第五章 遗传的基本定律及其扩展.ppt

第五章遗传的基本定律及其扩展 第一节分离定律 一 一对相对性状的杂交试验 所选择的七个单位性状中 其相对性状都存在明显差异 杂交后代个体间表现明显的类别差异 1 相关符号 P 表示亲本 parent 表示母本 femaleparent 表示父本 maleparent 表示杂交 在母本上授上外来的花粉F filialgeneration 表示杂种后代F1 杂种一代 F2 杂种二代Fn 杂种n代 自交 指同一植株上的自花授粉或同株上的异花授粉 2 试验结果 P红花 白花 F1红花 F2红花白花株数705224比例3 151 F1 杂种一代 的花色全部为红色 F2 杂种二代 有两种类型的植株 一种开红花 一种开白花 并且红花植株与白花植株的比例接近3 1 3 七对相对性状杂交试验结果 1 生物体所有性状均由基因所控制 相对性状由相对基因控制 2 体细胞中基因成对 配子中只含其中一个 3 两性配子结合后 其基因各自独立 不相融合 4 F1产生配子时 来自双亲的基因各自分离 进入不同的配子中 5 两种配子数量相等 随机结合 二 分离现象的解释和验证 等位基因 在体细胞内位于同源染色体相同位置上的基因 R r 基因型 控制性状的基因组成 RR Rr rr 表现型 生物表现出的外部形态特征和生理生化特性 纯合体 组成基因型的两个基因是相同的 RR rr 杂合体 组成基因型的两个基因是不同的 Rr 1 测交 杂合体与隐性纯合体交配 使杂合体所带的基因和数量得以表现 分离定律的验证 Cc cc Cc和cc比例为1 1 CC CC CCCc Cc CC Cc cc 1 2 1cc cc cc 2 自交 本株植物自花授粉 一 显隐性关系的相对性 三 分离定律的普遍性及其推广 1 完全显性 杂合体表型与显性纯合体相同 果蝇正常翅 残翅 F1正常翅 F2正常翅 残翅 3 1家鸡光腿 毛腿 F1光腿 F2光腿 毛腿 3 1 2 不完全显性 杂合体表型为双亲的中间型金鱼透明 不透明 F1半透明 中间型 F2透明 半透明 不透明 1 2 1牛红毛 白毛 F1沙毛 F2红毛 沙毛 白毛 1 2 1 杂合体表现出双亲的性状 镶嵌型 人类的MN血型有三种 M型 N型和MN型 依红细胞表面抗原而定 3 共显性 M型 LMLM 产生M抗原 N型 LNLN 产生N抗原 MN型 LMLN 产生M抗原和N抗原 双亲的性状同时在F1个体上表现 AA碟形红血球 aa镰刀形红血球 Aa两种红血球同时存在 概念 群体中 同源染色体同一座位上有两个以上的基因 1 家兔的毛色遗传黑 C 青紫蓝 cch 喜马拉雅 ch 白化 c 等级显性关系C cch ch c黑 CC Ccch Cch Cc 青紫蓝 cchcch cchch cchc 喜马拉雅 chch chc 白化 cc 二 复等位基因 表型 A型 B型 AB型和O型由3个复等位基因控制备 IAIBiA型的基因型 IAIAIAiB型的基因型 IBIBIBiAB型的基因型 IAIBO型的基因型 ii显性关系 完全显性IA iIB i共显性IA IB 2 人类的ABO血型 四 意义与启示 一 分离定律的意义 否定遗传融合理论分离定律是遗传学三大定律最基本定律 提出从表型判断基因型的方法 二 孟德尔试验的启示 材料的选择单一性状分析 从简单到复杂 亲子间性状传递试验数据的统计分析提出假设并加以验证 P F1 黄圆 F2 315 101 108 32共计 5569 3 3 1 一 两对相对性状的遗传试验 第二节独立分配定律 试验结果与分析 杂种后代的表现 F1两性状均只表现显性状状 F2出现9种基因型 四种表现型 两种亲本型 两种重组型 表型比例接近9 3 3 1 分析每对相对性状发现 它们仍然符合3 1的性状分离比 黄色 绿色 315 101 108 32 416 140 3 1圆粒 皱粒 315 108 101 32 423 133 3 1这说明每对性状都符合分离定律 决定着不同性状的遗传因子 基因 在遗传传递上有相对独立性 其实质是决定种子形状和子叶颜色的基因位于不同的非同源染色体上 二 独立分配定律的解释和验证 一 解释 决定两对相对性状的两对基因在体细胞中各自独立 互不影响 在形成配子时各自分离 独立分配到配子中 在受精时各种配子随机组合 自由组合 因此 有16种组合 9种基因型 4种表型 F2为9 3 3 1 P F1 F2 