遗传学-第3章-孟德尔遗传ppt课件

.,第四章孟德尔遗传,.,第一节分离规律,第二节独立分配规律,第三节遗传学数据的统计处理,第四节孟德尔规律的补充和发展,本章内容,.,孟德尔(GregorJ.Mendel,1822-1884)及其杂交试验,从1856-1871年进行了大量植物杂交试验。其中对豌豆(严格自花授粉/闭花授粉)差别明显的7对简单性状进行了长达8年研究，提出遗传因子假说及其分离与自由组合规律(MendelsLaws)。,.,1865年2月8日和3月8日先后两次在布尔诺自然科学会例会上宣读发表；1866年整理成长达45页的植物杂交试验一文，发表在布隆自然科学会志第4卷上。,.,第一节分离规律一、孟德尔的豌豆杂交试验性状：生物体所表现的形态特征和生理特性的总称单位性状：每一个具体性状相对性状：同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异,.,.,鸽子羽毛颜色,.,狗的毛色,.,植物杂交的有关符号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,.,植物杂交的有关符号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。,.,显性性状：F1表现出与亲本之一同样的单位性状隐性性状：亲代未在F1表现出的单位性状性状分离：显性性状和隐性性状在F2都同时表现出来,.,等位基因：位于一对同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因。,.,人类遗传分析中常用的符号,.,.,P,F1,705,224,F2,720,235,3:1,正交,反交,.,孟德尔研究用的7对相对性状,.,七对相对性状杂交试验结果,.,二、分离现象的解释,显性性状受显性因子(dominant)控制，而隐性性状由隐性因子(recessive)控制；只要成对遗传因子中有一个显性因子，生物个体就表现显性性状；遗传因子在体细胞内成对存在，而在配子中成单存在。体细胞中成对遗传因子分别来自父本和母本。,.,红花CC,白花cc,P,配子,c,C,红花Cc,.,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、白花纯合基因型：等位基因一样CC、cc纯合体杂合基因型：等位基因不同Cc、-杂合体,.,遗传稳定,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：被测验的个体与隐性纯合个体间的杂交所得的后代为测交子代，Ft,.,红花F1的测交结果推测,P,配子,测交后代,.,CCccCcccCcCcc红花,遗传分离规律的验证,红花白花,红花白花,P,配子,Ft,1：1,Cc,红花Cc,cc白花,.,2、自交法,.,3、F1花粉鉴定法玉米籽粒：糯性、非糯性受一对等位基因控制的，分别控制着籽粒及其花粉粒中的淀粉性质。非糯性：直链淀粉，Wx，蓝黑色糯性：支链淀粉，wx红棕色F1(Wxwx)花粉红棕色：蓝黑色=1：1,.,糯性wxwx,非糯性WxWx,F1Wxwx,.,显微镜下的糯性与非糯性配子,.,四、分离比例实现的条件,、研究的生物体是二倍体；、形成的不同种配子数目相等，并且两种配子活力是一样的；、不同基因型的合子发育的个体具有同样的存活力；、研究的相对性状差异明显，显性完全；、杂种后代处于相对一致的条件，试验分析的群体大。,.,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，孟德尔仍以豌豆为材料，选取具有两对相对性状差异的纯合亲本进行杂交。,.,F2,315,101,108,32,9,3,3,1,.,分别按一对性状进行分析：黄色：绿色3：1圆粒：皱粒3：1仍然符合分离规律F2群体出现重组型个体(3：1)(3：1)=9：3：3：1,.,二、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。,.,YYRR,yyrr,YyRr,.,亲本,配子,F1,F2,.,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,.,1:1:1:1,.,YR,Yr,yR,yr,yr,YyRr,Yyrr,yyRr,yyrr,1:1:1:1,.,2、自交法按分离和独立分配规律，F2中推断1/16YYRR,yyRR,YYrr,yyrrF3,不分离2/16YyRR,YYRr,yyRr,YyrrF3,3:14/16YyRr-F3,9:3:3:1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。