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文檔簡介
第二節(jié)遺傳的基本規(guī)律一、基因的分離定律當(dāng)前第1頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)孟德爾(GregorJohannMendel)[1822-1884],出生于奧地利一個名叫海因策多夫(Heinzendorf)的小村中,父親是農(nóng)民,擅長嫁接;母親是園藝工人。由于家庭的影響,孟德爾自幼酷愛自然科學(xué)。他于1981年在維也納大學(xué)學(xué)習(xí),1853年從維也納到布隆(Brünn)[現(xiàn)在捷克的布爾諾(Brno)]修道院當(dāng)修道士,直至1868年當(dāng)選修道院院長為止。孟德爾從1856年起就是在修道院的花園里種豌豆,開始他的“豌豆雜交試驗(yàn)”,到1864年共進(jìn)行了8年,發(fā)現(xiàn)了前人未認(rèn)識到的規(guī)律,這個規(guī)律后來稱為”孟德爾規(guī)律”,即遺傳學(xué)上的分離規(guī)律和獨(dú)立分配規(guī)律,這兩個規(guī)律與后來摩爾根的連鎖遺傳規(guī)律并稱為遺傳學(xué)的三大規(guī)律。但當(dāng)時這一規(guī)律并未被認(rèn)可,直至他去世后的1900年,才又被重新提出。而孟得爾被稱為“遺傳之父”。
當(dāng)前第2頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)當(dāng)前第3頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)豌豆孟德爾選擇了豌豆作為遺傳試驗(yàn)材料1、豌豆是自花傳粉,且是閉花受粉的植物2、豌豆有易于區(qū)分的相對性狀當(dāng)前第4頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)相對性狀:同種生物的同一性狀的不同表現(xiàn)類型直發(fā)與卷發(fā)?兔的白毛和狗的黑毛?當(dāng)前第5頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)單擊畫面繼續(xù)人的某些相對性狀當(dāng)前第6頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)下列生物性狀中,不屬于相對性狀的是A、小麥種子的白粒與紅粒B、狗的卷毛與白毛C、小麥的有芒與無芒D、五指與多指答案:(B)當(dāng)前第7頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)人工雜交(異花傳粉)孟德爾雜交試驗(yàn)的獨(dú)特之處:
分別對每一對相對性狀進(jìn)行研究當(dāng)前第8頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)解釋:PF1F2
子一代子二代♀♂×親本母本父本雜交自交當(dāng)前第9頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)
矮莖的性狀在F1中丟失了嗎?顯性性狀隱性性狀相對性狀一對相對性狀的遺傳試驗(yàn)F1中只出現(xiàn)高莖F2中出現(xiàn)高莖和矮莖,比例為3:1顯性純種和隱性純種雜交,F(xiàn)1中只出現(xiàn)顯性性狀F2出現(xiàn)性狀分離,顯性性狀和隱性性狀,比例為3:1當(dāng)前第10頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)一對相對性狀(莖的高矮)的遺傳試驗(yàn)P:高×矮單擊畫面繼續(xù)F1
高F2
高787矮277比例約3:1│↓│↓F2中的3:1是不是巧合呢?(性狀遺傳圖解)×當(dāng)前第11頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)七對相對性狀的遺傳試驗(yàn)數(shù)據(jù)2.84:1277(矮)787(高)莖的高度F2的比另一種性狀一種性狀性狀2.82:1152(黃色)428(綠色)豆莢顏色2.95:1299(不飽滿)882(飽滿)豆莢的形狀3.01:12001(綠色)6022(黃色)子葉的顏色3.15:1224(白色)705(灰色)種皮的顏色3.14:1207(莖頂)651(葉腋)花的位置2.96:11850(皺縮)5474(圓滑)種子的形狀單擊畫面繼續(xù)當(dāng)前第12頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)孟德爾對相對性狀遺傳試驗(yàn)的解釋①相對性狀是由遺傳因子(現(xiàn)稱基因)決定的。顯性性狀由顯性基因控制,用大寫字母表示,隱性性狀由隱性基因控制的,用小寫字母表示,在體細(xì)胞中基因是成對存在②配子形成時,成對的基因分開,分別進(jìn)入不同的配子,因此配子中基因是()③當(dāng)雌雄配子結(jié)合完成受精后,基因又恢復(fù)成對。顯性基因(D)對隱性基因(d)有顯性作用。