普通生物學20章-遺傳的基本規(guī)律

1、普通生物學20 遺傳的基本規(guī)律本章主要內容 第一節(jié) 遺傳第一定律 第二節(jié) 遺傳第二定律 第三節(jié) 孟德爾定律的拓展 第四節(jié) 遺傳的染色體基礎 第五節(jié) 性染色體與性連鎖遺傳 第六節(jié) 連鎖交換定律 第七節(jié) 高等植物的細胞質遺傳20.1 遺傳的第一定律20.1.1 孟德爾及其豌豆雜交實驗孟德爾選用嚴格自花授粉的豌豆（Pisum sativum）為試驗植物，從中選取了許多穩(wěn)定的、易于區(qū)分的性狀作為觀察分析的對象。1、種子形狀 2、子葉顏色 3、種皮的顏色 4、豆莢形狀 5、未熟豆莢顏色 6、花著生位置 7、植株高度 遺傳的第二定律P 黃色、圓粒 綠色、皺粒 F1 黃色、圓粒 F2 黃色、圓粒 黃色、皺粒

2、 綠色、圓粒 綠色、皺種子數 315 101 108 32理論比例 9 3 3 11694343163414316343411614141黃色：綠色=（315+101）：（108+32）=416：140圓粒：皺粒=（315+108）：(101+32）=423：133每對性狀的F2分離仍然符合3：1的比例，說明它們是彼此對立地從親代遺傳給后代的，沒有發(fā)生任何干擾的情況。在F2群體中兩種重組型個體出現，說明兩對性狀的基因在從F1遺傳給F2時，進行了自由組合。兩個獨立事件同時出現的概率，為分別出現的概率的乘積，因而黃子葉和圓粒同時出現的機會為，黃子葉和皺粒同時出現的機會為，綠子葉和圓粒同時出現的機會

3、是，綠子葉和皺粒同時出現的機會是。 YRYryRyrYRYYRR黃圓黃圓YYRr黃圓黃圓YyRR黃圓黃圓YyRr黃圓黃圓YrYYRr黃圓黃圓YYrr黃皺黃皺YyRr黃圓黃圓Yyrr黃皺黃皺yRYyRR黃圓黃圓YyRr黃圓黃圓yyRR綠圓綠圓yyRr綠圓綠圓yrYyRr黃圓黃圓Yyrr黃皺黃皺yyRr綠圓綠圓yyrr綠皺綠皺測交 F1配子類型YRYryRyr隱性純合體配子類型yrYyRr黃圓1Yyrr黃皺1yyRr綠圓1yyrr綠皺1孟德爾的測交結果F1為母本31272626F1為父本24222526水稻有芒（A）對無芒（a）為顯性，抗?。≧）對感病（r）為顯性。某一水稻品種為無芒感病，另一水稻

4、品種為有芒抗病，現將兩者雜交，若要在F3中獲得10個穩(wěn)定遺傳的無芒抗病植株，在F2中至少需要多少無芒抗病植株？ 1、基因互作產生新性狀P RRpp rrPP 玫瑰冠 豆冠F1 RrPp 胡桃冠 F2 R_P_ R_pp rrP_ rrpp 胡桃冠 玫瑰冠 豆冠 單冠2、互補作用若干個獨立遺傳基因分別處于純和顯性或雜合狀態(tài)時，共同決定一種性狀的現象。香豌豆雜交試驗白花 紫花 P CCpp ccPP 白花 白花 F1 CcPp 紫花 F2 9紫花C_P_ ：7白花3Ccpp+3ccPp+1ccpp3、積加作用兩種顯性基因同時存在時產生一種性狀，單獨存在時能分別表現相似的性狀，兩種基因均不存在時又表

