高一生物孟德爾遺傳

高一生物孟德爾遺傳第2頁,共59頁，2024年2月25日，星期天一、孟德爾的豌豆雜交試驗性狀(character)是生物體形態(tài)特征和生理生化特征的總稱。單位性狀(unitcharacter)能被區(qū)分的每一個具體的性狀稱為單位性狀。每個單位性狀在不同個體間又有不同的表現(xiàn)。如豌豆的花色、種子形狀等。相對性狀(contrastivecharacter,relativecharacter)同一單位性狀在不同個體間所表現(xiàn)出來的相對差異。即同一單位性狀的相對表現(xiàn)。如種子的圓形和皺縮。

P---親本；♀----母本；♂---父本；×---雜交

F1---雜交一代；F2---雜交二代；

自交；正交；反交第3頁,共59頁，2024年2月25日，星期天精心挑選實驗對象豌豆：閉花自花授粉，性狀穩(wěn)定，清晰可辨，32個品種，7對性狀分布于7個染色體耐心、細致、準確的觀察，8年實驗嚴密的邏輯推理和統(tǒng)計學分析第4頁,共59頁，2024年2月25日，星期天雜交試驗第5頁,共59頁，2024年2月25日，星期天豌豆單因子雜交實驗與分離定律

7對差別鮮明的性狀：

花的顏色： 紫色/白色；種子形狀： 圓形/皺縮；種子顏色： 黃色/綠色；花著生位置： 腋生/頂生；豆莢形狀： 飽滿/皺縮；豆莢顏色： 綠色/黃色；植株高度： 高/矮。Mendel最初實驗是對具有單個相對性狀的親代雜交。第6頁,共59頁，2024年2月25日，星期天

結(jié)果觀察

¤F1確定了：顯性（dominant）性狀

隱性(recessive)性狀¤F2代的觀察和計算采用大樣本；進行統(tǒng)計處理；顯隱都有；性狀分離3：1。第7頁,共59頁，2024年2月25日，星期天豌豆7組相對性狀分別雜交的實驗結(jié)果Mendel按上述方法繼續(xù)對7組相對性狀分別進行雜交實驗，統(tǒng)計了子二代（F2代）植株顯性與隱性性狀之間比例。等位基因A、a純合子AA、aa雜合子Aa顯性基因A紫花隱性基因a白花顯性性狀隱性性狀第8頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3.01:144892134737

