遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專題ppt課件

1、遺傳學(xué)發(fā)展中的偉大科學(xué)家,魏斯曼( August Weisman，1834-1914)種質(zhì)學(xué)論： 種質(zhì)：性細(xì)胞和產(chǎn)生性細(xì)胞的細(xì)胞 體質(zhì)：身體除種質(zhì)以外的所有其余部分的細(xì)胞種質(zhì)負(fù)責(zé)傳遞保持物種種性的全部遺傳因子，其自身永世長存，在世代之間連續(xù)相續(xù)；體質(zhì)保護(hù)和幫助種質(zhì)自身繁衍,魏斯曼,孟德爾(Johann Gregor Mendel，1822-1884) 奧地利的一個(gè)修道士，他從1856年開始進(jìn)行了8年的豌豆雜交試驗(yàn)，提出了遺傳因子的分離定律和自由組合定律的假設(shè)，并應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析和驗(yàn)證了這些假設(shè)。但是他的發(fā)現(xiàn)并未引起重視，而是被埋沒了35年之后才被3位科學(xué)家重新發(fā)現(xiàn),孟德爾,荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)

2、的教授德弗里斯(Hugo de Vires,1848-1935), 月見草德國士賓根大學(xué)教授柯倫斯(Carl Correns, 1864-1933)，玉米奧地利維也納農(nóng)業(yè)大學(xué)的年輕講師丘歇馬克(Erich Von Tschermak Seysenegg, 1871-1962)， 豌豆 三人的論文都刊登在1900年出版的德國植物學(xué)會雜志18卷上，都證實(shí)了孟德爾定律。這就是遺傳學(xué)歷史上孟德爾定律的重新發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著遺傳學(xué)的誕生,Vires,Correns,Tschermak,1902年，鮑維豐(T.Boveri)和1903年薩頓W.Sutton)在研究減數(shù)分裂時(shí)，發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行

3、關(guān)系，提出染色體是遺傳因子載體，可說是染色體遺傳學(xué)說的初步論證。1909年的約翰遜(W.Johannsen)稱孟德爾假定的“遺傳因子”為“基因”，并明確區(qū)別基因型和表型。1909年，詹森斯 (F.A.Janssen)觀察到染色體在減數(shù)分裂時(shí)呈交叉現(xiàn)象，為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎(chǔ),摩爾根(T.H.Morgan,1866-1945) 對果蠅的實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)了伴性遺傳的規(guī)律。他和他的學(xué)生還發(fā)現(xiàn)了連鎖、交換和不分離規(guī)律等。并進(jìn)一步證明基因在染色體上呈直線排列，從而發(fā)展了染色體遺傳學(xué)說。 1926年摩爾根提出基因?qū)W說，發(fā)表基因論。這是對孟德爾遺傳學(xué)說的重大發(fā)展,果蠅,摩爾根,1944年艾弗里(O

4、.T.Avery)等在用純化因子研究肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，證明了遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。 1952年赫爾希(ADHershey)等用同位素示蹤法于噬菌體感染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，再次確認(rèn)了DNA是遺傳物質(zhì),艾弗里,赫爾希,沃森(Watson)和克里克(Crick)提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，標(biāo)志著遺傳學(xué)以及整個(gè)生物學(xué)進(jìn)入分子水平的新時(shí)代,50年代初，Barbara Mclintock 在玉米中發(fā)現(xiàn)可動遺傳因子即轉(zhuǎn)座因子，但是這個(gè)過于超時(shí)代的發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)并未得到承認(rèn)，甚至受到譏笑。 60年代，闡明mRNA、tRNA 及核糖體的功能、蛋白質(zhì)生物合成的過程、 “中心法則”等,70年代，發(fā)現(xiàn)限制性核酸內(nèi)切

