颖、1/4光颖3、毛颖光颖，后代1/2毛颖、1/2光颖课堂提问： 1、毛颖毛颖，后代全部为毛颖 PP - - P- 2、毛颖毛颖，后代3/4毛颖，1/4光颖 Pp Pp 1PP、2Pp、1pp 3、毛颖光颖，后代1/2毛颖，1/2光颖 Pp pp 1Pp、1pp第三十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第二节 自由组合定律两对相对性状的

14、遗传非等位基因的自由组合自由组合规律验证孟德尔定律的影响因素第三十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月一、两对相对性状的遗传 P 黄色、圆粒 绿色、皱粒 F1 黄色、圆粒 F2 黄色圆粒 : 黄色皱粒 : 绿色圆粒 : 绿色皱粒总数实际粒数 315 101 108 32 556 理论比例 9 : 3 : 3 : 1 16 第三十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第三十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 两对相对性状杂交的共同特点F1都是得到黄色和圆粒种子，说明黄色和圆粒都是显性的，这与二对性状分别单独进行研究的结果一致将F2各对性状单独统计，每对相对性状的分离符合3

15、:1比例 黄色:绿色=(315+101):(108+32)=416:1403:1 圆粒:皱粒=(315+108):(101+32)=423:1333:1第三十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月F2出现性状分离，有四种表现型，除原来亲本类型黄圆、绿皱之外，还有新的性状组合出现，即黄皱、绿圆 亲本原有的性状组合称为亲组合，如黄圆和绿皱 亲本品种原来没有的性状组合称为重组合，如黄皱和绿圆两对相对性状的遗传，分别由两对等位基因所控制。各对性状的遗传都符合分离规律的（3:1)，F2四种表现型的分离比9:3:3:1，恰恰是3:1的平方，这说明这两对相对性状非但可以拆开，进行重组，而且是自由组合的

16、第三十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 第四十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 实粒数 315 101 108 32 理论数 312.75 104.25 104.25 34.75 相差数 +2.25 3.25 3.25 2.75 第四十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月1、自由组合遗传现象的解释二、非等位基因的自由组合两对性状是由两对基因控制的，黄色（Y）圆粒（R）种子亲本基因型是YYRR，产生的配子只有一种，全为YR； 绿色（y）皱粒（r）种子亲本基因型为yyrr，产生的配子也只有一种，全是yrYR配子与yr配子结合，产

17、生的子一代（F1）基因型是YyRr，表型是黄圆第四十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月1/4YR1/4Yr 1/4yR1/4yr1/4YR YYRR黄圆YYRr黄圆YyRR黄圆YyRr黄圆1/4Yr YYRr黄圆YYrr黄皱 YyRr黄圆Yyrr黄皱1/4yR YyRR黄圆YyRr黄圆yyRR绿圆yyRr绿圆1/4yr YyRr黄圆Yyrr黄皱 yyRr绿圆yyrr绿皱总计：9/16黄圆：3/16黄皱：3/16绿圆：1/16绿皱 形成配子时，同一对基因Y、y(或R、r)各自独立地分离，分别进入不同的配子中去；不同对的基因则是自由组合的雌雄配子的结合是随机的，在F2中可有16种组合的9

18、种基因型的合子，表型上有9种黄圆，3种黄皱，3种绿圆，1种绿皱第四十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第四十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 杂交所包括的基因对数及基因型和表型 杂交中的 F1杂种产生 F1配子可 F2基因型 显性完全时 F2表型 基因对数 的配子种类 能的组合数 的种类 F2表型种类 分离比例 1 2 4 3 2 (3:1)1 2 4 16 9 4 (3:1)2 3 8 64 27 8 (3:1)3 4 16 256 61 16 (3:1)4 n 2n 4n 3n 2n (3:1)n2、多对相对性状的遗传分析自由组合定律也适用于3对或4对以致更多对基因的

19、遗传分析，杂交所涉及到的基因数目越多，F2杂种的基因型和表型也越多第四十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月基因与染色体的平行关系第四十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 两对同源染色体及其载荷基因的独立分配示意图第四十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月三、自由组合规律验证1、测交法把被测验的个体与隐性纯合子进行杂交，在测交子代产生4种比例相等的配子第四十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第四十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月2、自交验证法让F2 自交得到F3，由F3的表现型来验证的F2基因型，从而说明基因的分离和自由组合。第五十张，PPT共九

