遺傳實驗設(shè)計方案專題 ppt課件

1、遺傳實驗設(shè)計專題授課教師:安萬科遺傳學(xué)開展中的偉大科學(xué)家遺傳學(xué)開展中的偉大科學(xué)家魏斯曼魏斯曼( August Weisman，1834-1914)種質(zhì)學(xué)論：種質(zhì)學(xué)論：種質(zhì)：性細胞和產(chǎn)生性細胞的細胞種質(zhì)：性細胞和產(chǎn)生性細胞的細胞體質(zhì)：身體除種質(zhì)以外的一切其他體質(zhì)：身體除種質(zhì)以外的一切其他部分的細胞部分的細胞種質(zhì)擔(dān)任傳送堅持物種種性的全部種質(zhì)擔(dān)任傳送堅持物種種性的全部遺傳因子，其本身永世長存，在世遺傳因子，其本身永世長存，在世代之間延續(xù)相續(xù)；體質(zhì)維護和協(xié)助代之間延續(xù)相續(xù)；體質(zhì)維護和協(xié)助種質(zhì)本身繁衍種質(zhì)本身繁衍 魏斯曼孟德爾孟德爾(Johann Gregor Mendel，1822-1884)奧地利

2、的一個修道士，他從奧地利的一個修道士，他從1856年開場進展了年開場進展了8年的豌豆雜交實驗，年的豌豆雜交實驗，提出了遺傳因子的分別定律和自在提出了遺傳因子的分別定律和自在組合定律的假設(shè)，并運用統(tǒng)計學(xué)方組合定律的假設(shè)，并運用統(tǒng)計學(xué)方法分析和驗證了這些假設(shè)。但是他法分析和驗證了這些假設(shè)。但是他的發(fā)現(xiàn)并未引起注重，而是被埋沒的發(fā)現(xiàn)并未引起注重，而是被埋沒了了35年之后才被年之后才被3位科學(xué)家重新發(fā)位科學(xué)家重新發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)。孟德爾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

3、奧地利維也納農(nóng)業(yè)大學(xué)的年輕講師丘歇馬克(Erich Von Tschermak Seysenegg, 1871-1962)， 豌豆三人的論文都刊登在1900年出版的18卷上，都證明了孟德爾定律。這就是遺傳學(xué)歷史上孟德爾定律的重新發(fā)現(xiàn)，標志著遺傳學(xué)的誕生。 ViresCorrensTschermak1902年，鮑維豐(T.Boveri)和1903年薩頓W.Sutton)在研討減數(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

4、，詹森斯 (F.A.Janssen)察看到染色體在減數(shù)分裂時呈交叉景象，為解釋基因連鎖景象提供了根底。摩爾根(T.H.Morgan,1866-1945) 對果蠅的實驗遺傳學(xué)研討，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、交換和不分別規(guī)律等。并進一步證明基因在染色體上呈直線陳列，從而開展了染色體遺傳學(xué)說。1926年摩爾根提出基因?qū)W說，發(fā)表。這是對孟德爾遺傳學(xué)說的艱苦開展 果蠅摩爾根1944年艾弗里(O.T.Avery)等在用純化因子研討肺炎雙球菌的轉(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菌的實驗中，再次確認了DNA

5、是遺傳物質(zhì)。艾弗里赫爾希沃森(Watson)和克里克(Crick)提出了DNA雙螺旋構(gòu)造模型，標志著遺傳學(xué)以及整個生物學(xué)進入分子程度的新時代。 50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)時并未得到成認，甚至遭到訕笑。 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、 “中心法那么等。70年代，發(fā)現(xiàn)限制性核酸內(nèi)切酶、人工分別和合成基因獲得進展1972年P(guān).Berg 勝利實現(xiàn)了DNA體外重組1973年S.N.Cohen 經(jīng)過DNA的體外重組勝利地構(gòu)建了第一個有生物學(xué)功能的細菌雜交質(zhì)粒，從而興起以DNA重組技

