课件：第五章遗传的基本规律.ppt

第五章 遗传的基本规律,中国农业大学动物科技学院 傅金恋,第一节 孟德尔规律,奥国学者孟德尔 (G. J. Mendel, 1822-1884) 植物杂交试验, 1865,一、分离规律,植物杂交试验, 1865,成熟种子形状 种皮颜色 豆荚形状 豆荚颜色 花色 花的位置 茎的长度,豌豆7对相对性状,红花与白花,1、一对相对性状的杂交试验,分离定律图示,RR rr Rr Rr 1/4RR： 2/4Rr： 1/4rr 3/4红花 ：1/4白花,2、测交验证分离定律,P RR rr F1 Rr rr F2 1Rr： 1rr （测交-子一代与隐性亲本的交配称测交）,3、自交验证分离规律,P RR rr F1 Rr F2 1RR： 2Rr：1rr F3 RR 1RR：2Rr：1rr,红花：1/4白花,4、分离定律的普遍性 猪耳形状的遗传,垂耳 竖耳 垂耳 3/4垂耳 ： 1/4竖耳,猪耳形状的分离图示,DD dd Dd Dd 1/4DD： 2/4Dd： 1/4dd 3/4垂耳 ：1/4竖耳,长白公猪 垂耳,大白公猪 竖耳,分离定律的实质,F1在形成配子时等位的遗传粒子(基因) 分别进入不同的配子 假设配子全部成活，并且配子的结合 是随机的 在F2形成3:1的表型分离比,分离规律具有普遍性。 遗传因子的理论为现代遗传学奠定了基础。 孟德尔首次采用测交方法，为以后的动植 物育种提供了有用的方法。 杂合体不能留作种用。,分 离 定 律 的 意 义,二、 自 由 组 合 规 律 （独立分配定律）,自由组合规律,2对相对性状的自由组合 F2 表型比为 9：3：3：1,1、 两对相对性状的遗传,圆粒黄色 皱粒绿色 圆粒黄色 圆粒黄色 圆粒绿色 皱粒黄色 皱粒绿色 315 108 101 32 9 ： 3 ： 3 ： 1,P YYRR yyrr F1 YyRr,自由组合规律的解释,F2基因型和表型分离情况,2、测交验证自由组合规律,RrYy rryy,RrYy Rryy rrYy rryy,圆黄 圆绿 皱黄 皱绿,注意：阅读教材p119页,F1与双隐性亲本正反测交结果,3、自由组合规律的实质,F1在形成配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合。两对基因分别进入不同的配子，形成四种类型的配子。 假设配子全部成活，并且配子的结合是随机的。 在F2形成9:3:3:1的表型分离比。,4、自由组合定律的普遍性,牛的角和毛色 的自由组合,第二节 连锁和交换规律,摩尔根（1866 1945）,一、连锁现象（相引，1906）,紫花长花粉 红花圆花粉 紫花长花粉 紫长 紫圆 红长 红圆 实际 4831 390 393 1338 理论(9:3:3:1) 3910.5 1303.5 1303.5 434.5,PPLL,ppll,适合性检验,连锁和交换的概念,连锁（linkage）同一染色体上倾向于共同遗传的一些基因，称为连锁。 交换（crossingover）连锁基因产生新组合的遗传重组过程。,二、摩尔根对连锁遗传的解释,重组型配子的产生是由于减数分裂时，在一部分细胞中同源染色体的两条非姐妹染色单体之间发生了交换。因此，在产生的4种配子中，大多数为亲本型配子，少数为重组型配子。而且其数目分别相等。但是也有完全连锁的现象(如雄果蝇)。,B,v,v,v,V,V,B,b,b,减数分裂时, 非姐妹 单体交换时上面的基 因也发生交换。,连锁的基因 在少部分的性母细胞中发生了交换,B,v,b,b,V,V,连锁的基因 在大部分性母细胞中是不交换的,B,v,在大部分性母细胞中 姐妹染色单体是不交换的， 雄果蝇所有的精母细胞都是这样的：,实例:雄果蝇和雌果蝇的连锁现象比较(1912),图1 雄果蝇的完全连锁 图2 雌果蝇的不完全连锁,雄果蝇的完全连锁(1912年),灰体残翅 黑体长翅 灰长黑残 50%灰残 : 50%黑长,雌果蝇的不完全连锁(1912年),灰残 黑长 灰长 黑残 灰残 黑长 灰长 黑残 实际 1552 1315 338 294,18.06,82.94%,课后仔细阅读教材125页,雄果蝇完全连锁的解释,Bv bv bV,B,v,B,v,b,b,V,V,1/2灰残 1/2黑长,灰长,黑残,雌果蝇不完全连锁的解释,Bv bV bv BV bv,B,v,B,v,b,b,V,V,灰残 黑长 灰长 黑残 81.94% 18.06%,灰长,黑残,减数分裂时, 非姐妹 单体交换时上面的基因 也发生交换。