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1、第五章 孟德尔遗传,第一节 分离规律,一 试验材料与方法 1. 实验材料 采用32个品种,观察了7对性状, 经8年研究， 发现了2个定律:分离规律和自由组合定律，创立了“ 遗传学 ”,2. 选择豌豆做材料的原因 豌豆的形状和色泽极易区分和分析； 豌豆为自花授粉植物，易于杂交。 3.孟德尔试验成功的原因 前人的试验有两个问题：没有对杂交子代按性状分类计数和没有运用统计分析； 孟德尔成功之处在于：运用假说-推理方法，注意实验材料的选择，引入群体分析和数量统计分析；,性状：生物体所表现的形态特征和生理特性，能从亲代遗传给子代。 单位性状（unit trait）：个体表现的性状总体区分为各个单位之后的
2、性状。 例如：豌豆的花色、种子形状、株高、子叶颜色、豆荚形状及豆荚颜色（未成熟）。 相对性状（contrasting trait）：同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异。 例如红花与白花、高秆与矮秆等。,二 杂交试验 1 如红花与白花亲本 ; (1).正交P红花（雌） 白花（雄） F 1红花 （自交） F 2红花白花 株数 705 224T=929株 比例 3.15:1 (2).反交 白花（雌） 红花（雄） 3:1 以上说明F1和F2的性状表现不因亲本而异，即性状遗传与性别无关。,2.试验结果：7对相对性状的试验结果相同 孟德尔豌豆一对相对性状杂交试验的结果,3. 试验特点 (1) F
3、1性状表现一致，只表现一个亲本性状，另一个亲本性状隐藏。 显性性状：F1 表现出来的性状； 隐性性状：F1 未表现出来的性状。 (2) F2分离：一些植株表现出这一亲本性状另一些植株表现为另一亲本性状，说明隐性性状未消失。 (3) F2群体中显隐性分离比例大致为3:1。,三、分离规律的解释： 孟德尔提出遗传性状是由遗传因子决定的，遗传因子在体细胞内是成对的，形成配子时，成对的基因彼此分离。 C-红花-显性因子,c-白花-隐性因子,基因型：个体的基因组合 CC、Cc、cc 表现型：生物体所表现的性状 红花、白花 等位基因：在同源染色体的相同位置，控制同 一性状的成对异质基因。 纯合基因型 ：等位
4、基因一样 CC、cc 纯合体 稳定遗传 杂合基因型 ：等位基因不同 Cc、- 杂合体 不稳定遗传,三、分离规律的验证 实质：成对的基因(等位基因)在配子形成过程中彼此分离，互不干扰，因而配子中只具有成对基因的一个 。 1、测交法 测交（回交）：即把被测验的个体与隐性纯合基因型的亲本杂交，根据测交子代（Ft）的表现型和比例测知该个体的基因型。,红花 白花 红花 白花 P CC cc Cc cc 配子 C c C c c Ft Cc红花 红花Cc cc白花 1 ：1 豌豆红花和白花一对基因的分离,2、自交法 P红花 白花 CC cc F1 红花Cc F2 红花红花白花 CC Cccc F3 红花分
5、离白花 36 64 1:2:1,3、F1花粉鉴定法 如玉米、水稻等： 糯性 非糯 wxwxWxWx F1 非糯Wxwx 观察花粉颜色（稀碘液） 糯性(wx):非糯(Wx) 红棕色兰黑色 1:1,四、分离规律的意义 1.是遗传学中性状遗传最基本的规律，在理论上说明了生物界由于杂交的分离而出现变异的普遍性； 2.从本质上说明控制性状的遗传物质是以基因存在，基因在体细胞中成双、在配子中成单，具有高度的独立性； 3.在减数分裂配子的形成过程中，成对基因在杂种细胞中彼此互不干扰、独立分离，通过基因重组在子代中继续表现各自的作用。 4.杂种通过自交将产生性状分离，同时导致基因纯合。 纯合亲本杂交 杂种自交
