生物：《孟德尔遗传》课件(新人教版必修2).ppt

孟德尔遗传 一 孟德尔的豌豆杂交试验 性状 character 是生物体形态特征和生理生化特征的总称 单位性状 unitcharacter 能被区分的每一个具体的性状称为单位性状 每个单位性状在不同个体间又有不同的表现 如豌豆的花色 种子形状等 相对性状 contrastivecharacter relativecharacter 同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异 即同一单位性状的相对表现 如种子的圆形和皱缩 P 亲本 母本 父本 杂交F1 杂交一代 F2 杂交二代 自交 正交 反交 精心挑选实验对象豌豆 闭花自花授粉 性状稳定 清晰可辨 32个品种 7对性状分布于7个染色体耐心 细致 准确的观察 8年实验严密的逻辑推理和统计学分析 杂交试验 豌豆单因子杂交实验与分离定律 7对差别鲜明的性状 花的颜色 紫色 白色 种子形状 圆形 皱缩 种子颜色 黄色 绿色 花着生位置 腋生 顶生 豆荚形状 饱满 皱缩 豆荚颜色 绿色 黄色 植株高度 高 矮 Mendel最初实验是对具有单个相对性状的亲代杂交 结果观察 F1确定了 显性 dominant 性状隐性 recessive 性状 F2代的观察和计算采用大样本 进行统计处理 显隐都有 性状分离3 1 豌豆7组相对性状分别杂交的实验结果 Mendel按上述方法继续对7组相对性状分别进行杂交实验 统计了子二代 F2代 植株显性与隐性性状之间比例 等位基因A a纯合子AA aa杂合子Aa显性基因A紫花隐性基因a白花显性性状隐性性状 六位学者重复孟德尔植物杂交实验的结果 F2代个体 孟德尔用测交和自交方法对推论加以验证 测交 testcross 是指将杂种后代和隐性亲本进行杂交 回交 backcross 是指杂种后代和任一亲本杂交 F1自交 Mendel首创了测交实验方法 验证了其推断的正确性 Mendel建立了遗传学第一定律 即分离定律 一对遗传因子 基因 在形成配子时完全按照原样分离到不同的配子中去 相互不发生影响 相关概念 1909年 约翰生提出 基因gene 取代了孟德尔的遗传因子 等位基因 控制一对相对性状 位于同源染色体上相同位点的两个不同形式的基因 如C和c 基因型 个体的基因组合 AAAaaa表现型 生物体所表现的性状 红花 白花 纯合基因型AAaa纯合体 具有纯合基因型的个体 显性纯合体AA 隐性纯合体aa杂合基因型Aa杂合体 分离规律实现的条件 研究的生物是二倍体 F1代形成的配子数目基本相等 受精雌雄配子相互结合的机会均等 子代个体有同样的存活率 研究性状差异明显 显性表现完全 杂种后代生长条件一致 实验群体大 分离规律的应用 理论意义说明了生物界由于杂交和分离所出现的变异的普遍性 在遗传研究和杂交育种工作中应严格选用合适的遗传材料 才能正确地分析试验资料 获得预期的结果 得出可靠的结论 实践上的应用指导育种 杂种通过自交产生后代性状分离和基因的纯合 所以在进行杂交育种时 自交和选择要同时进行 良种繁育 防止品种因天然杂交而发生分离退化 保持品种的典型性 注意品种保纯 第二节独立分配定律 自由组合定律 两对 或两对以上 性状 两对等位基因控制两对性状的基因位于不同的同源染色体等位基因 非等位基因形成配子时 等位基因与非等位基因分配的区别 一 孟德尔实验及其分析 两对相对性状 P F1 F2 RRYY rryy RrYy 9 84 3 38 3 16 1 00约为9 3 3 1 在分析了一对性状传递规律的基础上 Mendel进一步进行了两对相对性状杂交的遗传分析 他选择了这样两个亲本进行杂交 一个是双显性亲本 种子是圆形的 种子的颜色为黄色 一个是双隐性亲本 种子是皱缩的 种子的颜色为绿色 多对基因的独立分配和自由组合定律 当两对或更多对基因处于不同的同源染色体中 等位基因在形成配子时的分离是彼此独立不相牵连的 同时非等位基因间进行自由组合 测交实验结果 1 1 1 1 自由组合定律的内容 在配子形成时 各对等位基因彼此分离后 独立自由地组合到配子中 自由组合律的实质 配子形成时非同源染色体 非等位基因 自由组合 多对基因的杂交 1 5 3概率的计算和应用 1 棋盘法 punnetsquare 2 分枝法 branchingprocess Yy YyRr Rr后代基因型及其比例 YY 2 4Yy yy RR2 4Rr rr 1 