5、現第三種性狀的基因互作南瓜（Cucurbita pepo）P 圓球形AAbb 圓球形aaBB F1 扁圓形AaBb F2 9扁圓形A_B_:6圓球形3A_bb+3aaBb:1長圓形aabb4、重疊作用不同對基因互作時，對表現型產生相同的影響，F2只產生兩種分離類型。薺菜（Brusa pursa-pastoria）果實常見的是三角形蒴果，極少數為卵形蒴果。P 三角形T1T1T2T2 卵形t1t1t2t2 F1 三角形T1t1T2t2 F2 15三角形9 T1_T2_+3 T1_ t2t2+3 t1t1 T2_：1卵形t1t1t2t2每對基因中的顯性基因具有使蒴果表現為三角形的相同作用。顯性基因作

6、用相同，但并不表現累積的效應。只要有一個顯性基因存在，就能使顯性性狀得到發(fā)育。5 上位作用 兩對獨立遺傳基因共同對一對性狀發(fā)生作用，而且其中一對基因對另一對基因的表現有遮蓋作用。起遮蓋作用的基因為顯性基因則稱為顯性上位作用。西葫蘆的顯性白皮基因（W）對顯性黃皮基因（Y）有上位性作用，當W基因存在時能阻礙Y基因的作用，表現為白色；缺少W時，Y基因表現其黃色作用；如果W和Y都不存在，則表現y基因的綠色。P 白皮WWYY 綠皮wwyy F1 白皮WwYy F2 12白皮9W_Y_+3W_yy: 3黃皮wwY_: 1綠皮wwyy 在兩對互作的基因中，其中一對隱性基因對另一對基因起上位作用，稱隱性上位作

7、用。玉米胚乳蛋白質層顏色的遺傳，當基本色澤基因C存在時，另一對基因Prpr都能表現各自的作用，即Pr表現紫色，pr表現紅色。缺C基因時，隱性基因c對Pr和pr起上位作用，使得Pr和pr都不能表現其性狀。P 紅色蛋白質層CCprpr 白色蛋白質層ccPrPr F1 紫色CcPrpr F2 9紫色（C_Pr）：3紅色（C_prpr）：4白色（3ccPr_+1ccprpr）7、抑制作用兩對獨立基因中，其中一對顯性基因，本身并不控制性狀的表現，但對另一對基因的表現有抑制作用，成為抑制基因。玉米胚乳蛋白質層顏色雜交試驗中，白色白色，F1表現白色，F2表現13白色：3有色。如果C（基本色澤基因）和I（抑制

8、基因）決定蛋白質層的顏色，F1和F2基因型如下：P 白色蛋白質層CCII 白色蛋白質層ccii F1 白色CcIi F2 13白色（9C_I_+3ccI_+1ccii）：3有色（C_ii）1.番茄的紅果（Y）對黃果（y）為顯性，二室（M）對多室（m）為顯性。兩對基因是獨立遺傳的。當一株紅果、二室的番茄與一株紅果、多室的番茄雜交后，子代（F1）群體內有3/8的植株是紅果、二室的，3/8是紅果多室的，1/8是黃果、二室的，1/8是黃果多室的。試問這兩個親本的基因型是怎樣的？2、光穎、抗銹、無芒（ppRRAA）小麥和毛穎、感銹、有芒（PPrraa）小麥雜交，希望從F3選出毛穎、抗銹、無芒（PPRRA

9、A）的小麥10株，試問在F2群體中至少應選擇表現型為毛穎、抗銹、無芒的小麥多少株？摩爾根在研究果蠅的兩對常染色體上的基因時發(fā)現了類似的連鎖現象。一對基因決定眼色，紅眼為顯性（pr+），紫眼為隱性（pr），另一對基因決定翅長，長翅即正常翅為顯性（vg+），殘翅為隱性（vg）。摩爾根讓prprvgvg個體與pr+ pr+ vg+ vg+個體交配，然后再使F1雌蠅測交，結果如下：P pr+ pr+ vg+ vg+ prprvgvg 測交 F1 pr+pr vg+vg prprvgvg Ft pr+pr vg+vg 1339 prprvgvg 1195 pr+pr vgvg 151 prpr vg+v