6、術(shù)為中心的基因工程研討。 .90年代，1992年“人類基因組方案開場實施，投資30億美圓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 .遺傳實驗常見的資料豌豆豌豆果蠅果蠅玉玉米米遺傳實驗設(shè)計的總思緒性狀基因的遺傳方式性狀核基因質(zhì)基因基因型環(huán)境要素+=遵照伴性遺傳和孟德爾遺傳規(guī)律遵照細胞質(zhì)系遺傳尋覓遺傳實驗設(shè)計的根本規(guī)律一、確定何種染色體遺傳一、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，請他設(shè)計一組雜交實驗，經(jīng)過眼色即可直接判別子代果蠅的性別。分析：分析：紅眼XAXaXAXAXAY白眼XaYXaXa

7、XaXaXAYXXAXaXaY紅眼紅眼白眼白眼圖解：圖解：知識預(yù)備：知識預(yù)備：紅眼雄果蠅紅眼雄果蠅雜交方式：雜交方式： 白眼雌果蠅白眼雌果蠅結(jié)果：結(jié)果： 子代中白眼為雄性，紅眼為雌性子代中白眼為雄性，紅眼為雌性X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。經(jīng)過一次雜交，判別這對性狀能否是X染色體遺傳？一、確定何種染色體遺傳一、確定何種染色體遺傳圖解分析：圖解分析：XaXaXAYXXAXaXaY紅眼紅眼白眼白眼AA AaaaaaXXAaaaAa白眼雌性白眼雌性 X 紅眼雄性紅眼雄性無性別差別無性別差別無性別差別無性別差別情景情景1 1結(jié)果預(yù)測結(jié)果預(yù)測子代中雌果蠅全部紅

8、眼，雄果蠅全部白眼，那么這對基因子代中雌果蠅全部紅眼，雄果蠅全部白眼，那么這對基因位于位于X染色體上染色體上 子代中雌、雄果蠅全部紅眼，那么這對基因位于常染色體上子代中雌、雄果蠅全部紅眼，那么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，那么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，那么這對基因位于常染色體上 果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀。請他設(shè)計果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀。請他設(shè)計一組雜交方式，經(jīng)過一代雜交來判別能否是一組雜交方式，經(jīng)過一代雜交來判別能否是X染色體遺傳？染色體遺傳？一、確定何種染色體遺傳一、確定何種染色體遺傳XaXaXAYXXAXa XaYXA

9、XaXaYXXAXaXaYXaXaXAYXAXAXaYXXAXaXAY1 1、假設(shè)在、假設(shè)在X X染色體上染色體上: :正交：正交：反交：反交：2 2、假設(shè)在常染色體上、假設(shè)在常染色體上: :AA AaaaXXAa aaAaaa正交正交反交反交情景情景2 2：結(jié)果預(yù)測：1 1、假設(shè)正交和反交的結(jié)果是一樣的，且沒、假設(shè)正交和反交的結(jié)果是一樣的，且沒有性別差別，那么在常染色體上有性別差別，那么在常染色體上2 2、假設(shè)正交和反交結(jié)果不一樣，且不表現(xiàn)、假設(shè)正交和反交結(jié)果不一樣，且不表現(xiàn)為細胞質(zhì)遺傳。那么在為細胞質(zhì)遺傳。那么在X X染色體上。染色體上。正反交不一致，一定是X染色體上的遺傳嗎？推論：推論：

10、反例：細胞質(zhì)遺傳。子代性狀一直和母本一樣，正反交結(jié)果不一致。紫茉莉的細胞質(zhì)遺傳紫茉莉的細胞質(zhì)遺傳二、判別顯隱性關(guān)系二、判別顯隱性關(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)思緒：思緒：顯性個體都是純合子顯性個體都是純合子顯性個體都是雜合子顯性個體都是雜合子顯性個體既有雜顯性個體既有雜合子又有純合子合子又有純合子種群中，顯性個體的能夠的基因型？思索：思索：假設(shè)把常染色體換成是X染色體呢？情景情景3 3：不同性狀雜交不同性狀雜交一樣性狀雜交一樣性狀雜交多組實驗多組實驗雜交雜交F1表