,连锁交换现象的共同特征,1.不论是F2还是测交后代，比例都不符合自由组合规律。 2.亲本型远多于重组型，且各自基本相等。,指重组型配子占总配子数的百分率。 交换率= 100%,总配子数,重组型配子数,三、交换率或重组值,交换率的计算公式,交换率= 100%,测交后代总数,重组型个体数,例题：果蝇的不完全连锁,灰残 黑长 灰长 黑残 （雄） 灰残 黑长 灰长 黑残 实际 1552 1315 338 294,交换率的计算举例,如：黑体和残翅两基因的相对距离 交换率= 100%,1552+1315+ 338+ 294,338+ 294,= 18.06%,例如：鸡羽毛的连锁,IIFF iiff 白色卷羽 有色常羽 IiFfiiff IiFf iiFf Iiff iiFf 15 12 4 2,交换率的计算,交换率= 100% = =18.2%,非互换+互换组合,互换组合,4+2,15+12+4+2,计算交换率的意义,1.重组率的大小反映出基因之间的连锁强度 2.重组率去掉百分号换成“cM ”即表示基因间的距离。 3.重组率一般小于50%,连锁分析(linkage analysis)：以位于同一染色体上相邻的两个遗传标记或基因的重组率为基础，定位遗传标记或基因之间的相对位置关系。,四、 连锁图谱的构建,如性连锁法：哺乳动物的某一性状只出现在雄性动物可以判定该性状的基因位于Y染色体上。 又如：体细胞杂交定位法,基因所属染色体的确定,基因在染色体上相对位置的测定,摩根1911年指出重组率反映了基因在染色体上距离的远近。 Stuetevant 1913年：把基因的重组率去掉作为基因间的距离。依此可以绘出连锁遗传图（linkage map）。 用两点测验和三点测验法测定基因间的图距（128页）。,1、两点测验（128页）,白眼黄体 红眼灰体 红眼灰体白眼黄体 白眼黄体 红眼灰体 白眼灰体 红眼黄体 亲本型98.5% 重组型1.5%,w y,w y,+ +,w y,w y,w y,+ +,w y,w y,w y,w +,+ y,1.5%,98.5%,两点测验基因图示,遗传作图,W y,1.5,同一条染色体上另有一个基因需要定位,后来又发现粗翅脉(bi)也位于X染色体上,那么,它与w和y的距离和位置又如何?仍需要两两测验。,再做两点测验,红眼粗翅脉 白眼正常翅脉 红眼正常白眼粗翅脉(雄) 红眼粗 白眼正常 红眼正常 白眼粗翅脉 亲本型94.6% 重组型5.4%,+ bi,w bi,w +,w bi,+ bi,w bi,w +,w bi,w bi,w bi,+ +,w bi,5.4%,94.6%,两点测验图示,不能确定三个位点的顺序,1.5 5.4,y w bi,?,w y bi,?,需要再做一次黄体和粗翅脉两点测验才能确定：,1.5 3.9 ？,6.9 ?,(1),(2),需要再做一次两点测验,黄体正常翅脉灰体粗翅脉 灰体正常黄体粗翅脉 黄体正常 灰体粗 黄体粗 灰体正常翅脉 亲本型93.1% 重组型6.9%,结论,得出：y与bi的距离是6.9，可以断定是第一种推测。,三个位点的顺序应该是第一种,1.5 5.4,y w bi,w y bi,?,1.5 3.9 ？,6.9 ?,(1),(2),能否简化实验,可见用两点测验必须经过3次杂交和3次测交 才能确定3个位点的距离,用三点测交法只需要 进行一次杂交即可达到上面的目的，并且测定 的准确性高。,2、 三点测验,白眼黄体正常翅脉 红眼灰体粗翅脉 红眼灰体正常翅脉白眼黄体粗翅脉 F1雌蝇与三隐性雄蝇的测交结果,w y bi,三点测验图示,F1雌蝇与三隐性雄蝇的测交结果,分析上表时注意：,1、在测交后代中，如果有6种表型说明没有双交换发生，两两位点间分别发生了一次单交换（见后面的图）。 2、牢记亲本类型，然后一次只考虑两个位点与亲本的连锁关系比较。 如：亲本中y与w连在一起，后代中不在一起的必然是发生了交换，即它们的交换率为1.38，其他位点依次类推。,三个位点间只有单交换时：,连锁图,y w bi,1.38 5.34,6.72,分析三点测验时注意：,后来发现并不是在所有的在测交后代中只有6种表型，而是有时可以观察到8种表型，说明有双交换发生。 