所以F1代表現(xiàn)顯性性狀(高莖)單擊畫面繼續(xù)成單的當(dāng)前第13頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)孟德爾對一相對性狀遺傳試驗(yàn)的解釋④F1形成的配子種類、比值都相等,受精機(jī)會均等,所以F2性狀分離,表現(xiàn)比為3:1,基因類型比為1:2:1。單擊畫面繼續(xù)以上解釋僅僅是孟德爾認(rèn)為的,到底正確與否,還要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。一個正確的理論,不僅能夠解釋出現(xiàn)的問題,還應(yīng)能預(yù)測另一些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果當(dāng)前第14頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)性狀分離比的模擬驗(yàn)證說明:1、兩個盒子里都放有十粒黑色棋子和十粒白色棋子
2、用黑色表示顯性性狀,白色表示隱性性狀3、從兩盒中隨機(jī)抓取棋子進(jìn)行組合結(jié)果:組合類型
DDDddd單擊畫面繼續(xù)當(dāng)前第15頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)
由相同基因的配子結(jié)合而成的合子發(fā)育而成的個體,這樣的個體叫做純合子。例如DD和dd純合子(純種):
由不同基因的配子結(jié)合而成的合子發(fā)育而成的個體,這樣的個體叫做雜合子。例如Dd雜合子(雜種):穩(wěn)定遺傳,雜交后代不發(fā)生性狀分離現(xiàn)象不穩(wěn)定遺傳,雜交后代會發(fā)生性狀分離現(xiàn)象當(dāng)前第16頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)測交親本雜種一代隱性純種Dddd配子Ddd
Dddd測交后代高莖
矮莖比例1:1對分離現(xiàn)象解釋驗(yàn)證測交試驗(yàn):讓F1與隱性純合子雜交當(dāng)前第17頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)AAAAAAaaaaaa染色體復(fù)制減Ⅰ
同源染色體分離減Ⅱ
減Ⅱ
著絲點(diǎn)分裂AaDNA著絲點(diǎn)基因分離定律的實(shí)質(zhì)當(dāng)前第18頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)
等位基因隱性基因顯性基因位于一對同源染色體的相同位置上,控制著相對性狀的基因當(dāng)前第19頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)實(shí)質(zhì)(1)等位基因位于一對同源染色體上(2)等位基因隨同源染色體分開而分開,獨(dú)立地隨配子遺傳給下一代(3)等位基因:位于一對同源染色體相同位置上,控制著相對性狀的基因當(dāng)前第20頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)分離定律的實(shí)質(zhì):
在雜合子的細(xì)胞中,位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨(dú)立性,生物體在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時,等位基因會隨著同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入到兩個配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代當(dāng)前第21頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)解釋的正確性(一)、一對相對性狀的遺傳實(shí)驗(yàn):(二)、測交P:高(純)X矮F1高(顯性性狀)F2:高3:矮1(性狀分離)理論解釋:P:DDXddF1:Dd配子:F2基因型:1D:1d(受精機(jī)會均等)(等位基因)1DD:2Dd:1dd雜交實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與理論分析相符,即測F1基因型為Dd結(jié)論:30株高:34株矮F1X矮莖實(shí)驗(yàn):1Dd:1dd的結(jié)果應(yīng)有DdXdd如解釋正確,分析:驗(yàn)證對分離現(xiàn)象測F1基因型F1X隱性類型目的:基因分離規(guī)律小結(jié):當(dāng)前第22頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)單擊畫面繼續(xù)表現(xiàn)型是指生物個體所表現(xiàn)出來的性狀。例如,豌豆的高莖和矮莖指與表現(xiàn)型有關(guān)系的基因組成基因型:表現(xiàn)型:基因型和表現(xiàn)型當(dāng)前第23頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系?