遗传的基本定律课件

第二章遗传的基本定律一、与遗传有关的概念（一）性状、相对性状及性状的显隐性1、性状：生物体的形态特征和生理特性的统称。2、单位性状：每一个具体的性状在遗传学研究中被作为一个单位看待，故称为单位性状。任何性状的表现都是基因型和内外环境条件相互作用的结果。

1）相对性状：同一单位性状的相对差异称为相对性状。2）显性性状（dominantcharacter）：F1中表现出来的亲本一方的性状。3）隐性性状（recessivecharacter）：F1中不表现出来的性状。4、正交和反交（reciprocalcross，互交）：用甲乙两种不同遗传特性的亲本杂交时，如以甲作母本、乙作父本的杂交为正交，则以乙作母本、甲作父本的杂交为反交。两者合起来就叫互交。5、自交（self-cross）：雌雄同体的生物，同一个体上的雌雄交配，一般用于植物。6、回交（backcross）：子一代与亲本之一相交配的一种杂交方法。7、测交（testcross）：让杂种子一代与隐性纯合亲本类型交配，是一种用来测定杂种F1遗传型的方法。8、纯种（truebreeding）：相对于某一或某些性状而言在自交后代中没有分离而可真实遗传的品种。二、分离定律1、孟德尔的豌豆一对性状杂交试验2、分离定律的基本内容：形成性细胞的时候，等位基因随着同源染色体的分离而各自进入一个性细胞。特点∶

①F1只表现1个亲本性状

②F2分离3∶1其中显性个体中1／3真实遗传，2／3个体在F3中继续分离。

问题∶

多代自交会有什么效果?②自交法：F2自交产生F3代，观察F3代的性状分离。作用∶后代的分离比例等于待测个体的配子比例的平方。子2代能否真实遗传反应了子1代个体的基因型

③花粉测定法因为相对基因各自进入一个性细胞，因此通过对花粉的观察测定可以确定该等位基因是否符合分离规律。4、分离定律的应用①自交的情况下性状的分离和性状的纯合是同时发生的，其结果是杂合体越来越少，纯合体越来越多。②配子只含有等位基因的一员，不再产生分离，因此，利用花粉植株加倍就可得到纯合的二倍体。这一规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。三、独立分配定律

（自由组合定律）1、亲组合（parentalcombination）：亲本原有的性状组合。

重组合（recombination）：亲本品种原来没有的性状组合叫重组合。

豌豆杂交试验例证：P(亲代)黄(子叶)园(粒型)绿(子叶)皱(粒型)

F1(子1代)黄、园(显性性状)

F2(子2代)黄、园：黄、皱：绿、园：绿、皱

315

：101：108：325569.844：3.156:3.375:19:3:3:1黄:绿＝(315＋101)：(

108＋32)＝416:140＝2.97:13/4:1/4园:皱＝(315＋108)：(101＋32)＝423:133＝3.18:13/4:1/4规律：①两对性状的全部可能组合在F2均有出现②每对性状的世代间传递分别符合分离规律③F2各种表现型的出现比例符合独立事件的积事件概率。

4、独立分配定律的应用①通过对不同对基因之间的自由组合，在杂种后代会出现新的重组合类型—杂交育种的重要理论基础。②根据独立分配定律，可以预见杂种后代各类型的出现概率，为设计育种方案提供依据，减少工作的盲目性。例：杂交亲本差异大，要重组的性状多，则后代群体要大些，反之，则可以小些。③采取适当的措施防止良种在有性生殖中性状的分离和重组。

不同基因的独立分配是自然界生物发生变异的重要来源之一。自由组合定律的发现为我们解释生物的多样性提供了理论基础。生物变异的原因很多，其中基因的自由组合是出现生物多样性的重要原因之一。假如一个生物有20种性状，每种性状由一对基因控制，它的基因型的数目就有320＝34亿多，表型的数目为220，超过100万，而实际上生物的性状远远超过20种。

符合孟德尔遗传规律的林木性状1、形态性状白松—球果颜色挪威云杉—幼苗子叶颜色火炬松—叶绿素缺乏症展果松—茎增粗生长爱荷达白松—疱状锈病欧洲云杉—窄冠型孟德尔遗传定律的拓展1、部分显性（PartialDominance）F1代表现的性状是双亲性状的中间型，是一系列从无显性到显性完全间的若干中间类型。当相对性状为不完全显性时，表现型和基因型是一致的→通过对表型的观察即可确定基因型

挪威云杉（Piceaabies）幼苗针叶颜色在遗传上存在基因间部分显性关系，即GG为深绿色，gg为白色（突变型），Gg为亮绿色或金黄色。2、共显性（Codominance）双亲的性状同时在F1代个体上出现，而不表现单一的中间型例：正常人的红血球细胞呈碟形，镰形贫血症人的红血球呈镰刀形，二者结婚所生的子女，他们的红血球细胞既有碟形，又有镰刀形，平时不发病，只有在缺氧的情况下才发病。豌豆花色由2个位点的基因控制。紫色花朵形成过程中有两步酶促反应，分别由C和P位点控制，因此形成紫色花必须在2个位点至少出现1个C、P显性等位基因。随所依据标准的不同，显隐性关系发生改变。