6、 性状分离选择 纯合一致的品种。 亲本要纯 F1真杂种 F2才会按比例分离： 如果F1 假杂种 F2 不分离；如果父母不纯本 F1 分离。,五、分离定律的应用 1.通过性状遗传研究，可以预期后代分离的类型和频率进行有计划种植，以提高育种效果，加速育种进程。 如水稻抗稻瘟病 抗(显性) 感(隐性) F1抗 F 2抗性分离 有些抗病株在F3 还会分离。,2.良种生产中要防止天然杂交而发生分离退化，去杂去劣及适当隔离繁殖。 3.利用花粉培育纯合体： 杂种(2n) 配子(n) 加倍 纯合二倍体植株(2n) 品种,第二节 独立分配规律,一、两对相对性状的遗传 为了研究两对相对性状的遗传，孟德尔仍以豌豆为
7、材料，选取具有两对相对性状差异的纯合亲本进行杂交。,在两对相对性状遗传时： F1 出现显性性状； F2会出现4种类型： 种亲本型种新的重组型 （两者成一定比例9：3：3：1）,二 结果分析 1 先按一对相对性状杂交的试验结果分析： 黄绿=(315+101)(108+32)=416140=2.97131 圆皱=(315+108)(101+32)=423133=3.18131 两对性状是独立互不干扰地遗传给子代，每对性状的分离符合31比例。 F2出现两种重组型个体，说明控制两对性状的基因在从F1遗传给F2 时，是自由组合的。 2 按概率定律，两个独立事件同时出现的概率是分别出现概率的乘积： 黄、圆
8、3/4 3/4=9/16；黄、皱3/4 1/4=3/16 绿、圆1/4 3/4=3/16；绿、皱1/4 1/4=1/16 (31) 2=9331,三 独立分配现象的解释 独立分配规律：控制不同相对性状的等位基因在配子形成过程中，这一对等位基因与另一对等位基因的分离和组合是互不干扰，各自独立分配到配子中去的；不同类的精子和卵子在形成合子时也是自由组合的。 实质：配子形成时非同源染色体自由组合,P 黄、圆YYRR 绿、皱yyrr 配子 YR yr F1 黄、圆YyRr,豌豆黄色、圆粒绿色、皱粒的F2分离图解,F2 基因型和表现型归类： F2群体共有9种基因型，其中： 4种基因型为纯合体； 1种基因
9、型的两对基因均为杂合体，与F1一样； 4种基因型中的一对基因纯合，另一对基因杂合。 F2群体中有4种表现型，因为Y对y显性，R对r显性。,细胞学基础： Y-y等位基因位于一对同源染色体上； R-r等位基因位于另一对同源染色体上。 F1基因型YyRr是孢母细胞进行分时，可以形成4种配子： YR Yr yR yr 配子比例 1：1：1：1 表型比例9：3：3：1,两对同源染色体及其载荷基因的独立分配示意图,三、独立分配规律的验证 1、测交法 用F1与双隐性纯合体测交。当F1形成配子时，不论雌配子或雄配子，都有四种类型，即YR、Yr、yR、yr，而且出现的比例相等，即1：1：1：1,F1黄、圆YyR
10、r 绿、皱yyrr,豌豆黄色、圆粒 绿色、皱粒的F1和双隐性亲本测交的结果,2、自交法 按分离和独立分配规律，F2中推断： 1/16 YYRR,yyRR,YYrr,yyrrF3, 不分离（纯合） 2/16 YyRR, YYRr, yyRr, Yyrr F3, 3:1（一对杂合） 4/16 YyRr-F3,9:3:3:1（两对杂合） 孟德尔的试验结果完全符合这一推论,四、多对基因的遗传 控制多对不同性状的等位基因，分别载于不同对的同源染色体上时，其遗传都符合独立分配规律。,五、独立分配规律的应用 1、通过杂交造成基因重组，引起生物丰富的变异类型，有利于生物进化。 2、在杂交育种中有目的的组合两个