黃色×綠色子葉總數(shù)3.01:136186109090

黃色×綠色子葉Darbishire19092.80:15141438

黃色×綠色子葉Lock19053.05:1390311903

黃色×綠色子葉Bateson19052.94:14451310

黃色×綠色子葉Hurst19043.01:111903580

黃色×綠色子葉Tschermak19003.08:14531394

黃色×綠色子葉Correns19003.01:120016022

黃色×綠色子葉孟德爾

1865

綠

黃F2比例

F2

親代實驗者六位學者重復孟德爾植物雜交實驗的結(jié)果第9頁,共59頁，2024年2月25日，星期天F2代個體第10頁,共59頁，2024年2月25日，星期天

孟德爾用測交和自交方法對推論加以驗證。

測交（testcross）：是指將雜種后代和隱性親本進行雜交。

回交（backcross）：是指雜種后代和任一親本雜交。

F1自交第11頁,共59頁，2024年2月25日，星期天Mendel首創(chuàng)了測交實驗方法，驗證了其推斷的正確性。Mendel建立了遺傳學第一定律，即分離定律：一對遺傳因子（基因）在形成配子時完全按照原樣分離到不同的配子中去，相互不發(fā)生影響。第12頁,共59頁，2024年2月25日，星期天相關概念1909年，約翰生提出“基因gene”，取代了孟德爾的遺傳因子。等位基因：控制一對相對性狀、位于同源染色體上相同位點的兩個不同形式的基因，如C和c?；蛐停簜€體的基因組合。AAAaaa表現(xiàn)型：生物體所表現(xiàn)的性狀，紅花，白花。純合基因型AAaa純合體：具有純合基因型的個體。顯性純合體AA，隱性純合體aa雜合基因型Aa雜合體第13頁,共59頁，2024年2月25日，星期天分離規(guī)律實現(xiàn)的條件研究的生物是二倍體；F1代形成的配子數(shù)目基本相等，受精雌雄配子相互結(jié)合的機會均等；子代個體有同樣的存活率；研究性狀差異明顯，顯性表現(xiàn)完全；雜種后代生長條件一致，實驗群體大。第14頁,共59頁，2024年2月25日，星期天分離規(guī)律的應用理論意義說明了生物界由于雜交和分離所出現(xiàn)的變異的普遍性。在遺傳研究和雜交育種工作中應嚴格選用合適的遺傳材料，才能正確地分析試驗資料，獲得預期的結(jié)果，得出可靠的結(jié)論。實踐上的應用指導育種：雜種通過自交產(chǎn)生后代性狀分離和基因的純合。所以在進行雜交育種時，自交和選擇要同時進行。良種繁育：防止品種因天然雜交而發(fā)生分離退化，保持品種的典型性；注意品種保純。第15頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)獨立分配定律（自由組合定律）兩對（或兩對以上）性狀——兩對等位基因控制兩對性狀的基因位于不同的同源染色體等位基因、非等位基因形成配子時，等位基因與非等位基因分配的區(qū)別第16頁,共59頁，2024年2月25日，星期天一、孟德爾實驗及其分析（兩對相對性狀）PF1F2RRYYrryyRrYyRRYY;RrYy;RrYY;RRYy315Rryy;Rryy108rrYY;rrYy101Rryy329.84:3.38:3.16:1.00約為9:3:3:1第17頁,共59頁，2024年2月25日，星期天在分析了一對性狀傳遞規(guī)律的基礎上，Mendel進一步進行了兩對相對性狀雜交的遺傳分析。他選擇了這樣兩個親本進行雜交：一個是雙顯性親本：種子是圓形的，種子的顏色為黃色；一個是雙隱性親本：種子是皺縮的，種子的顏色為綠色。第18頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第19頁,共59頁，2024年2月25日，星期天多對基因的獨立分配和自由組合定律：當兩對或更多對基因處于不同的同源染色體中，等位基因在形成配子時的分離是彼此獨立不相牽連的，同時非等位基因間進行自由組合。測交實驗結(jié)果：1：1：1：1第20頁,共59頁，2024年2月25日，星期天自由組合定律的內(nèi)容：在配子形成時，各對等位基因彼此分離后，獨立自由地組合到配子中。自由組合律的實質(zhì)：配子形成時非同源染色體（非等位基因）自由組合。第21頁,共59頁，2024年2月25日，星期天多對基因的雜交第22頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1.5.3概率的計算和應用1)棋盤法(punnetsquare)1/16yyrr1/16Yyrr1/16yyRr1/16YyRr1/4yr1/16yyRr1/16YyRr1/16yyRR1/16YyRR1/4yR1/16Yyrr1/16YYrr1/16YyRr1/16YYRr1/4Yr1/16YyRryr1/41/16YYRrYr1/41/16YyRRyR1/41/16YYRR1/4YRYR1/4♂♀第23頁,共59頁，2024年2月25日，星期天2)分枝法(branchingprocess)Yy×YyRr×Rr后代基因型及其比例?YY2/4Yy?yy?RR2/4Rr?rr1/16YYRR2/16YYRr1/16YYrr?RR2/4Rr?rr?RR2/4Rr?rr2/16YyRR4/16YyRr2/16Yyrr1/16yyRR2/16yyRr1/16yyrr第24頁,共59頁，2024年2月25日，星期天Yy×YyRr×Rr后代表型及其比例?

黃色?圓形?皺縮9/16黃圓3/16黃皺3/16綠圓1/16綠皺?

綠色?

圓形?

皺縮表型及其比例分枝圖第25頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3)多對基因雜交概率的計算五對基因的雜交組合AABbccDDEe×AaBbCCddEe，求后代中基因型為AABBCcDdee和表型為A

B

C

D

ee的概率。PAA×AaBb×Bbcc×CCDD×ddEe×Ee基因型

AABBCcDdee概率P=1/2×1/4×1×1×1/4=1/32

表型

ABCDe概率P=1×3/4×1×1×1/4=3/16第26頁,共59頁，2024年2月25日，星期天三對獨立遺傳性狀的親本雜交后F1代以及F1形成配子的類型第27頁,共59頁，2024年2月25日，星期天自由組合規(guī)律的意義具廣泛性。由于自由組合的存在使各種生物群體中存在多樣性，使世界變得豐富多彩，使生物得以生存和進化。人們將自由組合的理論可以用于育種，將那些具有不同優(yōu)良性狀的動物或植物，通過雜交使多種優(yōu)良性狀集中于雜種后代，以滿足人類的需求。***第28頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)孟德爾規(guī)律的補充和發(fā)展一、顯隱性關系的相對性二、復等位基因三、致死基因四、非等位基因之間的相互作用第29頁,共59頁，2024年2月25日，星期天一、顯隱性關系的相對性

（一）顯性現(xiàn)象的表現(xiàn)完全顯性不完全顯性共顯性鑲嵌顯性顯性與環(huán)境的影響第30頁,共59頁，2024年2月25日，星期天

不完全顯性(incompletedominance)

