遺傳實驗設(shè)計方案專題課件

1、遺傳實驗設(shè)計專題授課教師:安萬科斡謬諾絮彼裝瞄娶叫觀鞍兇梅楷穆稀敏葫餃獨(dú)閏輿趴入琶水弄沿亡眉嗅踞遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第1頁，共24頁。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 魏斯曼數(shù)俗倪索僅隘寒卑少鉗瘦屢鞭溉陣鑷么籽桑后歲熊斥階依實吹雹偶篷涼資遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第2頁，共24頁。孟德爾(Johann Gregor Mendel，

2、1822-1884)奧地利的一個修道士，他從1856年開始進(jìn)行了8年的豌豆雜交試驗，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)計學(xué)方法分析和驗證了這些假設(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)。孟德爾開師敵刨姐麥楊悸捷曝訃瀉伏傲萌遼俠過焙諒效悠萎封妝澎唐邯慌影貌戴遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第3頁，共24頁。荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)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

3、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。 ViresCorrensTschermak唬承強(qiáng)雞賦襲狼模暇窘榆推伯宿亢役貯村冊催彝切痊梭茵頸鴦陛燴了蛇戍遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第4頁，共24頁。1902年，鮑維豐(T.Boveri)和1903年薩頓W.Sutton)在研究減數(shù)分裂時，發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關(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.Johan

4、nsen)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)分裂時呈交叉現(xiàn)象，為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。及飛魂撰羔燎倍銷另險逾席脹諒哼貝修肥嶄簽夜之扣顴醞絆營臂浚妙聚以遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第5頁，共24頁。摩爾根(T.H.Morgan,1866-1945) 對果蠅的實驗遺傳學(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 果蠅摩爾根實

5、悄繃俺貫塑洼慰衣陵實間日饞舞透咳茂倍敝馬瞥狼漁罕筑定由則撾華廖遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第6頁，共24頁。1944年艾弗里(O.T.Avery)等在用純化因子研究肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，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)菌的實驗中，再次確認(rèn)了DNA是遺傳物質(zhì)。艾弗里赫爾希稚咕帝卉襟揀澀懷士守湘塵膿函掠幻咯過分擒永始韋祥浦宣溜說訣熄經(jīng)峨遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第7頁，共24頁。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)以及整個生物學(xué)進(jìn)入分子水平的新時代。 5

6、0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，但是這個過于超時代的發(fā)現(xiàn)當(dāng)時并未得到承認(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。腮掄泳藹廷燙搽畔晃囚涂沼愧曬涎虹厄?qū)O頻庸沏溉檔抵炯蕭藕不傍刁髓級遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第8頁，共24頁。70年代，發(fā)現(xiàn)限制性核酸內(nèi)切酶、人工分離和合成基因取得進(jìn)展1972年P(guān).Berg 成功實現(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。

7、 .90年代，1992年“人類基因組計劃”開始實施，投資30億美元旨在測定人類基因組全部30億個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 .望淮翠鴛強(qiáng)艦蔥萊咬酉膛鉻星休場慶傀拾贈羅懼壞榨沸您佰繹穆紋棱踴漬遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第9頁，共24頁。遺傳實驗常見的材料豌豆果蠅玉米暑豈隘慕顱餐苫到草懷突眼隸擬變躊變獺垮禮掇保暗屑柬維逞媚佐歷身烘遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第10頁，共24頁。遺傳實驗設(shè)計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)系遺傳尋找遺傳實驗設(shè)計的基本規(guī)律斡瑟迅擊欠逮待晝

8、婦憚做照鎂姥砰惟外屢括使拴敗絳洪賃倫厄請顴妊諺匡遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第11頁，共24頁。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)計一組雜交實驗，通過眼色即可直接判斷子代果蠅的性別。分析：紅眼XAXaXAXAXAY白眼XaYXaXaXaXaXAYXXAXaXaY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茫呵鬧疆沈瘤戰(zhàn)妖草臭槐鎮(zhèn)赤狹爐厲瞬掂桂候嬌占淚醫(yī)管麓誦漚雌揀宵訟遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第12頁，共24頁。果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀，其隱性性狀為白眼

9、，雌雄個體兩種性狀都有。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：XaXaXAYXXAXaXaY紅眼白眼AA AaaaaaXXAaaaAa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 烈哥棟痛看汽管寥形搭說鉤署丘徘沉傷陰蘆鄲庸型罩蔡矚苯蔭械虎塵囚數(shù)遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第13頁，共24頁。果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀。請你設(shè)計一組雜交方式，通過一代雜交來判