分析有双交换的情况时，测交后代数目最多的类型是亲本型，最少的是双交换的产物。,三点测验具有双交换时的测交后代,三个位点间可能有单交换也可能有双交换,双交换,C,A,C,B,c,b,a,c,b,A,a,B,双交换在一段染色体区域同时发生两次 交换的现象,遗传作图,y,w,m,1.3,33.5？,34.1,32.8,1.3+ 32.8=34.1（理论值）,为什么y与m的观察值为33.5？,分析三点测验时注意：,分析发现实际观察到的两端两个基因的距离比理论上少了一些，少了正好2倍的双交换率（20.3 ），因此在计算时要加上2倍的双交换率。,34.1=33.5+ 20.3,三点测验的意义,比两点测交方便、准确，一次测交可以得到三次两点测交的结果，并且更准确。 能获得双交换的数据。 证实了基因在染色体上是直线排列的。,五、干涉和并发系数,当有双交换发生时，一个单交换会影响附近的另一个单交换。 实际发生的双交换比预期发生的概率要小的现象叫干涉 。 如：理论上的双交换值=1.3%32.8% =0.43% 实际的双交换值是0.3%,并发系数,为了表示干涉程度的大小，1916年MuLLer提出了并发系数：,计算,并发系数= 100% =0.714%,1.3%32.8%,0.3%,果蝇X染色体上部分基因,五、连锁交换的意义,1、丰富和发展了孟德尔定律，使更多的 遗传现象得到解释。 2、交换导致了配子的多样性，从而导致了 生物的多样性。 3、基因间连锁是性状间相关的基础，为间 接选种提供了理论依据。,第三节 性别决定和 伴性遗传,一、性染色体决定性别,1.XY型 如46，XY（男人），46，XX（女人） 2.ZW型 如78，ZZ（公鸡），78，ZW（母鸡）,二、基因决定性别,ZFY（1987）Y染色体短臂上的锌指蛋白基因 SRY (1990) Y染色体性别决定区 长度为35kb编码79个氨基酸。 SRY 基因的发现是哺乳动物性别决定理论的重大突破。,三、染色体倍数决定性别,蜜蜂 : 雄蜂：n=16 蜂王：2n=32 工蜂：2n=32,四、环境决定性别,营养条件决定蜜蜂的性别: 蜂王 ： 吃5天蜂王浆，经过16天发育 工蜂 ： 吃2-3天蜂王浆，经过21天发育,四、环境决定性别,环境温度与蛙的性别 蝌蚪在20条件下，雌雄各半。 蝌蚪在30条件下，全部发育成雄蛙。,五、伴性遗传,1、重要概念,伴性遗传（sex-linked inheritans）X（或Z）染色体非同源区段上的基因所决定性状的遗传行为。 另：某些性状的遗传和性别 有一定联系的遗传方式。其 正反交结果不同，表现出交 叉现象（书330页）。,2、果蝇红白眼伴性遗传（Mongan1910）,正交 X+ X+ XwY X+ Xw X+ Y X+ X+ X+Xw X+Y Xw Y 红雌 红雌 红雄 白雄,反交 XwXw X+Y X+Xw Xw Y X+ Xw XwXw X+Y Xw Y 红雌 白雌 红雄 白雄,伴性遗传的规律-1,带有纯合隐性基因的同配性别（XwXw ）与带有显性基因的异配性别（X+Y）交配时，子一代表现交叉遗传，子二代两性别中显隐性各占一半 。,伴性遗传的规律-2,当带有纯合显性基因的同配性别（ X+X+ ）与带有隐性基因的异配性别（Xw Y）交配时，子一代全部表现显性性状，子二代中同配性别全为显性，异配性别中显隐性各占一半。,检查红绿色盲,3、人类的伴性遗传（隐性）,3、人类的伴性遗传（隐性）,XCXC XcY XCXc XCY,正常女性,色盲男性,女性携带者,正常男性,XCXc XCY XCXC XCY XCXc XcY,女性携带者,正常男性,女正常 男正常 女携带者 男色盲,当女性携带者与正常男人结婚：,问题,已知在人类中，色盲为隐性伴性基因，今有一正常女子（其父亲是色盲）与一个正常男子（其父也是色盲）结婚，试分析他们的后代如何？,英国维多利亚女王（血友病）,XrXr XRY XRXr XrY,女性正常,男性佝偻,女佝偻 男正常,X-显性遗传病佝偻病,4、鸡的伴性遗传,正交 鸡的芦花羽 (交叉遗传),反交 鸡的芦花羽,性状的遗传与性别有关 正反交的结果不同 在特定的交配方式下表现交叉遗传,小结：伴性遗传的特点,5、伴性遗传的应用,鸡金银色羽的伴性遗传,ZsZs （雄金） ZSW（雌银） ZsW（雌金） ZSZs （雄银）,（1）鸡的金银色羽遗传(交叉遗传),（2）鸡的芦花