例：宏观上呈显隐性关系的相对性状，在分子水平上却可能呈共显性关系，即二者的基因都表达从而产生两种不同的蛋白。显性基因的作用在不同的遗传背景下也会有所不同。例：有角羊与无角羊杂交，F1雄性有角，雌性没有角。相斥组（repulsionphase）：具两对相对性状的两个亲本杂交，其中1个亲本具有第1对相对性状的显性性状和第2对相对性状的隐性性状，另1亲本具有第1对相对性状的隐性性状和第2对相对性状的显性性状这样的组合称相斥组。（Ab/aB或Ab/Ab）贝特逊香豌豆试验（图）紫花、长形花粉×红花、圆形花粉(相引组)PPLLppll

↓

紫花、长形花粉PpLl

↓

紫、长：紫、园：红、长：红、园试验结果4831:390:393:1388Σ=6952理论比例3910.5:1303.5:1303.5:434.5

紫花、园形花粉×红花、长形花粉(相斥组)PPllppLL

↓

紫花、长形花粉PpLl

↓

紫、长：紫、园：红、长：红、园试验结果226：95：95：1Σ=417理论比例235.8：78.5：78.5：26.21、性状的连锁遗传现象：F2代分离时亲本型组合数比理论数高，重新组合数比理论数少。2、连锁遗传的特点：①F1代都表现出高度的一致性，F2代所产生的4种类型个体数不符合独立分配定律所预计的理论值，而是亲本组合类型远多于重组合类型，并且两个亲本组合类型基本相等，两重组类型基本相等。②连锁遗传有相引组和相斥组的区别。③完全连锁（completelinkage）：一对同源染色体上的两个非等位基因—连锁基因，它们是作为一个整体分配到配子中去的，不发生交换，这种现象称之为完全连锁。不完全连锁（incompletelinkage）：位于同一染色体上的2个或2个以上的非等位基因，不总是作为一个整体传递到子代去的现象。

3、连锁基因的交换值及测定方法交换值（％）＝重组值（％）＝×100（％）细胞遗传学中的“交换”与遗传学中的“重组”是两个不同的概念。只有当同一座位上的基因为杂合体时，才有可能检测出遗传重组的发生。

一般是两个基因在染色体上的距离越远，其互换的比率越大，距离越近，互换率越小，因此交换值的大小就可以用来表示基因间距离的长短。

①两点测交（two-pointtestcross）：每次只测定两个基因间的遗传距离，这是基因定位的最基本方法。需要分别进行三次杂交和三次测交双交换无法检出，因为在两个基因之间双交换的结果等于没交换。②三点测交（three-pointtestcross）：通过一次杂交和一次测交，同时确定三对等位基因（即三个基因位点）的排列顺序和它们之间的遗传距离，是基因定位的常用方法。

用三点测交能测出双交换，因此更能准确地反映出连锁基因间的相对距离。F1配子的基因型实得籽粒数＋＋＋2238cshwx2198c++98+shwx107++wx672csh+662c+wx39+sh+19总数6033在有双交换发生的时候，计算图距时一定要加上双倍双交换值。从任何一个三点测交的结果中，可以发现，所得测交后代的8种可能的表型中，最多的两种是亲组合，最少的两种是双交换产物，中间数量的4种是单交换的产物。

4、连锁交换定律的基本内容①连锁遗传是位于同一对同源染色体上非等位基因间的遗传现象。②一般来说位于同一染色体上的基因也作为一个单位随染色体行动，但少部分性母细胞在染色体联会时会发生非等位基因之间的染色单体的节段互换，形成少量的交换类型配子，从而产生少量的交换类型个体。③连锁遗传不像独立遗传那样F2代和测交后代各类型间有一定的比例关系，而是不同基因间有不同的表现。5、连锁交换定律的应用①具有多对相对性状的杂交，从后代可以选育出综合双亲优点的性状重新组合的新类型。②连锁遗传后代出现新类型的机会比独立遗传少得多，因此在育种过程中要种植更大的杂种群体。可根据该定律预见杂种后代需要类型出现的概率设计育种方案③根据连锁遗传基因间联系在一起而表现出的性状之间的相关性提高选择效率。统计学原理在遗传研究中的应用1、概率原理的应用

⑴积事件原理∶两个以上独立事件同时发生的概率为各事件单独发生概率的乘积。上例∶F2粒色中黄∶绿=粒型的园∶皱=

出现

黄粒圆形的几率=⑵和事件原理两个以上互斥事件发生的概率为各自发生概率之和。分离定律的表现中，显性表现型个体出现概率是纯合显性个体出现概率()与杂合显性个体出现概率()之和()2、二项展开式的应用二项展开式∶(p+q)n=⑴推断理论符合几率例∶典型分离规律现象

