遗传的基本定律及其扩展

第一节分离定律一、一对相对性状的杂交试验1、相关符号P:表示亲本(parent)♀:表示母本(femaleparent)，♂:表示父本(maleparent)×:表示杂交,在母本上授上外来的花粉F(filialgeneration):表示杂种后代F1:杂种一代；F2:杂种二代Fn:杂种n代:自交,指同一植株上的自花授粉或同株上的异花授粉。2、试验结果P红花(♀)×白花(♂)↓F1红花↓F2红花白花株数705224比例3.151?F1(杂种一代)的花色全部为红色；F2(杂种二代)有两种类型的植株，一种开红花，一种开白花；并且红花植株与白花植株的比例接近3:1。1．生物体所有性状均由基因所控制，相对性状由相对基因控制。2．体细胞中基因成对，配子中只含其中一个。3．两性配子结合后，其基因各自独立，不相融合。4．F1产生配子时，来自双亲的基因各自分离，进入不同的配子中。5．两种配子数量相等、随机结合。二、分离现象的解释和验证等位基因：在体细胞内位于同源染色体相同位置上的基因(R,r)。基因型：控制性状的基因组成(RR,Rr,rr)。表现型：生物表现出的外部形态特征和生理生化特性。纯合体：组成基因型的两个基因是相同的(RR,rr)。杂合体：组成基因型的两个基因是不同的(Rr)。引出的概念:1)测交——杂合体与隐性纯合体交配，使杂合体所带的基因和数量得以表现分离定律的验证Cc×cc→Cc和cc比例为1：1CC×CC→CCCc×Cc→CC：Cc：cc＝1：2：1cc×cc→cc2)自交——本株植物自花授粉(一)显隐性关系的相对性三、分离定律的普遍性及其推广1、完全显性——杂合体表型与显性纯合体相同果蝇正常翅×残翅→F1正常翅→F2正常翅：残翅＝3：1家鸡光腿×毛腿→F1光腿→F2光腿：毛腿＝3：12、不完全显性杂合体表型为双亲的中间型金鱼透明×不透明→F1半透明（中间型）→F2透明：半透明：不透明＝1：2：1牛红毛×白毛→F1沙毛→F2红毛：沙毛：白毛＝1：2：1杂合体表现出双亲的性状（镶嵌型）人类的MN血型有三种：M型、N型和MN型，依红细胞表面抗原而定。3、共显性M型（LMLM）产生M抗原；N型（LNLN）产生N抗原；MN型（LMLN）产生M抗原和N抗原。双亲的性状同时在F1个体上表现。AA碟形红血球，aa镰刀形红血球，Aa两种红血球同时存在概念——群体中，同源染色体同一座位上有两个以上的基因。1、家兔的毛色遗传黑（C）青紫蓝（cch）喜马拉雅（ch）白化（c）等级显性关系C＞cch＞ch＞c黑（CC，Ccch，Cch，Cc）青紫蓝（cchcch，cchch，cchc）喜马拉雅（chch，chc）白化（cc）（二）复等位基因表型——A型、B型、AB型和O型由3个复等位基因控制备：IAIBiA型的基因型——IAIAIAiB型的基因型——IBIBIBiAB型的基因型——IAIBO型的基因型——ii显性关系：完全显性IA＞iIB＞i共显性IA＝IB2、人类的ABO血型四、意义与启示（一）分离定律的意义否定遗传融合理论分离定律是遗传学三大定律最基本定律。提出从表型判断基因型的方法。（二）孟德尔试验的启示材料的选择单一性状分析(从简单到复杂)亲子间性状传递试验数据的统计分析提出假设并加以验证PF1黄圆绿皱黄圆绿皱黄圆绿圆黄皱F2315：101：108：32共计：5569：3：3：1一、两对相对性状的遗传试验第二节自由组合定律试验结果与分析①杂种后代的表现：F1两性状均只表现显性状状，F2出现9种基因型、四种表现型(两种亲本型、两种重组型)，表型比例接近9:3:3:1。②分析每对相对性状发现，它们仍然符合3:1的性状分离比。