10、g 154F1雖然形成4種配子，但4種配子的比例顯然不符合1：1：1：1，而是兩種親本型配子pr+ vg+和prvg多，兩種重組型配子pr+ vg和pr vg+少。兩種親本型配子數大致相等，兩種重組型配子數也大致相等。相斥相雜交試驗P pr+ pr+vgvg prpr vg+ vg+ 測交 F1 pr+pr vg+vg prprvgvg Ft pr+pr vg+vg 157 prprvgvg 146 pr+pr vgvg 965 prpr vg+vg 1067相斥組的測交試驗結果與相引組的基本一致，4種配子數目不等，親本型配子多，兩種重組型配子少。解釋：控制眼色和翅長的兩對基因位于同一同源染色

11、體上。因此，兩個基因連鎖在一條染色體上，在減數分裂時，來自父母雙方的兩條同源染色體被分配到不同配子中去。重組型配子的形成是由于一部分細胞中的同源染色體的兩條非姊妹染色單體之間發(fā)生了交換，因此4種配子中，大多數為親本型配子，少數為重組型配子。雜種F1與隱性純合個體測交以玉米籽粒顏色和形狀兩對連鎖基因為例。玉米籽粒有色（C）對無色（c）為顯性，飽滿（Sh）對凹陷（sh）為顯性。P CCShSh ccshsh 測交 F1 CcShsh ccshsh Ft CcShsh Ccshsh ccShsh ccshsh 4032 149 152 4035重組型配子數=149+152=301總配子數=4032+

12、149+152+4035=8368交換值=301/8368100%交換值（%）=重組型配子數/總配子數100%例如：水稻抗稻瘟?。≒izt）與遲熟（Lm）均為顯性。二者連鎖遺傳、交換率為2.4%。如希望在F3選出抗病早熟純合株系（PPll）5個，問：（1）F2群體至少種多大群體?（2）F2群體中抗病早熟的個體至少要多少株？純合的匍匐、多毛、白花的香豌豆與叢生、光滑、有色花的香豌豆雜交，產生F1全是匍匐、多毛、有色花。如果F1與叢生、光滑、白色花又進行雜交，后代可望獲得近于下列的分配，試說明這些結果，求出重組率。匍、多、有 6% 叢、多、有 19%匍、多、白 19% 叢、多、白 6%匍、光、有

13、6% 叢、光、有 19%匍、光、白 19% 叢、光、白 6%色盲性連鎖： 控制色盲的基因為隱性c，位于X染色體上，Y染色體上不帶其等位基因； 由于色盲基因存在于X染色體上，女人在基因雜合時仍正常；而男人Y基因上不帶其對應的基因，故男人色盲頻率高。 女：XCXc雜合時非色盲，只有XcXc純合時才是色盲；男：Y染色體上不攜帶對應基因，XCY正常、XcY色盲。真核生物遺傳物質的傳遞 有絲分裂 減速分裂 第一次分裂 （1）前期I 1）細線期 核內出現細長如線的染色體 2）偶線期 同源染色體配對，出現聯(lián)會現象，各對同源染色體的對應部位相互緊密并列，逐漸沿縱向聯(lián)結在一起，形成二價體。 3）粗線期 二價體逐

14、漸縮短變粗，形成四合體。非姊妹染色單體間出現交換。 4）雙線期 四合體繼續(xù)縮短變粗，聯(lián)會的二價體因非姊妹染色單體相互排斥而松散，但仍被幾個交叉連接在一起。 5）終變期 染色體變得更為濃縮和粗短，交叉向染色體兩端移動，逐漸接近末端。 小麥粗線期 玉米粗線期 （2）中期I 核仁和核膜消失，出現紡垂體，紡錘絲與各染色體著絲點連接。（3）后期I 在紡錘絲牽引下，各個二價體各自分開，兩個同源染色體分別向兩極移動。（4）末期I 染色體移到兩極后，松散變細，形成兩個子核，細胞質分為兩部分，形成兩個子細胞，即二分體。第二次分裂（1）前期II 每個染色體含有兩條染色單體，著絲點仍連在一起，染色單體分得很開。（2