5、酶、人工分離和合成基因取得進(jìn)展 1972年P(guān).Berg 成功實(shí)現(xiàn)了DNA體外重組 1973年S.N.Cohen 通過DNA的體外重組成功地構(gòu)建了第一個(gè)有生物學(xué)功能的細(xì)菌雜交質(zhì)粒，從而興起以DNA重組技術(shù)為核心的基因工程研究,90年代，1992年“人類基因組計(jì)劃”開始實(shí)施，投資30億美元旨在測定人類基因組全部30億個(gè)核苷酸對的堿基序列，是在破譯生物體全部遺傳密碼的征途上邁出的第一步,遺傳實(shí)驗(yàn)常見的材料,豌豆,果蠅,玉米,授之予魚,不如授之予漁,老子,遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的總思路,性狀,基因的遺傳方式,性狀,核基因,質(zhì)基因,基因型,環(huán)境因素,遵循伴性遺傳和孟德爾遺傳規(guī)律,遵循細(xì)胞質(zhì)系遺傳,尋找遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

6、的基本規(guī)律,一、確定何種染色體遺傳,果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀，紅眼對白眼為顯性。且為伴X染色體遺傳，請你設(shè)計(jì)一組雜交實(shí)驗(yàn)，通過眼色即可直接判斷子代果蠅的性別,分析,紅眼,XAXa,XAXA,XAY,白眼,XaY,XaXa,XaXa,XAY,X,XAXa,XaY,紅眼,白眼,圖解,知識準(zhǔn)備,紅眼雄果蠅,雜交方式,白眼雌果蠅,結(jié)果,子代中白眼為雄性，紅眼為雌性,X,體會：伴X遺傳，如果用顯性的雄性和隱性的雌性雜交就可以用性狀分辨后代雌雄,果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀，其隱性性狀為白眼，雌雄個(gè)體兩種性狀都有。通過一次雜交，判斷這對性狀是否是X染色體遺傳,一、確定何種染色體遺傳,圖解分析,Xa

7、Xa,XAY,X,XAXa,XaY,紅眼,白眼,AA,Aa,aa,aa,X,X,Aa,aa,Aa,白眼雌性 X 紅眼雄性,無性別差異,無性別差異,情景1,結(jié)果預(yù)測,子代中雌果蠅全部紅眼，雄果蠅全部白眼，則這對基因位于X染色體上,子代中雌、雄果蠅全部紅眼，則這對基因位于常染色體上,子代中雌、雄果蠅既有紅眼又有白眼，則這對基因位于常染色體上,體會：用顯性的雄性和隱性的雌性雜交后代的雌雄性狀差異來判斷是否X遺傳,毛身雌果蠅正常身雄果蠅(2分) 子代中雌果蠅全部正常身,雄果蠅全部毛身,則這對基因位于X染色體上(2分) 子代中雌,雄果蠅全部為正常身,則這對基因位于常染色體上(2分) 子代中雌,雄果蠅均既

8、有正常身又有毛身,則這對基因位于常染色體上(2分,果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀。請你設(shè)計(jì)一組雜交方式，通過一代雜交來判斷是否是X染色體遺傳,一、確定何種染色體遺傳,XaXa,XAY,X,XAXa,XaY,XAXa,XaY,X,XAXa,XaY,XaXa,XAY,XAXA,XaY,X,XAXa,XAY,1、假設(shè)在X染色體上,正交,反交,2、假設(shè)在常染色體上,AA,Aa,aa,X,X,Aa,aa,Aa,aa,正交,反交,結(jié)果預(yù)測,正反交 紅眼雌性X白眼雄性 紅眼雄性X白眼雌性,情景2,體會：不知道顯隱性，可以通過正反交后代是否與后代性別有關(guān)來判斷是否伴X遺傳,XaXa,XAY,X,XAXa,XA

9、Xa,XaY,X,XAXa,XaY,XaXa,XAY,XAXA,XaY,X,XAXa,XAY,1、假設(shè)在X染色體上,正交,反交,2、假設(shè)在常染色體上,AA,Aa,aa,X,X,Aa,aa,Aa,aa,正交,反交,結(jié)果預(yù)測,1、若正交和反交的結(jié)果是一樣的，且沒有性別差異，則在常染色體上,2、若正交和反交結(jié)果不一樣，且不表現(xiàn)為細(xì)胞質(zhì)遺傳。則在X染色體上,XaY,正反交不一致，一定是X染色體上的遺傳嗎,推論,反例,細(xì)胞質(zhì)遺傳。子代性狀始終和母本一樣，正反交結(jié)果不一致,二、判斷顯隱性關(guān)系,實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)未交配過的既有正常肢又有短肢的果蠅種群，每種肢形的果蠅雌雄各半?？刂七@對性狀的基因在常染色體上。如何來