11、亲本的优良性状，预测后代中优良性状组合的比例。,P 有芒抗病 无芒感病 AARR aarr F1 AaRr F2 9A-R-:3A-rr:3aaR-:1aarr 如在F3希望获得10个稳定遗传的无芒、抗病(aaRR)株系，那么可以预计，在F2至少要选择（ ）株以上无芒、抗病的植株，供F3株系鉴定,第四节 孟德尔规律的补充和发展,一、显隐性关系的相对性 1.完全显性：F1 表现与亲本之一相同，而非双亲的中间型或者同时表现双亲的性状。 2.不完全显性：F1的性状表现是双亲性状的中间型。,金鱼草（或紫茉莉） 红花 白花 RRrr 粉红Rr 红粉红白 1RR2Rr1rr F1为中间型，F2分离说明F1
12、出现中间型性状并非是基因的掺和，而是显性不完全； 当相对性状为不完全显性时，其表现型与基因型一致。,3 共显性：F1同时表现双亲性状。 例如: 贫血病患者 正常人 红血球细胞镰刀形 红血球碟形 ss SS Ss 红血球细胞中即有碟形也有镰刀形 这种人平时不表现病症，缺氧时才发病。 还比如人类的MN血型,4 镶嵌显性：F1 同时在不同部位表现双亲性状。 例如:异色瓢虫鞘翅有很多颜色变异，由复等位基因控制。 SAuSAuSESE 紫花辣椒白花辣椒 （黑缘型) （均色型) SAu SE （新类型） F1新类型 (前后缘都为黑色） (边缘为紫色、中央为白色) SAu SAu SAu SE SE SE
13、1 : 2 : 1,5.不规则显性 显性性状有时受到修饰基因，年龄,性别等因素的影响，只能部分的表现或完全不表现。这种现象在显性遗传病中更为多见。 如：人类的多指显性基因控制，一般含该基因个体都会表现，但有些含有多指基因却不表现该性状。 还有些显性基因的表现程度不同 如人的3，4并指基因表达因个体而异，同样是含并指基因的杂合体，轻者3，4指间皮肤合并，进一步会出现3，4指骨合并，特别严重时除了3，4指骨合并外，3，4指的指甲也合并在一起。,二 显性与环境的影响 1.温度: 金鱼草：红花品种 象牙色 F1 低温强光下为红色 高温遮光下为象牙色 喜马拉雅白化兔 暹（xian）罗猫 (泰国猫） 温度
14、较低时所产生的 毛色变黑,2.食物: 兔子皮下脂肪的遗传： 白脂肪YY 黄脂肪yy F1 白脂肪Yy F2 3白脂肪1黄脂肪 兔子绿色食物中含有大量叶绿素和黄色素。 Y 黄色素分解酶合成 分解黄色素； y 不能合成黄色素分解酶 不会分解黄色素。 基因 黄色素分解酶合成 脂肪颜色。 显性基因Y与白色脂肪性状和隐性基因y与黄色脂肪性状是间接关系。,3. 激素 从性遗传是受性激素影响的遗传现象，人与动物都有从性遗传现象。 如人的秃头：经常在青年时代头发就开始从顶部脱落，秃头基因对男人为显性，对女人为隐性。 P1 AA(男) aa(女) F1 Aa 秃头（男） 有发（女） F2 1AA 2Aa 1 a
15、a 男 秃头：有发=3：1 女 秃头：有发=1：3,绵羊角的有无，有角对公羊为显性，对母羊为隐性 无角羊 有角羊 F1 雄的有角，雌的无角 特点： （1）性状的显隐性关系因性别而异，F1有两种表现型，雌性表现一个亲本的性状，雄性表现另一个亲本的性状。 （2）F2的性状分离比雌性与雄性相反，雌性3：1，则雄性1：3。 这种性状的显隐性关系因性别而异的现象称为从性遗传,4 性别 这种由于性别不同，使性状只能在其中一个性别中表现的遗传方式为限性遗传。 如两性器官的差异；母畜的产仔数、泌乳量；公畜的阴囊疝等。 限性性状虽然只表现于某一性别，控制该性状的基因却是两性共有，不表现其作用的性别，同样有传递限性性状的基因。,三、致死基因 当其发挥作用时导致个体死亡的基因。 隐性致死基因：只有在隐性纯合时才能使个体死亡。如植物中的白化基因。 显性致死基因：在杂合体状态时就可导致个体死亡。如人的神经胶症基因，引起皮肤的畸形生长，严重的智力缺陷，多发性肿瘤，该基因是杂合的个体在很年轻时就丧失生命。,三、复等位基因 在同源染色体的相同位点上，存在三个或三个以上的等位基因。 1 等显性的复等位基因 如：人类的ABO血型遗传 血 型 基 因 型 O IOIO