AA×aa

↓

Aa得到24粒种子↓×

后代出现3∶1分离的概率

设∶p(显性个体理论比例)=3/4q(隐性个体理论比例)=1/4(p+q)=1F1代有24粒种子即视为试验重复24次，其各种表现型比例的出现几率符合二项展开式规律。隐性个体重合的几率为当k=nq=24×=6时的概率

即=⑵推断表现型的比例∶当性状为完全显性时，显性个体与隐性个体比例为3∶1以a代表显性性状b代表隐性性状，如果试验涉及n对性状则(a+b)n的展开式为表现型的比例。当n=1比例为a+b=3+1当n=2比例为(a+b)2=a2+2ab+b2=32+3+3+1当n=3比例为(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3=27+9+9+9+3+3+3+1⑶推断基因型比例∶(a+b)n的展开式的系数为基因型比例∶

=当研究的对象为数量性状时有效基因数目相同的基因型，性状表现程度也相同设a为有效基因，a2代表有两个有效基因；b为无效基因，n为基因的个数

=为展开式的系数(a+b)n=当n=2(1对基因)∶(a+b)2=a2+2ab+b2基因型比例为1∶2∶1当n=4(2对基因)∶(a+b)4=a4+4a3b+6a2b2+4ab3+b4基因型比例为1∶4∶6∶4∶13、卡方测验判断实际结果与理论比率适合程度，通常采用法来测验＝

也可写成

:＝

松树球果颜色遗传表型基因型期望频率观测值（o）期望值（e）o-e(o-e)2/e粉色PPPp3/48381.751.250.02绿色pp1/42627.25-1.250.06合计1091090.08假如我们手上有两个番茄品种：一个是抗病红果肉品种（SSRR），另一个是染病黄果肉品种（ssrr），抗病S对染病s是显性，红果肉R对黄果肉r是显性。如果我们想得到10株抗病黄果肉品种（SSrr），那么需要做多少次杂交，F2群体最少要多少株？

核外遗传核外遗传（extranuclear）或细胞质遗传（cytoplasmicInheritance）：染色体以外的遗传因子所表现的遗传现象，真核生物中称为细胞质遗传。特征：双亲对遗传的贡献是不同的，以及表型的分离是不规则的。一、细胞质遗传的发现1909年，柯仑斯报道了紫茉莉花斑叶的遗传是由母本决定的。接受花粉的枝条的表型提供花粉的枝条的表型杂交后代植株的表型白色白色白色绿色花斑绿色白色绿色绿色花斑花斑白色花斑绿色花斑紫茉莉花斑植物杂交的实验结果二、细胞质基因—最小的染色体外遗传单位

1、质粒：存在原核生物中，如细菌中。质粒是小的环状DNA分子，通常独立于染色体之外，可以自主复制，并常带有一些特殊的基因，如抗生素抗性基因。2、线粒体基因组：存在于真核细胞中编码细胞器的一些蛋白质，其总量只相当于核DNA的不倒1％。3、叶绿体基因组：存在于绿色植物细胞中编码蛋白质合成所需的各种tRNA和rRNA以及大约50种蛋白质。细胞器基因组的遗传在细胞质中的叶绿体和线粒体都具有与各自功能相适应的环状的DNA分子，分别为叶绿体基因组（chloroplastDNA，cpDNA）和线粒体基因组（mitochondrialDNA，mtDNA）。cpDNA和mtDNA只由一方亲本传递给下一代，这与核基因组由双方亲本分别传递给下一代不同。被子植物的cpDNA和mtDNA均由母本遗传；

松科植物的mtDNA由母本遗传，cpDNA则由父本遗传；

柏科和杉科植物的cpDNA和mtDNA则全部有父本遗传。三、母体遗传与母性影响1、母体遗传（maternalinheritance）：仅母亲的性状在后代中表达的现象。形成原因：带有大量细胞质（因而具有大量细胞器）的卵细胞质和几乎不含细胞质（因而无细胞器）的精子结合，其合子的细胞质基本来自母本，这些细胞质中的细胞器带有核外基因，于是就形成母体遗传。

2、母性影响（maternaleffect）：有些母体遗传的现象并不是由核外基因所控制，它虽也表现为正反交的结果不同，但子代的表型是受到母亲基因的影响，是由于母体中核基因的某些产物积累在卵细胞的细胞质中，结果使子代的表型不按它自己的基因型发育而决定于母亲的基因型。母性遗传不属于母体遗传。在母性影响中，表型的表现要延期一代，如F2中的基因型比例要在F3中才变现出来。

卵细胞质的特性的确可以影响胚胎发育，尤其是早期发育，这种母性影响可以是终身的，也可以是短暂的，仅影响子代个体的幼龄期。四、细胞质遗传

1、核外遗传的判断依据

（1）正反交结果不同某些性状只能通过母本才能遗传给后代，因此细胞质遗传又