雜合體表現(xiàn)為雙親的中間性狀，如紫茉莉(Mirabilisjalapa)花色的遺傳。×紅花CC

粉紅花Cc

白花cc1:2:1符合孟德爾分離規(guī)律白花cc紅花CC粉紅花Cc

父母的中間型基因型比例？表現(xiàn)型比例？第31頁,共59頁，2024年2月25日，星期天

P

紅花×白花黑羽×白羽↓↓

F1

粉紅

灰羽↓

F2

紅花粉紅白花黑羽灰羽白羽

1：2：11：2：1

柴茉莉花色雞的羽色

(a)(b)P棕色×白色透明魚×非透明魚↓↓

F1

淡棕

半透明↓↓

F2

棕色淡棕白色透明魚半透明非透明

1：2：11：2：1

馬的皮毛金魚身體的透明度

(d)(e)

圖4－3不完全顯性的遺傳方式第32頁,共59頁，2024年2月25日，星期天3、共顯性：雙親的性狀同時在F1雜合體中都表達紅血球細胞鐮刀形

×紅血球碟形

ss

SS

Ss

紅血球細胞中即有碟形也有鐮刀形

第33頁,共59頁，2024年2月25日，星期天4.鑲嵌顯性(mosaicdominance)一個等位基因影響身體的一部分，另一個等位基因則影響身體的另一部分，而在雜合體中兩個部分都受到影響的現(xiàn)象稱為鑲嵌顯性，即雙親性狀在后代同一個體不同部位表現(xiàn)。如鞘翅瓢蟲(Harmoniaaxyridis)的遺傳。

SAuSAu×

SESE

(黑緣型)

(均色型)

SAuSE

(新類型)

SAuSAuSAuSESESE

1：2：1第34頁,共59頁，2024年2月25日，星期天

顯性是相對而言的。共顯性:就是兩個等位基因平分秋色,大家一起表達。比如一只黃貓和一只黑貓雜交，生出來了一只黑黃雜毛的貓(黑色和黃色的毛發(fā)均勻的混合分布周身)鑲嵌顯性:就是兩個等位基因各自占山為王。你在這里表達，我在那里表達。

比如一只黃貓和一只黑貓雜交，生出來了一只黑黃斑點的貓。不完全顯性：就是兩個等位基因兩敗俱傷，各顯一半，混合起來表達。

比如一只黃貓和一只黑貓雜交，生出來了一只土黃（暗黃）色的貓。第35頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（二）顯性與環(huán)境的影響

藏報春（Primulasincnsis）在20℃時花為紅色，在30oC時花為白色。

喜馬拉雅白化兔

25oC時,在體溫較低的部分的毛都是黑色的，其余部分全為白色。但在30oC以上的環(huán)境里長出的毛全為白色。第36頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共59頁，2024年2月25日，星期天例：兔子的皮下脂肪等位基因YyY—白色；y—黃色；黃色素分解酶（Y）

綠色植物（黃色素）白色脂肪YY、Yy——白脂肪yy——黃脂肪等位基因間不是直接抑制或促進的關系，而是分別控制各自的代謝過程，從而控制性狀的發(fā)育。第38頁,共59頁，2024年2月25日，星期天不同環(huán)境條件對顯隱性的影響

金魚草有紅色花和淡黃色花兩種不同的品系

紅色花×淡黃色↓光充足低溫：紅色花光不足溫暖：淡黃色光充足溫暖：粉紅色顯隱性關系也受其他生理因素：年齡、性別、營養(yǎng)、健康狀況等。第39頁,共59頁，2024年2月25日，星期天二、復等位基因基因座（locus）：基因在染色體上所處的位置。特定的基因在染色體上都有其特定的座位。復等位基因：在同源染色體上相同位點上，存在3個或3個以上的等位基因。一對性狀—3個以上基因在正常二倍體個體中，只存在復等位基因中的兩個不同的等位基因；只有在群體中不同個體之間才出現(xiàn)3個或3個以上等位基因。在同源多倍體中，一個個體可同時存在多個復等位基因。第40頁,共59頁，2024年2月25日，星期天人類血型有4種表現(xiàn)型：A,B,AB,O；由3個復等位基因決定：IA、IB、IO；