16YYRR2 16YYRr1 16YYrr RR2 4Rr rr RR2 4Rr rr 2 16YyRR4 16YyRr2 16Yyrr 1 16yyRR2 16yyRr1 16yyrr Yy YyRr Rr后代表型及其比例 黄色 圆形 皱缩 9 16黄圆3 16黄皱 3 16绿圆1 16绿皱 绿色 圆形 皱缩 表型及其比例分枝图 3 多对基因杂交概率的计算 五对基因的杂交组合AABbccDDEe AaBbCCddEe 求后代中基因型为AABBCcDdee和表型为ABCDee的概率 三对独立遗传性状的亲本杂交后F1代以及F1形成配子的类型 自由组合规律的意义 具广泛性 由于自由组合的存在使各种生物群体中存在多样性 使世界变得丰富多彩 使生物得以生存和进化 人们将自由组合的理论可以用于育种 将那些具有不同优良性状的动物或植物 通过杂交使多种优良性状集中于杂种后代 以满足人类的需求 第四节孟德尔规律的补充和发展 一 显隐性关系的相对性二 复等位基因三 致死基因四 非等位基因之间的相互作用 一 显隐性关系的相对性 一 显性现象的表现 完全显性不完全显性共显性镶嵌显性显性与环境的影响 不完全显性 incompletedominance 杂合体表现为双亲的中间性状 如紫茉莉 Mirabilisjalapa 花色的遗传 红花CC粉红花Cc白花cc1 2 1 白花cc 红花CC 粉红花Cc 父母的中间型 基因型比例 表现型比例 P红花 白花黑羽 白羽 F1粉红灰羽 F2红花粉红白花黑羽灰羽白羽1 2 11 2 1柴茉莉花色鸡的羽色 a b P棕色 白色透明鱼 非透明鱼 F1淡棕半透明 F2棕色淡棕白色透明鱼半透明非透明1 2 11 2 1马的皮毛金鱼身体的透明度 d e 图4 3不完全显性的遗传方式 3 共显性 双亲的性状同时在F1杂合体中都表达 红血球细胞镰刀形 红血球碟形ssSSSs红血球细胞中即有碟形也有镰刀形 4 镶嵌显性 mosaicdominance 一个等位基因影响身体的一部分 另一个等位基因则影响身体的另一部分 而在杂合体中两个部分都受到影响的现象称为镶嵌显性 即双亲性状在后代同一个体不同部位表现 如鞘翅瓢虫 Harmoniaaxyridis 的遗传 SAuSAu SESE 黑缘型 均色型 SAuSE 新类型 SAuSAuSAuSESESE1 2 1 显性是相对而言的 共显性 就是两个等位基因平分秋色 大家一起表达 比如一只黄猫和一只黑猫杂交 生出来了一只黑黄杂毛的猫 黑色和黄色的毛发均匀的混合分布周身 镶嵌显性 就是两个等位基因各自占山为王 你在这里表达 我在那里表达 比如一只黄猫和一只黑猫杂交 生出来了一只黑黄斑点的猫 不完全显性 就是两个等位基因两败俱伤 各显一半 混合起来表达 比如一只黄猫和一只黑猫杂交 生出来了一只土黄 暗黄 色的猫 二 显性与环境的影响 藏报春 Primulasincnsis 在20 时花为红色 在30 C时花为白色 喜马拉雅白化兔25 C时 在体温较低的部分的毛都是黑色的 其余部分全为白色 但在30 C以上的环境里长出的毛全为白色 例 兔子的皮下脂肪等位基因YyY 白色 y 黄色 黄色素分解酶 Y 绿色植物 黄色素 白色脂肪YY Yy 白脂肪yy 黄脂肪 等位基因间不是直接抑制或促进的关系 而是分别控制各自的代谢过程 从而控制性状的发育 不同环境条件对显隐性的影响金鱼草有红色花和淡黄色花两种不同的品系 红色花 淡黄色 光充足低温 红色花光不足温暖 淡黄色光充足温暖 粉红色显隐性关系也受其他生理因素 年龄 性别 营养 健康状况等 二 复等位基因 基因座 locus 基因在染色体上所处的位置 特定的基因在染色体上都有其特定的座位 复等位基因 在同源染色体上相同位点上 存在3个或3个以上的等位基因 一对性状 3个以上基因在正常二倍体个体中 只存在复等位基因中的两个不同的等位基因 只有在群体中不同个体之间才出现3个或3个以上等位基因 在同源多倍体中 一个个体可同时存在多个复等位基因 人类血型有4种表现型 A B AB O 由3个复等位基因决定 IA IB IO IA与IB 共显性 F1代个体AB型 IA和IB对IO都是显性 3个复等位基因 6种基因型 4种表现型 3个复等位基因 IA IB和IO 决定的人类ABO血型系统 兔子毛色的复等位基因等位基因基因型表型c c c c cch c ch c c野鼠色cchcchcch cchch cchc灰色chchch chc喜马拉雅白化ccc白化 