黄色:绿色=(315+101):(108+32)=416:140≈3:1圆粒:皱粒=(315+108):(101+32)=423:133≈3:1这说明每对性状都符合分离定律，决定着不同性状的遗传因子(基因)在遗传传递上有相对独立性。其实质是决定种子形状和子叶颜色的基因位于不同的非同源染色体上。二、自由组合定律的解释和验证（一）解释决定两对相对性状的两对基因在体细胞中各自独立、互不影响；在形成配子时各自分离，独立分配到配子中；在受精时各种配子随机组合(自由组合)。因此，有16种组合，9种基因型，4种表型，F2为9：3：3：1。PF1绿皱黄圆绿圆黄皱F2315：101：108：32共计：5569：3：3：1RRYYRrYyRYRRYYrryyry生殖细胞RYRyrYryRYRyrYryrrYYRRyyRRYyRrYYRrYyRRYyRrYyRryyRrYYRrYyrrYyrryyRrYyRryyrrYyRrYy(二)验证1．测交法F1与双隐性亲本交配，后代有4种类型，比例为1：1：1：1。2、自交法F1种子播种，得到F2；F24种类型的植株自花授粉，得到F3。F3的表型及分离比见表5-6。F2基因型的推测方法：三、自由组合定律的普遍性（一）自由组合定律得到广泛认同(二)多对基因的后代性状独立分配规律杂种杂合基因对数与F2表现型和基因型种类的关系杂种杂合显性完全F1形成的F2基因F1产生的雌F2纯合F2杂合F2表现基因对数时F2表现不同配子型的种雄配子的可基因型基因型型分离型的种类的种类类能组合数的种类的种类比例12234213:124491645(3:1)23882764819(3:1)3……………………n2n2n3n4n2n3n-2n(3:1)n(三)分离比是否符合孟德尔的分离定律和自由组合定律，要进行好适度测验,χ2测验是常用方法之一适合度测验(X2检验)：O—实测数，E—预期理论数当df＞1时:当df=1时:χ2＜χ20.05，无显著差异，差异由实验误差造成，符合假设，可接受。χ20.01≥χ2≥χ20.05，观察数与理论数间有显著差异，实验结果不符合原有理论预期。χ2≥χ20.01，观察数与理论数有极显著差异，更应否定。EE)-O(22XEEOcX2)21(2第三节基因互作自由组合定律是在两对基因各自决定性状、不存在两对基因相互作用的条件下才成立的。普遍存在两对基因相互作用的情况，亦即两对(或多对)基因共同作用于某一性状，这就是基因互作。一、互补作用两对基因相互作用共同决定一个性状的发育。(d)单片冠（rrpp）(c)胡桃冠（RP）(b)豌豆冠（rrP）(a)玫瑰冠（Rpp）R＞rP＞p鸡的冠形遗传—互补作用两对基因共同影响一对性状发育，其中一对基因能抑制另一对基因的表现，这种作用称为上位作用。起抑制作用的基因称为上位基因，被抑制的基因称为下位基因。上位基因是显性时，只有一个上位基因就可以发挥上位作用，称为显性上位作用。上位基因是隐性时，必须纯合时才能发挥上位作用，称为隐性上位作用。二、显性上位作用褐色×白色→F1白色→F2白色：黑色：褐色＝12：3：1基因I为上位基因，基因I和i分别控制白色与非白色基因B和b分别控制黑色与褐色（在不存在基因I时才有此作用）狗的毛色遗传——显性上位作用家鼠毛色遗传——黑色（CCaa)×白化（ccAA）→F1鼠灰（CcAa）→F2鼠灰（C-A-）：黑色（C-aa）：白化（ccA-，ccaa）＝9：3：4三、隐性上位作用cc为隐性上位基因，cc抑制C形成黑色素；没有黑色素，A的存在也就没有意义了。C可能决定黑色素的生成，A决定色素分布。两对基因决定一个性状，其显性作用是相同的，只要其中一对基因有一个显性基因，性状就表现出来。