10、確定正常肢和短肢的顯隱性？(A a表示基因,思路,顯性個(gè)體都是純合子,顯性個(gè)體都是雜合子,顯性個(gè)體既有雜合子又有純合子,種群中，顯性個(gè)體的可能的基因型,思考,情景3,不同性狀雜交,相同性狀雜交,多組實(shí)驗(yàn),雜交,F1表現(xiàn)型,是否有性狀分離,子代中數(shù)量多的為顯性,若已知果蠅的直剛毛和焦剛毛是位于X染色體上的一對等位基因控制的相對性狀。但實(shí)驗(yàn)室只有從自然界捕獲的、具有繁殖能力的直剛毛雌、雄果蠅個(gè)一只和焦剛毛雌、雄果蠅個(gè)一只，你能否通過雜交實(shí)驗(yàn)確定性狀的顯隱性,二、判斷顯隱性關(guān)系,相同性狀雜交可以嗎,不同性狀雜交結(jié)果如何,情景4,分析果蠅類型,直剛毛雌性,焦剛毛雌性,直剛毛雄性,焦剛毛雄性,思考1,雜

11、交,雜交,思考2,或,思考3,如果實(shí)驗(yàn)室里的是一個(gè)種群呢,XaXa,XAY,XAXa,XaY,XAXA,XaY,直剛毛,直剛毛,焦剛毛,焦剛毛,XAY,XAXA,XAXA,XAY,X,X,XaXa,XaY,如果直剛毛和焦剛毛得雌性果蠅都是純合子的時(shí)候，則符合組合 。這時(shí)子代和親代性狀一樣，無法判斷顯隱性狀,相同性狀個(gè)體雜交,XAXa,XAY,體會：同種性狀的雜交（自交)當(dāng)遇到純合體時(shí)無法判斷顯隱性,直剛毛,直剛毛,焦剛毛,焦剛毛,X,X,不同性狀個(gè)體雜交,XaXa,XAY,X,XAXa,XAXa,XaY,X,XAXa,XaY,XaXa,XAY,XAXA,XaY,X,XAXa,XAY,XaY,若

12、子代中雌雄分別不同性狀，符合圖,若子代中無論雌雄都為同一性狀，則符合圖,若子代中各種性狀雌雄都有，則符合圖,體會：不種性狀之間的雜交無論何種情況都能判斷顯隱性,綜合思考題（同時(shí)判斷顯隱性，遺傳是否為伴性遺傳,從一個(gè)自然果蠅種群中選出一部分未交配過的灰色和黃色兩種體色的果蠅，這兩種體色的果蠅數(shù)量相等，每種體色的果蠅雌雄各半. 請?jiān)O(shè)計(jì)一種雜交組合,只做一代雜交試驗(yàn)，每個(gè)雜交組合選用多對果蠅。對哪一種體色為顯性性狀,以及控制體色的基因位于X染色體上還是常染色體上進(jìn)行判斷,思路1,先確定何種染色體上的遺傳,再確定顯隱性關(guān)系（優(yōu)點(diǎn)在于用正反交一次就能判斷,先確定顯隱性關(guān)系,在確定何種染色體上的遺傳（分兩

13、步,思路2,分析,灰色雌蠅黃色雄蠅 黃色雌蠅灰色雄蠅,XaXa,XAY,X,XAXa,XaY,XAXa,XaY,X,XAXa,XaY,XaXa,XAY,XAXA,XaY,X,XAXa,XAY,1、假設(shè)在X染色體上,正交,反交,2、假設(shè)在常染色體上,AA,Aa,aa,X,X,Aa,aa,Aa,aa,正交,反交,結(jié)果表述,多組實(shí)驗(yàn),用正反交,體會：解決此類問題需要正向推導(dǎo)，反向論述。正向推導(dǎo)需要列出所有可能結(jié)果，以有利于論述,灰色雌蠅黃色雄蠅 黃色雌蠅灰色雄蠅,XaXa,XAY,X,XAXa,XaY,XAXa,XaY,X,XAXa,XaY,XaXa,XAY,XAXA,XaY,X,XAXa,XAY,

