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1、第三章 孟德尔遗传,第一节 分离规律,一、性状分离现象二 、分离现象的解释三、 表现型和基因型四、 分离规律的验证五、分离比例实现的条件六、分离规律的应用,一、性状分离现象,性状：生物体所表现的形态特征和生物特性称为性状。单位性状：能被区分的每一个具体性状称为单位性状。相对性状:遗传学中把同一单位性状的相对差异，称为相对性状。,孟德尔选用的豌豆材料分别具有7对明显的相对性状,植物杂交试验的符号表示,P：亲本(parent)，杂交亲本；：作为母本，提供胚囊的亲本；：作为父本，提供花粉粒的杂交亲本。：表示人工杂交过程；F1：表示杂种第一代；,植物杂交试验的符号表示,：表示自交。F2：F1代自交得到
2、的种子及其所发育形成的的生物个体。依此类推，F3、F4分别表示杂种第三代，杂种第四代等,杂交时须先将母本花蕾的雄蕊完全摘除，然后将父本的花粉授到已去雄的母本柱头上。,豌豆杂交操作方法,红花白花的杂交组合的试验结果 （正交）,红花白花的杂交组合的试验结果（反交）,1) F1性状表现都一致。显性性状和隐性性状2) F2性状分离，显隐性分离比例大致为3:1。,二 、分离现象的解释,孟德尔假说,1) 一对相对性状由一对遗传因子决定。2) 遗传因子在体细胞内是成对的。3) 杂种的遗传因子彼此不同，各自独立，且存在显隐关系。4)在形成配子时，每对遗传因子均等的分配到配子中，每个配子中只含有成对遗传因子中的
3、一个。5）配子的结合是随机的。,分离现象的解释,三、 表现型和基因型,表现型和基因型,孟德尔提出的遗传因子，后来称为基因。遗传学中，把控制相对性状的同一基因的两种不同形式，称为等位基因个体的基因组合称为基因型。表现型是指生物体所表现的性状，是可以观测的。 而基因型只能根据表现型用实验方法确定。,从基因的组合分析，像CC和cc两个基因型，成对的基因都一样的。称为纯合体。Cc基因型的成对基因不同称为杂合体,表现型和基因型,一对基因的纯合体只能产生一种配子，自交子代只发育与纯合体一样的性状。表现了遗传的稳定性,一对基因的杂合体都能产生两种配子，以致自交子代就成为分离的群体,出现了遗传上的不稳定性,四
4、、 分离规律的验证,分离规律的实质是成对的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。分离规律可采用测交法，自交法和F1花粉鉴定法进行验证。,分离规律的验证,（一） 测交法,测交法，是把被测验的个体与隐性纯合的亲本杂交。因为隐性纯合体只能产生一种含隐性基因的配子，所以测交子代Ft的表现型的种类和比例正好反映了被测个体所产生的配子种类和比例。,一株红花豌豆与一株白花豌豆杂交，如果测交子代全部是红花植株，说明该株红花豌豆是CC纯合体，它只产生了含有C基因的一种配子。,（一） 测交法,如果在测交子代中开红花的植株和开白花的植株各占1/2，说明那株豌豆的基因型是Cc。,（二
5、）自交法,（三）F1花粉鉴定法,五、分离比例实现的条件,1) 二倍体生物;2) 杂种形成的配子数目大致相等，并且配子生活力是一样的，各雌雄配子以均等机会相结合;3) 不同基因型的合子及其发育的个体具有同样或大致同样的存活率;4) 研究的相对性状差异明显，显性表现是完全的;5)杂种后代处于相对一致的条件下，而且实验分析的群体比较大。,分离比例实现的条件,六、分离规律的应用,(一) 分离规律的理论意义(二) 在遗传育种工作中的应用,(一)分离规律的理论意义,1. 形成了颗粒遗传的正确遗传观念2. 指出了区分基因型与表现型的重要性3. 解释了生物变异产生的部分原因4. 建立了遗传研究的基本方法,(二