,.,三因子杂合体（trihybrid）产生8中配子,.,三因子杂合体自交后代F2的表现型比例,.,P,YYRRCCyyrrcc,F1,YyRrCc,F2,27:9:9:9:3:3:3:1,64组合、8表型、27基因型,.,三对相对性状表现型分析,YyYy,RrRr,CcCc,3黄色子叶,1绿色子叶,3圆粒,1皱粒,3圆粒,1皱粒,3红花,1白花,3红花,1白花,1白花,1白花,3红花,3红花,.,三对相对性状基因型遗传分析方法,YyYy,RrRr,CcCc,1YY2Yy1yy,1RR2Rr1Yy,1RR2Rr1Yy,1RR2Rr1Yy,1CC2Cc1cc,1CC2Cc1cc,1CC2Cc1cc,.,.,总结:豌豆三对(n对)基因独立遗传,.,杂合基F2表型F1配子F2基因F2纯合F2表型因对数种类型基因型比例122323:1222223222(3:1)2n2n2n3n2n(3:1)n,.,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亲本的优良性状，预测后代中优良性状组合的比例,.,F1AaRr,F29A-R-:3A-rr:3aaR-:1aarr,P有芒抗病无芒感病,AARRaarr,如希望在F3获得10个稳定遗传的无芒、抗病(aaRR)株系，那么在F2至少要选择多少株无芒抗病的植株供F3株系鉴定。,.,一、概率原理概率：一定事件总体中某一事件可能出现的机率互斥事件：某一事件出现，另一事件即被排斥乘法定理：两个独立事件同时发生的概率等于各个事件发生的概率的乘积加法定理：两个互斥事件同时发生的概率是各个事件各自发生的概率之和,第三节遗传学数据的统计原理,.,如Aa植株形成的配子A和a，其概率各占1/2，则产生的后代中AA的概率为1/2=1/4aa的概率为1/2=1/4Aa的概率为1/2+1/2=1/2,.,二、二项展开式的应用其中:p某一事件的概率；q另一事件的概率；p+q1n事件总数r某一事件出现的次数（为q的事件）n-r另一事件出现的次数（为p的事件）,.,例：任何一对完全显隐性的杂合基因，其自交的F2群体中，显性性状出现的概率为p=3/4，隐性性状出现的概率为q=1-3/4=，以n代表杂合基因的对数，则如n=2，YyRr自交产生的F2群体中n=3，YyRrCc,.,又如：所考虑性状为人类家庭中的白化病（隐性常染色体遗传），已知双亲都正常，所生第一个孩子患病，如该夫妻生4个孩子，试问：生两个正常两个患病的概率为多少？又如：YyRr自交后代的10粒豌豆种子中，出现5粒全显5粒全隐的概率为多少？,.,三、X2测验(Chi平方测验)在遗传学试验中，实际获得的各项数值与其理论值常具有一定的偏差。这种偏差究竟是属于试验误差造成的，还是真实的差异，通常用X2测验进行判断,(O-E)2,X2=-,E,.,有了2值，有了自由度(用df(degreeoffreedom)表示，df=k-1，k为类型数)，就可以查出P值。P值是指实测值与理论值差异发生的概率。例如，子代为1：1，3：1的场合，自由度是1；9：3：3：1的情况下，自由度为3，在这样的实例中，就可以说，自由度一般为子代分离类型的数目减1，即自由度=k1。,.,.,.,2测验,由表47求得值为0.47，自由度为3，查上表得P值为0.900.95之间，说明实际值与理论值差异发生的概率在90%以上，因而样本的表现型比例符合9：3：3：1。要指出的是，在遗传学实验中P值常以5%(0.05)为标准，P0.05说明“差异不显著”，P0.05说明“差异显著”；如果P0.01说明“差异极显著”。,.,用白颖抗病和黑颖感病两种燕麦杂交。F1是黑颖抗病。F1自交得F2共567株,其中黑颖抗病318株,黑颖感病104株,白颖抗病108株，白颖感病37株。推测各表现型可能基因型;以X2测验检测实得结果是否符合你的理论假设。,作业,.,第四节孟德尔规律的补充和发展一、显隐性关系,1、完全显性F1所表现的性状都和亲本之一完全一样。,.,2、不完全显性右图是紫茉莉花色遗传。F1的性状表现是双亲性状的中间型，在F2性状比例是1：2：1,.,3、共显性,双亲性状同时在F1个体上表现来,正常血红细胞RR,病变血红细胞rr,杂合血红细胞Rr,.,4、镶嵌显性双亲的性状在后代的同一个体不同部位表现出来，形成镶嵌图式,黄底型,均色型,.,谈家桢（1909-至今）,.,鉴别的性状的显性表现取决于所依据的标准而改变。