315 101 108 32共计 5569 3 3 1 生殖细胞 二 验证 1 测交法 F1与双隐性亲本交配 后代有4种类型 比例为1 1 1 1 F1种子播种 得到F2 F24种类型的植株自花授粉 得到F3 F3的表型及分离比见表5 6 F2基因型的推测方法 2 自交法 三 独立分配定律的普遍性 一 独立分配定律得到广泛认同 二 多对基因的后代性状独立分配规律 杂种杂合基因对数与F2表现型和基因型种类的关系杂种杂合显性完全F1形成的F2基因F1产生的雌F2纯合F2杂合F2表现基因对数时F2表现不同配子型的种雄配子的可基因型基因型型分离型的种类的种类类能组合数的种类的种类比例12234213 124491645 3 1 23882764819 3 1 3 n2n2n3n4n2n3n 2n 3 1 n 三 分离比是否符合孟德尔的分离定律和独立分配定律 要进行好适度测验 2测验是常用方法之一 适合度测验 X2检验 O 实测数 E 预期理论数当df 1时 当df 1时 2 20 05 无显著差异 差异由实验误差造成 符合假设 可接受 20 01 2 20 05 观察数与理论数间有显著差异 实验结果不符合原有理论预期 2 20 01 观察数与理论数有极显著差异 更应否定 第三节基因互作 自由组合定律是在两对基因各自决定性状 不存在两对基因相互作用的条件下才成立的 普遍存在两对基因相互作用的情况 亦即两对 或多对 基因共同作用于某一性状 这就是基因互作 一 互补作用 两对基因相互作用共同决定一个性状的发育 d 单片冠 rrpp c 胡桃冠 RP b 豌豆冠 rrP a 玫瑰冠 Rpp R rP p 鸡的冠形遗传 互补作用 两对基因共同影响一对性状发育 其中一对基因能抑制另一对基因的表现 这种作用称为上位作用 起抑制作用的基因称为上位基因 被抑制的基因称为下位基因 上位基因是显性时 只有一个上位基因就可以发挥上位作用 称为显性上位作用 上位基因是隐性时 必须纯合时才能发挥上位作用 称为隐性上位作用 二 显性上位作用 褐色 白色 F1白色 F2白色 黑色 褐色 12 3 1基因I为上位基因 基因I和i分别控制白色与非白色基因B和b分别控制黑色与褐色 在不存在基因I时才有此作用 狗的毛色遗传 显性上位作用 家鼠毛色遗传 黑色 CCaa 白化 ccAA F1鼠灰 CcAa F2鼠灰 C A 黑色 C aa 白化 ccA ccaa 9 3 4 三 隐性上位作用 cc为隐性上位基因 cc抑制C形成黑色素 没有黑色素 A的存在也就没有意义了 C可能决定黑色素的生成 A决定色素分布 两对基因决定一个性状 其显性作用是相同的 只要其中一对基因有一个显性基因 性状就表现出来 猪的阴囊疝遗传 由两对基因S1s1 S2s2决定的s1s1s2s2 S1S1S2S2 F1S1s1S2s2 F2 s1s1s2s2 1 16 s1s1s2s2 正常 阴囊疝 1 32 四 重迭作用 两对相对性状的杂交试验 F2出现9 3 3 1的结果 要具备两个条件 一是决定这两对性状的两对基因不存在相互作用 二是这两对基因位于不同对的同源染色体 非同源染色体 上 如果两对基因位于同一对同源染色体上 会出现什么结果呢 摩尔根 T H Morgan 果蝇 第三节连锁与交换 一 连锁现象及其解释 香豌豆紫花 P 对红花 p 为显性 长花粉 L 对园花粉 l 为显性 试验1互引组 相引组 两个显性性状在一起 两个隐性性状在一起 试验2互斥组 相斥组 一个显性性状和一个隐性性状在一起 果蝇的完全连锁和不完全连锁 果蝇完全连锁解释 果蝇不完全连锁解释 摩尔根提出的连锁遗传的主要内容 若干个基因线性排列在染色体上 一条染色体上的基因组成一个连锁群 一条染色体有两条染色单体 称为姊妹染色体 一条染色体与另一条染色体的染色单体互称为非姊妹染色体 减数分裂时同源染色体联会 非姊妹染色体发生片段交换 基因发生重新组合 一对同源染色体的4条染色单体中只有2条发生了交换 产生2种重组型配子 另2条染色单体未发生了交换 产生2种亲本型配子 交换模式图 二 交换率测定及基因定位 一 交换率的概念 交换率 交换发生在减数分裂过程中 无法直接测定 只有通过基因之间的重组来估计交换发生的频率 有时虽然发生了交换 但没有导致重组 因此 重组率不全等于交换率 而是重组率 交换率 重组率是指重组型配子数占总配子数的百分率 重组型配子数难以测定 常用重组型个体数代表 