IA與IB：共顯性（F1代個體AB型）；

IA和IB對IO都是顯性。

3個復等位基因：6種基因型，4種表現(xiàn)型。血型（表現(xiàn)型4種）基因型（6種）AIAIA,IAIOBIBIB,IBIOAB

IAIBOIOIO3個復等位基因（IA、IB和IO）決定的人類ABO血型系統(tǒng)第41頁,共59頁，2024年2月25日，星期天

兔子毛色的復等位基因

等位基因 基因型表型

c+c+c+,c+cch,c+ch,c+c野鼠色

cch cchcch,cchch,cchc灰色

ch chch,chc喜馬拉雅白化

c cc白化 Coatcolorsinrabbits.第42頁,共59頁，2024年2月25日，星期天

一定數(shù)量等位基因構(gòu)成基因型的數(shù)目 等位基因基因型種類純合子種類 雜合子種類

1 1 1 0 23 2 1

3 633

4 10 4 6 515 5 10 n n(n+1)/2 n n(n-1)/2 第43頁,共59頁，2024年2月25日，星期天三、致死基因(lethalallele)1904年法國學者LucienCuenot發(fā)現(xiàn)小鼠的黃色皮毛不能穩(wěn)定遺傳，此研究過程中發(fā)現(xiàn)了致死基因。黃鼠×黃鼠2/3黃鼠:1/3黑鼠黃鼠×黑鼠1/2黃鼠:1/2黑鼠AYA×AYA1AYAY

:2AYA:1AA(死亡)AYA×AA1/2AYA:1/2AA說明黃鼠不是純合的，不符合3:1黃鼠為雜合體

黑鼠×黑鼠全部為黑鼠后代黑鼠為純合體第44頁,共59頁，2024年2月25日，星期天致死基因(lethalallele)：指那些使生物體不能存活的等位基因。隱性致死基因(recessivelethal)：隱性基因在雜合時不影響個體的生活力，但在純合狀態(tài)有致死效應的基因叫隱性致死基因。如小鼠的AY基因，植物中的隱性白化基因等。顯性致死基因(dominantlethal)：雜合狀態(tài)即表現(xiàn)致死作用的基因。如顯性基因Rb引起的視網(wǎng)膜母細胞瘤；人的神經(jīng)膠癥基因，只要一份即可致病。第45頁,共59頁，2024年2月25日，星期天四、非等位基因間的相互作用

基因互作（interactionofgene）：不同對等位基因之間共同作用共同決定同一單位性狀產(chǎn)生影響的現(xiàn)象。第46頁,共59頁，2024年2月25日，星期天基因間互作的類型互補作用積加作用重疊作用顯性上位作用隱性上位作用抑制作用第47頁,共59頁，2024年2月25日，星期天兩對相對性狀的遺傳（獨立分配規(guī)律）的修飾第48頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（一）互補作用香豌豆花色遺傳返租現(xiàn)象：祖先野生型紫花白花×白花CCppccPP紫花CcPp

C_P_(C_ppccP_ccpp)紫花白花

9：7因為顯性基因在進化過程中，CCPP中顯性基因突變：C→c(ccPP)白色或P→

p(CCpp)白色這兩種突變后形成的白花品種雜交后又會產(chǎn)生紫花性狀(C–P–)。顯性基因相互補充C無色的中間產(chǎn)物P紫色素無色色素元C、P共存時呈紫色C、P中缺一則呈白色第49頁,共59頁，2024年2月25日，星期天

CP

無色無色的紫色素色素元中間產(chǎn)物

圖4-23互補效應的生化機制第50頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（二）積加作用南瓜果型的遺傳圓球形×圓球形aaBBAAbb扁盤形AaBb

9A_B_：

(3A_bb+3aaB_)

：1aabb

扁盤形圓球形長圓形

9：6：1顯性基因的累加效果A、B都存在A、B其一存在A、B都不存在第51頁,共59頁，2024年2月25日，星期天（三）重疊作用薺菜的蒴果形狀遺傳

三角形×卵形

T1T1T2T2

t1t1t2t2

三角形T1t1T2t2

(T1_T2_,T1_t2t2,t1t1T2_)t1t1t2t2

三角形卵形

15：1顯性基因的作用相互重疊不同的顯性基因都具有使果型表現(xiàn)為三角形的相同作用。第52頁,共59頁，2024年2月25日，星期天在一對等位基因中有顯性和隱性之分，在兩對等位基因控制同一性狀時也有顯隱關系，稱上位和下位。一對基因?qū)α硪粚虻谋憩F(xiàn)具有遮蓋作用，這種非等位基因間的作用方式就稱為上位性，反之，后者被前者所遮蓋，稱為下位性。（四）顯性上位作用第53頁,共59頁，2024年2月25日，星期天掩蓋者稱為上位基因(epistaticgene)，被掩蓋者稱為下位基因(hypostaticgene)起遮蓋作用的基因如果是顯性基因，稱為上位顯性基因；上位作用