14、1、假設(shè)在X染色體上,正交,反交,2、假設(shè)在常染色體上,AA,Aa,aa,X,X,Aa,aa,Aa,aa,正交,反交,多組實(shí)驗(yàn),用正反交,黃色為顯性，基因位于常染色體上,灰色為顯性，基因位于常染色體上,黃色為顯性，基因位于X染色體上,灰色為顯性，基因位于X染色體上,灰色雌蠅黃色雄蠅 黃色雌蠅灰色雄蠅,2、假設(shè)在常染色體上,AA,Aa,aa,X,X,Aa,aa,Aa,aa,正交,反交,多組實(shí)驗(yàn),用正反交,如果兩個(gè)雜交組合的子一代中都是灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，則灰色為顯性，基因位于常染色體上,灰色雌蠅黃色雄蠅 黃色雌蠅灰色雄蠅,2、假設(shè)在常染色體上,AA,Aa,aa,X,X

15、,Aa,aa,Aa,aa,正交,反交,多組實(shí)驗(yàn),用正反交,如果兩個(gè)雜交組合的子一代中都是黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，則黃色為顯性，基因位于常染色體上,灰色雌蠅黃色雄蠅 黃色雌蠅灰色雄蠅,XaXa,XAY,X,XAXa,XaY,XAXa,XaY,X,XAXa,XaY,XaXa,XAY,XAXA,XaY,X,XAXa,XAY,1、假設(shè)在X染色體上,正交,反交,多組實(shí)驗(yàn),用正反交,如果在雜交組合灰色雌蠅黃色雄蠅的子一代中的雄性全部表現(xiàn)為灰色，雌性全部表現(xiàn)為黃色；在雜交組合黃色雌蠅灰色雄蠅的子一代中黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體，則黃色為顯性，基因位于X染色體上,灰色雌蠅黃色雄蠅 黃色雌蠅灰

16、色雄蠅,XaXa,XAY,X,XAXa,XaY,XAXa,XaY,X,XAXa,XaY,XaXa,XAY,XAXA,XaY,X,XAXa,XAY,1、假設(shè)在X染色體上,正交,反交,多組實(shí)驗(yàn),用正反交,如果在雜交組合黃色雌蠅灰色雄蠅的子一代中的雄性全部表現(xiàn)為黃色，雌性全部表現(xiàn)為灰色；在雜交組合灰色雌蠅黃色雄蠅的子一代中灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體，則灰色為顯性，基因位于X染色體上,如果兩個(gè)雜交組合的子一代中都是黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，則黃色為顯性，基因位于常染色體上 如果兩個(gè)雜交組合的子一代中都是灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，則灰色為顯性，基因位于常染色體上 如果在雜交組合灰色雌蠅黃色雄蠅的子一代中的雄性全部表現(xiàn)為灰色，雌性全部表現(xiàn)為黃色；在雜交組合黃色雌蠅灰色雄蠅的子一代中黃色個(gè)體多于灰色個(gè)體，則黃色為顯性，基因位于X染色體上 如果在雜交組合黃色雌蠅灰色雄蠅的子一代中的雄性全部表現(xiàn)為黃色，雌性全部表現(xiàn)為灰色；在雜交組合灰色雌蠅黃色雄蠅的子一代中灰色個(gè)體多于黃色個(gè)體，則灰色為顯性，基因位于X染色體上,在一個(gè)純合長翅的果蠅種群中，出現(xiàn)一只斷翅的雄性果蠅。請按要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，寫出有關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟、可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)結(jié)論。(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，弄清變異的斷翅基因和長翅基因的顯隱關(guān)系。(2)假如已弄清斷翅是隱性性狀