遺傳實驗設(shè)計專題

遺傳實驗設(shè)計專題第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日遺傳學(xué)發(fā)展中的偉大科學(xué)家魏斯曼(AugustWeisman，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

魏斯曼第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日孟德爾(JohannGregorMendel，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)。

孟德爾第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)的教授德弗里斯(HugodeVires,1848-1935),月見草

德國士賓根大學(xué)教授柯倫斯(CarlCorrens,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(ErichVonTschermakSeysenegg,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第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日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.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)分裂時呈交叉現(xiàn)象，為解釋基因連鎖現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。

第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日摩爾根(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

果蠅摩爾根第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日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(A·D·Hershey)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)。

艾弗里赫爾希第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日沃森(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。50年代初，BarbaraMclintock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。

第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日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。

………….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.第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日遺傳實驗常見的材料豌豆果蠅玉米第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日授之予魚不如授之予漁《老子》第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日遺傳實驗設(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)律第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日一、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第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日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AAAaaaaaXXAaaaAa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①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

②子代中雌、雄果蠅全部紅眼，則這對基因位于常染色體上③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遺傳第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日毛身雌果蠅×正常身雄果蠅(2分)①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)②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)③子代中雌,雄果蠅均既有正常身又有毛身,則這對基因位于常染色體上(2分)

第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日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:AAAaaaXXAaaaAaaa♀♂♀♂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遺傳第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日XaXaXAYXXAXaXAXaXaYXXAXaXaYXaXaXAYXAXAXaYXXAXaXAY1、假設(shè)在X染色體上:正交：反交：2、假設(shè)在常染色體上:AAAaaaXXAaaaAaaa♀♂♀♂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第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日正反交不一致，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。第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、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？(Aa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：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)量多的為顯性第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日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、雄果蠅個一只和焦剛毛雌、雄果蠅個一只，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呢?第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日XaXaXAYXAXaXaYXAXAXaY直剛毛直剛毛焦剛毛焦剛毛XAYXAXAXAXAXAYXXXaXaXaY③②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①③。這時子代和親代性狀一樣，無法判斷顯隱性狀①相同性狀個體雜交XAXaXAY體會：同種性狀的雜交（自交)當(dāng)遇到純合體時無法判斷顯隱性第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日直剛毛（直剛毛焦剛毛）焦剛毛XX不同性狀個體雜交：XaXaXAYXXAXaXAXaXaYXXAXaXaYXaXaXAYXAXAXaYXXAXaXAY♀♂♂♀XaY若子代中雌雄分別不同性狀，符合圖③③②①若子代中無論雌雄都為同一性狀，則符合圖①。若子代中各種性狀雌雄都有，則符合圖②。體會：不種性狀之間的雜交無論何種情況都能判斷顯隱性第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日綜合思考題（同時判斷顯隱性，遺傳是否為伴性遺傳）：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:先確定何種染色體上的遺傳,再確定顯隱性關(guān)系（優(yōu)點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（分兩步）思路2:第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日分析: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:AAAaaaXXAaaaAaaa♀♂♀♂正交反交♂♀♀♂結(jié)果表述(多組實驗)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。第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日灰色雌蠅×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:AAAaaaXXAaaaAaaa♀♂♀♂正交反交♂♀♀♂(多組實驗)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染色體上第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日灰色雌蠅×黃色雄蠅黃色雌蠅×灰色雄蠅2、假設(shè)在常染色體上:AAAaaaXXAaaaAaaa♀♂♀♂正交反交♂♀♀♂(多組實驗)用正反交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第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日灰色雌蠅×黃色雄蠅黃色雌蠅×灰色雄蠅2、假設(shè)在常染色體上:AAAaaaXXAaaaAaaa♀♂♀♂正交反交♂♀♀♂(多組實驗)用正反交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第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日灰色雌蠅×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：(多組實驗)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體多于灰色個體，則黃色為顯性，基因位于X染色體上第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日灰色雌蠅×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：(多組實驗)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體多于黃色個體，則灰色為顯性，基因位于X染色體上第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日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