15、）中期II 每條染色體的著絲點整齊的排列在赤道板上，著絲點開始分裂。（3）后期II 著絲點分裂為二，各個染色單體變?yōu)槿旧w，由紡錘絲分別拉向兩極。（4）末期II 到達兩極的染色體形成新的子細胞，同時細胞質又分為兩部分，形成四分體。減數分裂的遺傳學意義： 減數分裂產生的雌雄配子染色體數目減半，通過受精作用，又恢復為全數的染色體，保證了親代與子代之間染色體數目的恒定性，為后代的正常發(fā)育和性狀遺傳提供了物質基礎，保證了物種相對穩(wěn)定性。 同源染色體在減數分裂中期I排列在赤道板上，然后分別向兩極移動，但各對染色體中的兩個成員在后期I分向兩極是隨機的，子細胞在染色體組成上可能出現多種多樣的組合。同時，減數

16、分裂過程中，非姊妹染色單體間還能發(fā)生交換，增加了后代遺傳差異的復雜性，為生物的變異提供了物質基礎。.柯倫斯雜交試驗：接受花粉的枝條提供花粉的枝條雜種植株的表現白色白色、綠色、花斑均為白色綠色白色、綠色、花斑均為綠色花斑白色、綠色、花斑 白色、綠色、花斑雜種植株所表現的性狀完全由母本枝條所決定，與提供花粉的父本枝條無關?？刂谱宪岳蚧ò咝誀畹倪z傳物質是通過母本傳遞的。.原因：花斑枝條：綠細胞中含有正常的綠色質體(葉綠體)；白細胞中只含無葉綠體的白色質體(白色體)；綠白組織交界區(qū)域：某些細胞內既有葉綠體、又有白色體。紫茉莉的花斑現象是葉綠體的前體（質體）變異而引起的?；ǚ壑芯毎麅炔缓|體，上述三種

17、分別發(fā)育的卵細胞無論接受何種花粉，其子代只能與提供卵細胞的母本相似，分別發(fā)育成正常綠株、白化株、花斑株。Baterson，Saunders，Punnett發(fā)現甜豌豆有兩類花粉：長形和圓形。一個純種長形花粉植株與純種圓形花粉植株雜交，F1是長形花粉，F1F1雜交產生的F2有3/4產生長形花粉，1/4產生圓形花粉。由于這個性狀是單基因引起的，假使一半花粉帶有長形等位基因，另一半花粉帶有圓形等位基因，那為何F1只有長形花粉呢？ 1、常染色體隱性性狀。2、常染色體顯性性狀。3、X染色體隱性性狀。4、X染色體顯性性狀。31、常染色體隱性性狀。2、常染色體顯性性狀。3、X染色體隱性性狀。4、X染色體顯性性

18、狀。41、常染色體隱性性狀。2、常染色體顯性性狀。3、X染色體隱性性狀。4、X染色體顯性性狀。11、常染色體隱性性狀。2、常染色體顯性性狀。3、X染色體隱性性狀。4、X染色體顯性性狀。4單倍體單倍體二倍體二倍體o20世紀70年代，Gerald Fink想用酵母的兩個Leu2基因突變株來構造新的酵母菌株。他用Leu23突變株與Leu2112突變株雜交（上述兩個突變株均為Leu，即不能在缺乏亮氨酸的培養(yǎng)基上生長），雜交后得到的兩種類型的子囊（如下圖所示）。 Type 1 Type 2 4 Leu 3 Leu : 1 Leu + 49個子囊是類型1，而只有一個子囊是類型2。 o 問題： 1、解釋為何雜交只產生兩種類型的子囊? 2