20、十二页，创作于2022年6月两对基因均为纯合的基因型有四种： YYRR、yyRR 、 YYrr 、yyrr，它们自交后的F3不会发生性状分离。在F2群体中各占1/16一对基因是纯合，另一对基因是杂合的基因型也有四种：YyRR、Yyrr、 YYRr、 yyRr，它们自交后的F3，一对性状不分离，另一对性状将出现3 : 1的分离现象。在F2群体中各占2/16两对基因均为杂合的基因型只有一种：YyRr，它们自交后的F3，将发生9 : 3 : 3 : 1的分离。在F2群体中占4/16第五十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月四、孟德尔定律的影响因素研究的生物体是二倍体，相对性状差异明显 显性作

21、用完全，不受其他因素影响子一代配子的数目、生活力和结合机会相等不同基因型个体的存活率相同杂种后代都处于相对一致的条件，群体较大第五十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月自由组合规律的实质控制两对性状的两对等位基因，分别位于不同的同源染色体上在减数分裂形成配子时，同源染色体上的每一对等位基因发生分离，而位于非同源染色体上的基因之间可以自由组合不同对基因在形成配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合第五十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月有Aa和Bb两对自由组合的基因，A对a、B对b显形1、AaBb个体产生AB配子的概率是多少？2、AABb个体能产生哪些配子？3、AaBbAaBb

22、杂交产生AABB的概率是多少？课堂提问： 1、 AaBb个体产生AB配子的概率是多少？ 1/4 （AB、Ab、aB、ab） 2、 AABb个体能产生哪些配子？ AB、Ab 3、 AaBbAaBb杂交产生AABB的概率是多少？ 1/16 9:3:3:1第五十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第三节 孟德尔定律的拓展不完全显性复等位基因的遗传多因一效和一因多效 第五十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月1、不完全显性1) 金鱼草 红花 WW 白花 ww P 粉红色 Ww 粉红色 Ww F1 1红WW 2粉Ww 1 白ww F2 第五十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第

23、五十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月2） 人类的“卷发”性状 直发CC；Cc中等卷曲；cc十分卷曲3） 人类高血胆固醇症（H对h不完全显性） H H 正常人 H h 杂合 (血液中胆固醇是正常人2倍) h h 隐性纯合 (血液中胆固醇是正常人5倍)第五十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月2、复等位基因的遗传复等位基因（multiple alleles ）： 一个基因有2个以上的等位形式，这一等位基因系列称为复等位基因。 但每个二倍体细胞只拥有其中的任意2个，分离的规律也和一对等位基因相同。第五十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月人类血型的遗传()、I()、 3个

24、复等位基因决定了红细胞表面抗原的特异性。 可用于亲子鉴定。第六十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月观察水平基 因 型显性表现临床表现HbAHbA正常HbAHbS正常HbSHbS患病完全显性血球形态正常圆盘形、镰形镰刀形等显性人类镰刀形贫血病的遗传： 第六十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月3、多因一效和一因多效定义：生物某一性状的发育受许多基因控制，即一个性状的发育是由许多基因所控制的许多系列化过程连续作用的结果。玉米的叶绿素50多个基因果蝇的翅膀 40个基因1）多因一效第六十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 2）一因多效定义：一个基因影响多个性状，即一个基因除了

25、控制一个以该基因为主的系列化过程外，也影响其他生化过程，从而影响其他性状的发育水稻的矮生基因 矮化、分蘖力、叶绿素、细胞直径豌豆的红花基因C红花、种皮褐色、叶腋黑斑点豌豆的白花基因cc 白花、种皮白色、叶腋无黑斑点第六十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 鸡的翻毛基因FF 羽毛翻卷一系列的生理变化：散热量增加、适应气温变化能力低、体温较低、代谢速率增加、食量加大、心跳加快、血量增加，以及肾上腺、甲状腺、生殖腺异常第六十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 已知：控制鹦鹉羽毛颜色的有四个等位基因（即两对基因）：B、b、C、c。 B使羽毛颜色呈黄色 C使羽毛颜色呈蓝色 b和c是隐

26、性基因，不产生色素。课堂提问：第六十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 问：（1）写出图中四个鹦鹉的基因型。（2）基因型为BbCc的鹦鹉应为什么颜色？（3）两只基因型为BbCc的鹦鹉所产生的后代是什么情况？第六十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第四节 遗传的染色体基础遗传因子（基因）的载体是什么？它们与细胞内的何种细胞结构相对应？第六十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月遗传的染色体学说1902年 ，W. S. Sutton 和T Boveri提出遗传的染色体学说： 孟德尔的遗传因子（基因）与配子形成和受精过程中的染色体传递行为具有平行性，染色体是基因的载体。 第