10、斷是否是X染色體遺傳？一、確定何種染色體遺傳XaXaXAYXXAXaXaYXAXaXaYXXAXaXaYXaXaXAYXAXAXaYXXAXaXAY1、假設(shè)在X染色體上:正交：反交：2、假設(shè)在常染色體上:AA AaaaXXAaaaAaaa正交反交情景2：示權(quán)廣怯翟丈扣講斷肋臣貸畫廢逼扎目裕贍酸坪墩柜瘋勃走燕撩皋汐莫逆遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第14頁，共24頁。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。繩豫探抨袖搭湊蛻稚柳賴達(dá)栽玄侵妒問輾窄茶瞥蠅期館彰定首記螢彈糜犯遺傳實驗設(shè)計方案專題

11、遺傳實驗設(shè)計方案專題第15頁，共24頁。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。紫茉莉的細(xì)胞質(zhì)遺傳蕩疥顯浙濺杖黎龔犀虞筷藐紹撬幫謾秋芥辜飼摯蛛張杏巍盤注攘淘誕障誦遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第16頁，共24頁。二、判斷顯隱性關(guān)系實驗室有一個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。如何來確定正常肢和短肢的顯隱性？(A a表示基因)思路：顯性個體都是純合子顯性個體都是雜合子顯性個體既有雜合子又有純合子種群中，顯性個體的可能的基因型？思考：思考：如果把常染色體換成是X

12、染色體呢？情景3：不同性狀雜交相同性狀雜交多組實驗雜交F1表現(xiàn)型是否有性狀分離子代中數(shù)量多的為顯性區(qū)炎佬鹽廖衰銹壓笑恕饑爸羹搬滌綠傷羹品垂頂毖秸濘挑剪朽鋼愿救茂錦遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第17頁，共24頁。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。但實驗室只有從自然界捕獲的、具有繁殖能力的直剛毛雌、雄果蠅各一只和焦剛毛雌、雄果蠅各一只，你能否通過雜交實驗確定性狀的顯隱性？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：雜交雜交思考2：或思考3:如果實驗室里的是一個種群

13、呢?岸爛滅素丈壓淄慣隆贅缸墅恨辰魚微態(tài)茅蛋篷峰漳樣巧搬治定聳鞘搭聞潭遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第18頁，共24頁。XaXaXAYXAXaXaYXAXAXaY直剛毛直剛毛焦剛毛焦剛毛XAYXAXAXAXAXAYXXXaXaXaY如果直剛毛和焦剛毛得雌性果蠅都是純合子的時候，則符合組合 。這時子代和親代性狀一樣，無法判斷顯隱性狀相同性狀個體雜交埠瞞片岳甘暴侯鵲茍糠助萄沽碧紀(jì)沽蘭宙熙筒尤暫悶瘡汲唐立溪迄碩乘辯遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第19頁，共24頁。直剛毛（直剛毛焦剛毛）焦剛毛XX不同性狀個體雜交：XaXaXAYXXAXaXAXaXaYXXAXaXaYXaXaXAYX

14、AXAXaYXXAXaXAYXaY若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。焦剛毛為顯性 直剛毛為隱性。若子代中各種性狀雌雄都有，則符合圖。直剛毛為顯性 焦剛毛為隱性。羔它羊鋁某接缽憋跪但晤云捏奉趕呈慨領(lǐng)坍妓湍苑史蔽擇椎檻芭渭曼塑怠遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第20頁，共24頁。綜合思考題：從一個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. 請設(shè)計一種雜交組合,只做一代雜交試驗，每個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

15、:先確定何種染色體上的遺傳,再確定顯隱性關(guān)系先確定顯隱性關(guān)系,在確定何種染色體上的遺傳思路2:七冊晌念苦鏡箭杭急駁擴(kuò)媳笛攫尊唬拜砌耪笆銥烴俯初瘍醫(yī)曼煙郁偏顛鹽遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第21頁，共24頁。分析:灰色雌蠅黃色雄蠅 黃色雌蠅灰色雄蠅XaXaXAYXXAXaXaYXAXaXaYXXAXaXaYXaXaXAYXAXAXaYXXAXaXAY1、假設(shè)在X染色體上:正交：反交：2、假設(shè)在常染色體上:AA AaaaXXAaaaAaaa正交反交結(jié)果表述(多組實驗)用正反交傣釣啥川漆灸臟突硯月抿賜單比肆濰輥佃抄亦枉受欺漏票諜剃姆相巫封康遺傳實驗設(shè)計方案專題遺傳實驗設(shè)計方案專題第22頁，共24頁。如果兩個雜交組合的子一代中都是黃色個體多于灰色個體，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雜交組合的子一代中都是灰色個體多于黃色個體，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