猪的阴囊疝遗传——由两对基因S1s1、S2s2决定的s1s1s2s2×♀S1S1S2S2→F1S1s1S2s2→F2………s1s1s2s2（1/16）s1s1s2s2♀正常；♂阴囊疝（1/32）四、重叠作用推荐题1、两大遗传定律的细胞学基础2、用什么方法可鉴定一群体是纯种或杂种3、孟德尔遗传规律的适用范围和条件4、基因型和表现型有何关系？举例说明。5、你对显性和隐性如何理解？举例说明显、隐性的相对性1、两大遗传定律的细胞学基础解析（1）分离规律：等位基因位于同源染色体两个成员的对等的位点上，在形成配子时（在减数分裂的后期Ⅰ）随同源染色体的分离而发生分离，各自独立地进入不同的配子中。（2）独立分配规律：控制不同对相对性状的基因位于不同的同源染色体上，在形成配子对时（在减数分裂的后期Ⅰ）随同源染色体的分离而分离，随不同对的同源染色体的自由组合而自由组合，各自独立地分配到配子中。一对基因与另一对基因的分离与组合互不干扰，各自独立。2、用什么方法可鉴定一群体是纯种或杂种可用自交或测交的方法进行鉴定：（1）自交法：将此群体的种子播种或近亲繁殖（动物的姊妹交）。植物经套袋自交，后代的种子（动物的后代）若全部表现一致，没有分离，则表明是纯种。若有性状分离，则表明为杂种。（2）测交法：植物选带有隐性性状的亲本（动物亦然）与被测亲本进行交配，收获并观察原亲本（带显性性状）的特征。若有分离，则表明被测亲本杂合；若只表现被测亲本的类型，则表明被测亲本纯合，可留下作品种或用于配种。3、孟德尔遗传规律的适用范围和条件1.适用范围：以染色体为载体的细胞核基因的遗传。等位基因的分离符合基因的分离定律；非同源染色体上的非等位基因的遗传符合基因的自由组合定律。2.发生时间：减数第一次分裂。3.真核细胞进行无性繁殖时，其细胞核基因的遗传不遵循孟德尔的遗传规律4.真核生物细胞质遗传基因的遗传，不遵循孟德尔的遗传规律。5.原核生物的细胞没有染色体，且不发生减数分裂，其基因的遗传不遵循孟德尔的遗传规律。4、基因型和表现型有何关系？举例说明。基因型在环境条件的作用下，可出现各种表现型，即基因型这种内因在环境条件作为外因的影响下才出现结果，因而基因型和表现型之间的关系表现在：（1）相同的基因型可有相同的表型，如基因型YY的豌豆全为黄子叶，yy全为绿子叶。（2）相同的基因型可有不同的表型，如人的一卵双生子，基因型相同，他们经过多次有丝分裂形成成体，但表现型总有相对差异，这是在个体发育过程中环境条件的影响。（3）不同的基因型可有相同的表现型。如在人的眼色遗传中，基因型BB和Bb都是褐眼，这表现完全显性。（4）不同的基因型可有不同的表现型。如人的肤色，黄种人和黑种人的基因型是不同的。5、你对显性和隐性如何理解？举例说明显、隐性的相对性显性和隐性是人为的划分，一般地F1代出现的性状是显性性状，但有些性状并不那么绝对，可出现多种类型。具体地说，显性的类型有以下几类：（1）完全显性：F1只出现一个亲本的性状，如，豌豆的黄子叶是绿子叶的显性。（2）不完全显性：F1的性状介于双亲的中间，如，紫茉莉的双亲是红花和白花，F1是粉红花。（3）镶嵌显性：F1的个体上不同部位出现双亲的性状，如，在瓢虫鞘翅色斑遗传中，F1个体的前缘类似于黑缘型。后缘类似于均色型。（4）并显性或共显性：F1个体的所有细胞都同时显示双亲的性状，如，人的MN血型中，M血型的红细胞上具有M抗原，N血型具有N抗原，MN型的具有两种抗原。（5）条件显性：某些性状的显隐性可依环境条件而改变。如，在曼陀罗茎色的遗传中，在高温时，紫茎对绿茎是显性，而在低温时，这对性状又呈现不完全显性，即淡紫色茎。