27、一次把遗传物质和染色体联系起来。第六十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月遗传的染色体学说分离定律：后期I，同源染色体彼此分开，等位基因A，a分离自由组合定律：后期I，非同源染色体进行自由组合第六十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月孟德尔定律的染色体学说实质：分离定律：同源染色体分离，从而实现等位基因分离，因而导致性状的分离自由组合定律：同源染色体分离，非同源染色体的独立分配，导致了基因的自由组合。第七十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月遗传的染色体学说遗传学家摩尔根集中研究果蝇的遗传问题。在1910年通过果蝇眼色突变性状的遗传实验发现了伴性遗传现象。第一次揭示出一种

28、遗传特性与某一特定染色体的明确联系。第七十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月摩尔根现代遗传学之父 美国最著名的生物学家1933年诺贝尔生理学及医学奖获得者(染色体遗传理论)坚实的理论基础良好的实验训练 许多重要成果对科学的热忱第七十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月黑腹果蝇（Drosophilia melanogaster） 一种模式生物双翅目昆虫繁殖能力强生活周期短（约10天）突变种类多染色体仅4对，且形态特点明显第七十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月伴性遗传：由性染色体所携带的基因在遗传时与性别相联系的遗传方式。摩尔根在黑腹果蝇的白眼遗传分析中第一次将一个特

29、定的白眼基因和一条特定的 染色体联系起来，为遗传的染色体学说提供了第一个实验证据。第七十四张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第五节 连锁交换定律一、 Bateson 和Punnett的实验1908年， 发现一个似乎与孟德尔不完全相符的遗传现象。 香豌豆花的颜色 紫 P 红p 香豌豆花的花粉形状 长 L 圆l第七十五张，PPT共九十二页，创作于2022年6月1）仅观察一对性状时，符合孟德尔第一定律 PpPp 或LlLl： 显隐性基因分离，表型比均为3：12）同时观察两对性状时，不符合孟德尔第二定律第七十六张，PPT共九十二页，创作于2022年6月P 紫长 红圆 （PPLL) （ppll）

30、F 紫长（PpLl） F2 紫长 紫圆 红长 红圆 P_L_ P_ll ppL_ ppll 观察数： 284 21 21 55 理论数： 215 71 71 24 图 香豌豆两对性状（正交）的遗传不符合 9：3：3：1亲组型比理论数多；重组型比理论数少第七十七张，PPT共九十二页，创作于2022年6月 P 紫圆 红长 （PP l l） （ p pLL） F1 紫长 （PpLl） F2 紫长 紫圆 红长 红圆 P_L_ P_ ll ppL_ pp ll 实得数 ： 226 95 97 1 理论数 ： 235.8 78.5 78.5 26.2图 香豌豆两对性状（反交）的遗传不符合 9：3：3：1亲

31、组型比理论数多；重组型比理论数少第七十八张，PPT共九十二页，创作于2022年6月杂交结果： 亲组型比理论数多 重组型比理论数少即F1形成配子时，有更多保持亲代原来组合的倾向，且这种倾向与显隐性无关。不符合自由组合定律。Bateson等人未能解释。1912年摩尔根利用果蝇杂交提出连锁交换定律。第七十九张，PPT共九十二页，创作于2022年6月果蝇杂交实验 灰色 G和黑色 g 长翅 Vg和残翅 vg 灰身长翅雌果蝇黑身残翅雄果蝇 GGVgVg ggvgvg 灰身长翅雌果蝇黑身残翅雄果蝇 GgVgvg ggvgvg 灰身长翅 黑身残翅 灰身残翅 黑身长翅 41.5% 41.5% 8.5% 8.5%

32、二、摩尔根的连锁遗传研究第八十张，PPT共九十二页，创作于2022年6月不完全连锁（incomplete linkage） 由于同源染色体非姊妹染色单体上的非等位基因之间发生交换而引起部分基因重组的现象。第八十一张，PPT共九十二页，创作于2022年6月灰身长翅雌果蝇黑身残翅雄果蝇 GGVgVg ggvgvg 灰身长翅雄果蝇黑身残翅雌果蝇 GgVgvg ggvgvg 灰身残翅 黑身长翅完全连锁（complete linkage） 位于同一染色体上的基因总是倾向于联系在一起共同遗传的现象。第八十二张，PPT共九十二页，创作于2022年6月第八十三张，PPT共九十二页，创作于2022年6月三、 利用重组率进行基因定位摩尔根的学生A. H. Sturtevant假设基因在染色体上直线排列基因相距越远，发生交换的可能性越大根据重组率来确定基因在染色体上的相对位置，即基因定位（gene mapping)。染色体图：表示基因在染色体上的相对位置。又称