6、)在遗传育种工作中的应用,在杂交育种工作中的应用在良种繁育工作中的应用在杂种优势利用工作中的应用为单倍体育种提供理论可能性,1. 在杂交育种工作中的应用,亲本选择：如果双亲不是纯合体，F1即可能出现分离现象。,2. 在良种繁育工作中的应用,采用纯合的材料进行繁殖；在繁殖的过程中注意防杂、去杂工作；必要时要采取相应的隔离措施。,在杂交制种过程中应该严格进行亲本去杂工作，保证亲本纯合；进行严格的隔离，防止非父本的花粉参与授粉。由于杂种F1是高度杂合的，因此杂交种在生产上不能留种，每年都应该重新配制新的杂交种。,3. 在杂种优势利用工作中的应用,4. 为单倍体育种提供理论可能性,分离规律表明，在配子
7、中基因是成单存在的。单倍体育种:利用植物配子(体)进行离体培养获得单倍体植株；单倍体植株直接加倍可以很快获得纯合稳定的个体。单倍体育种技术可以大大地缩短育种工作年限，提高育种工作效率。,4. 为单倍体育种提供理论可能性,第二节 独立分配规律,一、两对相对性状的遗传二、独立分配现象的解释三、独立分配规律的验证四、多对基因的遗传五、概率的应用及2测验六、独立分配规律的应用,一 、两对相对性状的遗传, 试验结果,孟德尔选取了具有两对相对性状差异的纯合亲本进行杂交。一个亲本是黄色子叶、圆粒的种子，另一亲本是绿色子叶、皱粒的种子,把F2个体分别按一对相对性状进行分析，则为： 黄色:绿色=（315+101
8、）:（108+32）=3:1 圆粒:皱粒=（315+108）:（101+32）=3:1, 结果分析:,表明：由于每对性状的F2分离仍然符合31的比例，说明它们是彼此独立地从亲代遗传给子代的。F2群体内重组型个体的出现，说明控制两对性状的基因从F1遗传给F2是自由组合的。,二、独立分配现象的解释,独立分配规律的基本要点,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与组合是互不干扰的，各自独立分配到配子中去。,二、独立分配现象的解释,用Y和y分别代表黄色和绿色的一对基因，R和r分别代表种子圆粒和皱粒一对基因,F2基因型和表现型归类,F2群体共有9种基因型，其中：
9、4种基因型为纯合体；4种基因型中的一对基因纯合，另一对基因杂合；1种基因型的两对基因均为杂合体，与F1一样,黄子叶(Y)和绿子叶(y)是一对等位基因，位于一对同源染色体的相对位点上。 圆粒（R）和皱粒(r)是另一对等位基因，位于另一对同源染色体的相对位点上。这两对等位基因互称为非等位基因。,二、独立分配现象的解释,二、独立分配现象的解释,F1基因型是YyRr 孢母细胞进行分裂时，可以形成4种配子：YRYryRyr配子比例1：1：1：1表型比例9：3：3：1,独立分配的实质：,控制两对性状的两对等位基因，分布在非同源染色体上，在减数分裂形成配子时，每对同源染色体上的等位基因发生分离，而位于非同源
10、染色体上的基因之间可以自由组合。,三、 独立分配规律的验证,孟德尔采用测交法验证两对基因的独立分配规律。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，比例为1111。,（一）测交法,（一）测交法,（一）测交法,（一）测交法,（二）自交法,（二）自交法,按照分离和独立分配规律的理论判断，F2中：纯合基因型的植株有4/16（YYRR、yyRR、YYrr、yyrr），自交 F3性状不分离；一对基因杂合的植株有8/16（YyRR、YYRr、yyRr、Yyrr），自交 F3一对性状分离（31），另一对性状稳定；二对基因杂合的植株有4/16（Yy
11、Rr），自交 F3二对性状均分离（9331）。,孟德尔通过用自交法对F2个体基因进行鉴定，进一步证明了独立分配规律的正确性。,四、多对基因的遗传,多对基因独立分配的条件,非等位基因的自由组合实质是非同源染色体的自由组合；因此只要决定各对性状的各对基因分别位于非同源染色体上，性状间就必然符合独立分配规律。,1.一对基因F2的分离(完全显性情况下)：表现型：种类：21=2，比例：显性:隐性=(3:1)1;基因型：种类：31=3，比例：显纯:杂合:隐纯=(1:2:1)1；2.两对基因F2的分离(完全显性情况下)：表现型：种类：22=4，比例：(3:1)2=9:3:3:1；基因型：种类：32=9，比例