,显隐性关系的相对性,.,性状表现与环境的关系,生物的绝大多数性状是遗传与环境共同作用的结果。,.,1、生理环境(内环境)对性状表现的影响,同一种基因型，处于不同的遗传背景(其它各对基因的组成)和生理环境下，可能会表现出不同的性状，等位基因间的显隐性关系也可能发生改变。,.,公羊或母羊HH,公羊hh或母羊Hh,Hh公羊,例如，绵羊有角/无角性状的遗传,.,秃顶,人的秃顶秃顶基因在男人为显性，在女人为隐性男人秃顶比女人秃顶多秃顶与雄性激素直接有关太监没有患秃顶的,.,2、外界环境条件对性状表现的影响,相同基因型个体处于不同外界环境中，可出现不同的性状表现，还可能改变显隐性关系。例：金鱼草(Antirhinummajus)红花品种与象牙色花品种杂交，其F1：如果培育在低温、强光的条件下，花为红色；如果在高温、遮光的条件下花为象牙色。,.,低温、强光,高温、遮光,.,显性基因与隐性基因控制性状的机理,y基因不能编码黄色素分解酶,Y基因能编码黄色素分解酶,兔子肉白颜色,兔子肉黄颜色,兔子吃绿叶子,若不给兔子吃绿叶，则不管什么基因型的兔子，肉的颜色均是白颜色。,.,二、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。人类的ABO血型遗传，就是复等位基因遗传现象的典型例子。血型基因型OIOIOAIAIA或IAIOBIBIB或IBIOABIAIB,.,三、致死基因能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。,.,小麦白化苗,.,基因互作,基因内互作：同一位点上的等位基因的相互作用。如显性、不完全显性、隐性,基因间互作：不同位点非等位基因相互作用。如上位性、下位性,.,鸡冠形状的遗传,.,四、非等位基因间的相互作用(两对基因控制同一单位性状而言)1、互补作用两对独立遗传基因分别处于纯合显性或杂合状态时，共同决定一种性状的发育。当只有一对基因是显性，或两对基因都是隐性时，则表现为另一种性状9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb9:7,.,香豌豆P白花CCpp白花ccPPF1紫花CcPpF29紫花(C_P_)：7白花(3C_pp+3ccP_+1ccpp),返祖遗传:后代表现其野生祖先性状的现象。,.,2、积加作用两种显性基因同时存在时，产生一种性状，单独存在时能分别表现相似的性状，两种显性基因均不存在时又表现第三种性状9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb,9:6：1,.,9扁盘形(A_B_):6圆球形,(3A_bb+3aaB_):1长圆形(aabb),南瓜果形受A/a、B/b两对基因共同控制,圆球形(AAbb)圆球形(aaBB),扁盘形(AaBb),P,F1,F2,.,.,3、重叠作用不同对基因互作时，不同对的显性基因对表现型产生相同的影响，F2产生15：1的比例9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb15：1,.,荠菜蒴果受T1/t1、T2/t2两对基因控制：P三角形(T1T1T2T2)卵形(t1t1t2t2)F1三角形(T1t1T2t2)F215三角形(9T1_T2_+3T1_t2t2+3t1t1T2_):1卵形(t1t1t2t2),.,4、显性上位作用上位性：两对独立遗传基因共同对一对性状发生作用，其中一对基因对另一对基因的表现有遮盖作用下位性：后者被前者所遮盖上位显性基因：起遮盖作用的基因如果是显性基因9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb,12:3：1,.,P绿毛狗(bbii)白色狗(BBII),白色狗(BbIi),F1,F212白(9B_I_+3bbI_):3黄(B_ii):1绿(bbii),其中：I对B/b基因有显性上位性作用，B黄色对b褐色为显性；I白色对i绿色为显性。,.,5、隐性上位作用在两对互作的基因中，其中一对隐性基因对另一对基因起上位性作用9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabb9：3：4,.,玉米胚乳有色(C)/无色(c)、紫色(Pr)/红色(pr)P红色(CCprpr)白色(ccPrPr)F1紫色(C_Pr_)F29紫色(C_Pr_):3红色(C_prpr):4白色