基因型是性狀表現(xiàn)的內(nèi)在因素,表現(xiàn)型是基因型的表現(xiàn)形式,表現(xiàn)型相同,基因型不一定相同,表現(xiàn)型不同,基因型不一定不同.因?yàn)楸憩F(xiàn)型還受到環(huán)境的影響.表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境因素當(dāng)前第24頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)顯性的相對性完全顯性:具有一對相對性狀的純合親本雜交,F1的全部個體都表現(xiàn)出顯性性狀,并且在表現(xiàn)程度上和顯性親本完全一樣,這種顯性叫完全顯性(如孟德爾研究的豌豆的7對相對性狀)當(dāng)前第25頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)不完全顯性:在生物性狀的遺傳中,如果F1的介于顯性和隱性親本之間,這種顯性叫不完全顯性共顯性:在生物性狀的遺傳中,如果兩個親本的性狀同時在F1的的個體上顯現(xiàn)出來,而不是單一的表現(xiàn)出中間性狀,這種顯性叫共顯性當(dāng)前第26頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)基因分離定律在實(shí)踐的應(yīng)用在遺傳育種上的應(yīng)用(育種年限長,理論上后代不會全是純合子)雜交育種中的連續(xù)自交及相關(guān)計(jì)算公式在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用:人類遺傳病預(yù)防一對基因的遺傳組合基因分離定律事例分析棋盤法和交叉線圖解法當(dāng)前第27頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)相關(guān)概念:親本(P)—用于交配的兩個實(shí)驗(yàn)材料,包括父本,母本子代——交配后產(chǎn)生的后代,包括子一代(F1)、子二代(F2)······正交——如以A為父本,B為母本進(jìn)行交配反交——以B為父本,A為母本進(jìn)行交配父本———提供精子的親本母本——提供卵細(xì)胞的親本自交——同種性狀的兩個親本交配,以表示雜交——兩種不同性狀的親本雜交,以X表示當(dāng)前第28頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)相關(guān)概念:1、性狀:生物體的形態(tài)特征和生理特征。2、相對性狀:一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。3、顯性性狀:雜種一代表現(xiàn)出來的性狀。4、隱性性狀:雜種一代未顯現(xiàn)出來的性狀。5、性狀分離:在雜種后代中,同時顯現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。6、顯性基因:控制顯性性狀的基因。7、隱性基因:控制隱性性狀的基因。8、表現(xiàn)型:生物個體表現(xiàn)出來的性狀叫表現(xiàn)型。9、基因型:與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成叫做基因型。10、純合子:相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個體11、雜合子:不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個體12、等位基因:位于同源染色體同一位置,控制相對性狀的基因。當(dāng)前第29頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)基因與性狀的概念系統(tǒng)圖基因基因型等位基因顯性基因隱性基因性狀相對性狀顯性性狀隱性性狀性狀分離純合子雜合子表現(xiàn)型發(fā)生決定決定控制控制控制單擊畫面繼續(xù)當(dāng)前第30頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)生物個體基因型的推斷方法1、正推法以知雙親的基因型或表現(xiàn)型,推子代的基因型、表現(xiàn)型?;镜慕慌浣M合有以下六種(設(shè)A對a為顯性)顯×顯顯×顯顯×隱顯×顯顯×隱隱×隱AAAA:Aa=1:1AaAA:Aa:aa=1:2:1Aa:aa=1:1aa全顯全顯全顯顯:隱=1:1全隱顯:隱=3;1當(dāng)前第31頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)除此之外,還可以根據(jù)產(chǎn)生配子的概率,來求子代的基因型及概率。其方法是先求出親本產(chǎn)生幾種配子,及每種配子的概率,再用兩種相關(guān)配子的概率相乘。例如:人類白化病遺傳,雙親基因型若為:Aa×Aa,父本產(chǎn)生A和a配子的概率各占1/2,母本產(chǎn)生A和a配子的概率各占1/2,因此生一個白化病孩子的概率為1/2×1/2=1/4.