11、現(xiàn)型表現(xiàn)型能否有性狀分別能否有性狀分別子代中數(shù)量多子代中數(shù)量多的為顯性的為顯性假設(shè)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。但實驗室只需從自然界捕獲的、具有繁衍才干的直剛毛雌、雄果蠅各一只和焦剛毛雌、雄果蠅各一只，他能否經(jīng)過雜交實驗確定性狀的顯隱性？二、判別顯隱性關(guān)系二、判別顯隱性關(guān)系一樣性狀雜交可以嗎？一樣性狀雜交可以嗎？不同性狀雜交結(jié)果如何？不同性狀雜交結(jié)果如何？情景情景4 4：分析果蠅類型：分析果蠅類型：直剛毛雌性直剛毛雌性焦剛毛雌性焦剛毛雌性直剛毛雄性直剛毛雄性焦剛毛雄性焦剛毛雄性思索思索1：雜交雜交雜交雜交思索思索2：或或思索思索3:假照實驗室里的是一個種群

12、呢假照實驗室里的是一個種群呢?XaXaXAYXAXaXaYXAXAXaY直剛毛直剛毛直剛毛直剛毛焦剛毛焦剛毛焦剛毛焦剛毛XAYXAXAXAXAXAYXXXaXaXaY假設(shè)直剛毛和焦剛毛得雌性果蠅都是純合假設(shè)直剛毛和焦剛毛得雌性果蠅都是純合子的時候，那么符合組合子的時候，那么符合組合 。這時子代。這時子代和親代性狀一樣，無法判別顯隱性狀和親代性狀一樣，無法判別顯隱性狀一樣性狀個體雜交直剛毛直剛毛直剛毛直剛毛焦剛毛焦剛毛焦剛毛焦剛毛XX不同性狀個體雜交：XaXaXAYXXAXaXAXaXaYXXAXaXaYXaXaXAYXAXAXaYXXAXaXAYXaY假設(shè)子代中雌雄分別不同性狀，符合圖假設(shè)子代

13、中雌雄分別不同性狀，符合圖假設(shè)子代中無論雌雄都為同一性狀，那么符合圖假設(shè)子代中無論雌雄都為同一性狀，那么符合圖。焦剛毛為顯性焦剛毛為顯性 直剛毛為隱性。直剛毛為隱性。假設(shè)子代中各種性狀雌雄都有，那么符合圖。假設(shè)子代中各種性狀雌雄都有，那么符合圖。直剛毛為顯性直剛毛為顯性 焦剛毛為隱性。焦剛毛為隱性。綜合思索題：綜合思索題：從一個自然果蠅種群中選出一部分未交配過的灰色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等，每種體色的果蠅雌雄各半. . 請設(shè)計一種雜交組請設(shè)計一種雜交組合合,

14、,只做一代雜交實驗，每個雜交組合選用多對果只做一代雜交實驗，每個雜交組合選用多對果蠅。對哪一種體色為顯性性狀蠅。對哪一種體色為顯性性狀, ,以及控制體色的基以及控制體色的基因位于因位于X X染色體上還是常染色體上進展判別染色體上還是常染色體上進展判別思緒思緒1: 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緒思緒2:分析分析:灰色雌蠅灰色雌蠅黃色雄蠅黃色雄蠅 黃色雌蠅黃色雌蠅灰色雄蠅灰色雄蠅XaXaXAYXXAXa XaYXAXaXaYXXAXaXaYXaXaXAYXAXAXaYXXAXaXAY1 1、假設(shè)在、假設(shè)在X X染色體上染色體上: :正交：正

15、交：反交：反交：2 2、假設(shè)在常染色體上、假設(shè)在常染色體上: :AA AaaaXXAa aaAaaa正交正交反交反交結(jié)果表述結(jié)果表述(多組實驗多組實驗)用正反交用正反交v假設(shè)兩個雜交組合的子一代中都是黃色個體多于灰假設(shè)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)，那么黃色為色個體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，那么黃色為顯性，基因位于常染色體上顯性，基因位于常染色體上v假設(shè)兩個雜交組合的子一代中都是灰色個體多于黃假設(shè)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)，那么灰色為色個體，并且體色的遺傳與性別無關(guān)，那么灰色為顯性，基因位于常染色體上顯性，基因位于常染色體上v假設(shè)在雜交組合灰色雌蠅假設(shè)在雜交組合灰色雌蠅黃色雄蠅的子一代中的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交組合黃色雌蠅灰色雄蠅的子一代