Coatcolorsinrabbits 一定数量等位基因构成基因型的数目等位基因基因型种类纯合子种类杂合子种类11102321363341046515510nn n 1 2nn n 1 2 三 致死基因 lethalallele 1904年法国学者LucienCuenot发现小鼠的黄色皮毛不能稳定遗传 此研究过程中发现了致死基因 说明黄鼠不是纯合的 不符合3 1 黄鼠为杂合体 黑鼠 黑鼠全部为黑鼠后代 黑鼠为纯合体 致死基因 lethalallele 指那些使生物体不能存活的等位基因 隐性致死基因 recessivelethal 隐性基因在杂合时不影响个体的生活力 但在纯合状态有致死效应的基因叫隐性致死基因 如小鼠的AY基因 植物中的隐性白化基因等 显性致死基因 dominantlethal 杂合状态即表现致死作用的基因 如显性基因Rb引起的视网膜母细胞瘤 人的神经胶症基因 只要一份即可致病 四 非等位基因间的相互作用 基因互作 interactionofgene 不同对等位基因之间共同作用共同决定同一单位性状产生影响的现象 基因间互作的类型 互补作用积加作用重叠作用显性上位作用隐性上位作用抑制作用 两对相对性状的遗传 独立分配规律 的修饰 一 互补作用 香豌豆花色遗传返租现象 祖先野生型紫花 白花 白花CCppccPP 紫花CcPp C P C ppccP ccpp 紫花白花9 7 因为显性基因在进化过程中 CCPP中显性基因突变 C c ccPP 白色或P p CCpp 白色这两种突变后形成的白花品种杂交后又会产生紫花性状 C P 显性基因相互补充 C P共存时呈紫色 C P中缺一则呈白色 CP无色无色的紫色素色素元中间产物图4 23互补效应的生化机制 二 积加作用 南瓜果型的遗传 圆球形 圆球形aaBBAAbb 扁盘形AaBb 9A B 3A bb 3aaB 1aabb扁盘形圆球形长圆形9 6 1 显性基因的累加效果 A B都存在A B其一存在A B都不存在 三 重叠作用 荠菜的蒴果形状遗传 三角形 卵形T1T1T2T2t1t1t2t2 三角形T1t1T2t2 T1 T2 T1 t2t2 t1t1T2 t1t1t2t2三角形卵形15 1 显性基因的作用相互重叠 不同的显性基因都具有使果型表现为三角形的相同作用 在一对等位基因中有显性和隐性之分 在两对等位基因控制同一性状时也有显隐关系 称上位和下位 一对基因对另一对基因的表现具有遮盖作用 这种非等位基因间的作用方式就称为上位性 反之 后者被前者所遮盖 称为下位性 四 显性上位作用 掩盖者称为上位基因 epistaticgene 被掩盖者称为下位基因 hypostaticgene 起遮盖作用的基因如果是显性基因 称为上位显性基因 上位作用 两对非等位基因间 显性作用 一对等位基因的两个成员之间 白皮WWYY 绿皮wwyy白皮WwYy12白皮 9W Y 3W yy 3黄皮 wwY 1绿皮 wwyy 12 3 1 W 白对Y 黄有上位性作用 W存在 表达其白色 阻碍Y表达黄色 W不存在 Y表达黄色作用 W和Y都不存在 表现y基因的绿色 西葫芦皮的颜色 Ww YyW有显性上位作用 五 隐性上位作用 红色蛋白质层X白色蛋白质层CCprprccPrPr紫色CcPrpr9紫色 C Pr 3红色 C prpr 4白色 3ccPr 1ccprpr 基本色泽基因C存在时 Pr 紫和pr 红正常表现 C基因不存在时 隐性基因c 白对Pr 紫和pr 红有上位作用 玉米胚乳蛋白质层颜色 Cc Prprc有隐性上位作用 P白茧IIYY 白茧iiyyF1白茧IiYyF213白茧 9I Y 3I yy 1iiyy 3黄茧 iiY 白茧 黄茧 13 3 六 抑制作用 家蚕中有结黄茧和结白茧个体 I对Y 黄茧 有抑制作用i无抑制作用Y 黄茧 y 白茧 图3 12两对基因互作的模式图P83 五 多因一效和一因多效 多因一效 多个基因影响一个性状的现象 例如 玉米叶绿素形成与50多对不同的基因有关一因多效 一个基因影响多个性状发育的现象 例如 豌豆红花或白花的基因不仅影响花色 还控制种子颜色和叶腋上黑斑的有无 转基因植株的性状变化 从生物个体发育的整体观念出发 两种现象可以解释为 多因一效 一个性状的发育是由许多基因所控制的多个生化过程连续作用的结果 一因多效 如果某一基因发生改变 除了影响以此基因为主的生化过程外 也会影响与该生化过程有联系的其它生化过程 从而影响其它性状的发育 环境条件对多