點(diǎn)撥:當(dāng)前第32頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)2、逆推法根據(jù)子代的表現(xiàn)型或基因型及比值推斷雙親的基因型。方法一:隱性突破法。子代中隱性個體的存在,是逆推過程中的突破口。因?yàn)殡[性個體一定是純合子,基因型為aa,其中一個a來自父本,一個a來自母本,因此雙親必然都有一個隱性基因(a),然后再根據(jù)親代的表現(xiàn)型做進(jìn)一步的推斷。方法二:基因填充法。先根據(jù)親代的表現(xiàn)型寫出能確定的基因,如顯性性狀的基因型可用“A_”來表示,隱性性狀的基因型只有一種aa,然后再根據(jù)子代的表現(xiàn)型及比值,推斷出親代中未知的基因。當(dāng)前第33頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)遺傳概率計(jì)算的基本原理:在對遺傳學(xué)問題進(jìn)行分析時,常遇到概率的問題,這就要依據(jù)兩個基本原理分析,即:加法定理和乘法定理。1、加法定理當(dāng)一時間出現(xiàn)時,另一事件就被排除,這樣的兩個事件程為互斥事件或交互事件,這種互斥事件出現(xiàn)的概率是他們各自概率之和。例如,膚色正常(A)對白化病(a)是顯性,一對夫婦的基因型都是Aa,他們孩子的基因組合就是四中可能:AA、Aa、Aa、aa,該路都是1/4,然而這些基因組合都是互斥事件,一個孩子如是AA,就不可能是其他的基因組合。所以這個孩子表現(xiàn)正常的概率是:1/4(AA)+1/4(Aa)+1/4(Aa)
+1/4(aa)=3/4.當(dāng)前第34頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)2、乘法法則
當(dāng)一個時間的發(fā)生不影響另一事件的發(fā)生,這樣的兩個獨(dú)立事件同時或相繼出現(xiàn)的概率是他們各自概率的乘積。例如:生男孩和生女孩的概率各為1/2,由于第一胎不論生男孩還是生女孩都不影響第二胎所生孩子的性別,因此屬于兩個獨(dú)立事件,所以一對夫婦連續(xù)生兩胎都是女孩的概率是1/2×1/2=1/4.當(dāng)前第35頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)基因分離規(guī)律的驗(yàn)證方法測交法:雜種F1與隱性類型雜交,后代出現(xiàn)兩種基因型和表現(xiàn)型的個體,證明了雜種F1產(chǎn)生了兩種配子,即等位基因彼此分離。自交法:雜種F1自交后代F2中出現(xiàn)顯隱性兩種表現(xiàn)型的個體,也是由于F1產(chǎn)生了兩種配子,即等位基因彼此分離?;ǚ坭b定法:非糯性與糯性水稻的花粉遇碘呈現(xiàn)不同的顏色,雜種非糯性水稻的花粉是減數(shù)分裂的產(chǎn)物,遇碘液呈現(xiàn)兩種不同顏色,且比例為1:1,從而直接證明了雜種非糯性水稻在產(chǎn)生花粉的減數(shù)分裂過程中,等位基因彼此分離。當(dāng)前第36頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)基因分離定律在實(shí)踐中的應(yīng)用-雜交育種Tt抗銹病F1×Tt抗銹病抗銹病不抗銹病TTTtTtttF2×F3Fn×TT不再發(fā)生性狀分離……連續(xù)自交TtTt配子選育顯性優(yōu)良性狀從F2代開始連續(xù)自交選育如何選育隱性優(yōu)良性狀當(dāng)前第37頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)1/4AA1/2Aa1/4aaAa
?(1/4AA1/2Aa1/4aa)
1/8AA1/4Aa1/8aa1X1/8AA?(1/4AA1/2Aa1/4aa)1X1/8aa1/16AA1/8Aa1/16aaAA(1/4+1/8+1/16+```+1/2n+1)Aa(1/2n)aa(1/4+1/8+`````+1/2n+1)AA(1/2-1/2n+1)
Aa(1/2n)
aa(1/2-1/2n+1)PF1F2
F3Fn
1x1/4AA1x1/4aa1x1/4AA1x1/4aa連續(xù)自交,后代中純合子和雜合子所占比例(以Aa為例)當(dāng)前第38頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)經(jīng)過上面分析,我們可以得出具有一對相對性狀的雜合子Aa連續(xù)自交,第n代的情況如下表:注:上例以Aa為親代,其自交所得F1為子代。若以Aa為第一代,其自交所得子代為第二代,則上述所有比例式中n都應(yīng)取值為n-1。對n的取值,可取為自交次數(shù)。對純合子機(jī)率記憶方法:分子永遠(yuǎn)比分母2n少1.當(dāng)前第39頁\共有42頁\編于星期五\9點(diǎn)思考1、基因型分別為bb、Bb、BB的三個植物個體,其中屬于雜合體的是
,表現(xiàn)型相同的個體有
。2、用純種的高莖豌豆與矮莖豌豆進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),F(xiàn)1產(chǎn)生
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