二 基因定位 基因定位 是指确定基因在哪一条染色体的哪一个座位上 交换率反映出基因的距离 基因距离大 交换率大 基因距离小 交换率小 以1 的交换率作为两基因间的图距单位 用摩 Morgan 分摩来表示 根据重组率进行基因定位有两点测验法和三点测验法 通过一次杂交和一次测交就可得出两个基因的距离 重组型个体数占总个体数的百分率就是交换率 交换率 100就是这两基因间的距离 不能定出它们的顺序 1 两点测验法 AABB aabb AaBb aabb 亲本型AaBbaabb重组型AabbaaBb 要求出Aa Bb Cc三对基因的顺序和距离 就要做3次杂交和3次测交 AABB aabb AaBb aabb AaBbaabbAabbaaBbAACC aacc AaCc aacc AaCcaaccAaccaaCcBBCC bbcc BbCc bbcc BbCcbbccBbccbbCc分别求出之间的距离 这三个基因就能定位 假如 Aa与Bb距离2 5 Aa与Cc距离3 6 Bb与Cc距离6 1 则Aa Bb Cc三对基因的顺序为Bb Aa Cc或Cc Aa Bb 通过一次杂交和一次测交就可得出三个基因的距离和顺序 黄体白眼短翅 ywm ywm 灰体红眼长翅 F1 灰体红眼长翅 ywm 黄体白眼短翅 ywm ywm 测交后代有有8种表型 其中2种亲本型 4种单交换 两种类型 2种双交换 亲本型数量最多 双交换最少 2 三点测验法 测交后代的表型和数目 表型基因型交换类型观察数所占 灰体红眼长翅 ywm亲本组合157463 96黄体白眼短翅ywm ywm1382灰体白眼短翅 wm ywm单交换1271 26黄体红眼长翅y ywm39灰体红眼短翅 m ywm单交换276834 39黄体白眼长翅yw ywm826灰体白眼长翅 w ywm双交换100 39黄体红眼短翅y m ywm8 y w m 1 65 34 78 y与w的交换率 单交换1占的比例 双交换率 1 26 0 39 1 65 w与m的交换率 单交换2占的比例 双交换率 34 39 0 39 4 78 y与w的距离为1 65w与m的距离为34 78以双交换类型与亲本类型相比 看哪个基因改变了连锁关系 这个基因则处在中间 双交换率 双交换类型在后代中占的比例 0 39 如果两个单交换是独立的 则双交换的概率等于两个单交换概率的乘积 上例中 1 65 34 78 0 57 大于双交换率0 39 干涉 一个单交换发生后 使其邻近发生单交换的机会减少 并发系数 实际双交换率与理论双交换率的比值 上例的并发系数 0 39 1 65 34 78 0 68干涉率 1 并发系数 1 0 68 0 32 3 干涉与并发系数 第五节性别决定与伴性遗传 一 性别决定 一 性染色体决定性别1 性染色体决定性别在多数二倍体生物中 不同性别有一对染色体差异 这对有决定性别关键基因的染色体称为性染色体 除此之外的染色体称为常染色体 1 XY型性别决定人类 哺乳动物 大部分的两栖类 爬行类 部分的鱼类和昆虫都属于此类决定性别 人的XY型决定性别 Y染色体的重要性 某些双翅目 直翅目 鳞翅目的昆虫 如蝗虫 蟑螂等属此类 没有异形的性染色体 由性染色体数目决定性别 蝗虫 2n 24 XX 2n 23 XO 2 XO型性别决定 3 ZW型性别决定 鸟类 家蚕 两栖类 青蛙 爬行类 蛇 等属此类 二 环境决定性别 1 蜜蜂 性别与染色体的倍数有关 可育的雌蜂 蜂皇 和不育的雌蜂 工蜂 2n 32 雄蜂2n 16 工蜂所吃蜂皇浆的数量和质量远比蜂皇差 2 后螠 幼虫在海中自由游泳 没有性别分化 如果落入海底 就发育为雌虫 长约2英寸 有很长的吻部 如果落入成年雌虫的口吻上 则发育成雄虫 1 温度的影响 三 环境对性别的影响 蜥蜴27 以下全是雌性 28 或是32 以上全是雄性 龟28 以下全是雄性 32 以上全是雌性 黄鳝2龄前为雄性 3龄为雌雄间体 卵巢逐渐退化 精巢逐渐形成 6龄全为雄性 2 性反转 二 伴性遗传 概念 位于性染色体上的基因所控制的性状伴随性别而遗传的现象 产生伴性遗传的原因是由于 X与Y Z与W 大小相差显著 有小部分是同源的 大部分是不同源的 位于不同源部分的基因往往仅存在于两个不同性染色体中的一个 仅存在于X染色体差别部分的基因表现为X连锁遗传 仅存在于Y染色体差别部分的基因表现为Y连锁遗传 人类的色盲遗传抗维生素D佝偻病遗传 1