12、：(1:2:1)2=1:2:1:2:4:2:1:2:1。3.三对/n对相对性状的遗传(完全显性情况下),四、多对基因的遗传,三对基因独立遗传,豌豆：黄色圆粒红花(YYRRCC)绿色皱粒白花(yyrrcc);杂种F1：黄色圆粒红花(YyRrCc);F1产生的配子类型：8种 (23)；F2基因型种类：27种 (33)；F2表现型种类：8种 (23, 完全显性情况下),三对基因独立遗传,三对基因独立遗传,多对基因独立遗传,五、概率的应用及2测验,（一）概率的应用（二）2测验,（一）概率的应用,1、概率的基本定理2、概率定理的应用,1、概率的基本定理,1) 乘法定理：两个独立事件同时发生的概率等于各个
13、事件发生的概率的乘积。例：双杂合体(YyRr)中，Yy的分离与Rr的分离是相互独立的，F1配子中具有Y的概率是1/2，y的概率也1/2；具有R的概率是1/2，r的概率是1/2。而同时具有Y和R的概率是两个独立事件(具有Y和R)概率的乘积：1/21/2=1/4。,1、概率的基本定理,2) 加法定理：两个互斥事件的和事件发生的概率是各个事件各自发生的概率之和。如：杂种F1(Cc)自交F2基因型为CC与Cc是互斥事件，两者的概率分别为1/4和2/4，因此F2表现为显性性状(开红花)的概率为两者概率之和基因型为CC或Cc。,2、概率定理的应用,1） 用乘法定理推算F2表现型种类与比例.根据分离规律，F
14、1(YyRr)自交得到的F2代中：子叶色呈黄色的概率为3/4，绿色的概率为1/4；种子形态圆粒的概率为3/4，皱粒的概率为1/4。,2）棋盘方法推算F2基因型种类与比例,3) 用分枝法来推算子代的基因型,4)用分枝法来推算子代的表现型,4)用分枝法来推算子代的表现型,六、独立分配规律的应用,1、独立分配规律的理论意义：揭示了位于非同源染色体上基因间的遗传关系；解释了生物性状变异产生的另一个重要原因非等位基因间的自由组合。完全显性时，n对染色体的生物可能产生2n种组合。2201 048 576,可以通过杂交育种将多个亲本的目标性状集合到一个品种中；或者对受多对基因控制的性状进行育种选择；可以预测
15、杂交后代分离群体的基因型、表现型结构，确定适当的杂种后代群体种植规模，提高育种效率。,2、在遗传育种中的应用,2、在遗传育种中的应用,一、显隐性关系的相对性 二、复等位基因三、致死基因四、基因互作,第三节 孟德尔规律的扩展,一、显隐性关系的相对性,1.完全显性2.不完全显性3.共显性4.镶嵌显性,(一) 显性现象的表现,1 完全显性,完全显性(complete dominance):F1表现和亲本之一完全一样。,2、不完全显性,F1表现双亲性状的中间型，称之为不完全显性(incomplete dominance) 。例如：紫茉莉的花色遗传。红花亲本（RR）和白花亲本（rr）杂交，F1（Rr）为
16、粉红色。,2、不完全显性,人的天然卷发也是由一对不完全显性基因决定的，其中卷发基因W对直发基因w是不完全显性。纯合体WW头发十分卷曲，杂合体Ww头发中等程度卷曲，ww则为直发。,3、共显性,一对等位基因的两个成员在杂合体中都表达的遗传现象叫共显性(codominance)遗传例如，镰刀形贫血症,正常人的红血球,镰形红血球贫血病患者,3、共显性,镰形红血球贫血病患者和正常人结婚所生的子女，他们的红血球细胞，即有碟形又有镰刀形。,4、镶嵌显性,双亲性状在后代同一个体不同部位表现出来，形成镶嵌图式，称为镶嵌显性.例如 异色瓢虫色斑遗传.,(二) 显性与环境的影响,显性与环境的影响,试验证明，相对基因之间的关系，并不是彼此直接抑制或促进的关系，而是分别控制各自所决定的代谢过程，从而控制性状的发育.例如 兔子的皮下脂肪颜色的遗传白色由显性基因Y决定，黄色由隐性基因y决定.,
