第二章孟德尔遗传

1、第二章孟德尔遗传定律 第一节 孟德尔的实验材料和方 法 一、孟德尔的实验材料一、孟德尔的实验材料 孟德尔选用的实验材料是豌豆，豌豆是很好的实孟德尔选用的实验材料是豌豆，豌豆是很好的实 验材料，因为：验材料，因为： 1.1.豌豆是自花授粉植物，而且为闭花授粉。豌豆是自花授粉植物，而且为闭花授粉。 2.2.豌豆具有稳定的可以区分的性状。豌豆具有稳定的可以区分的性状。 3.3.豌豆花器各部分结构较大，便于操作，易于控豌豆花器各部分结构较大，便于操作，易于控 制。制。 4.4.豌豆豆荚成熟后籽粒都留在豆荚中，不会脱落。豌豆豆荚成熟后籽粒都留在豆荚中，不会脱落。 5.5.豌豆生育期短，易于栽培，管理方便

2、。豌豆生育期短，易于栽培，管理方便。 第二节 分离定律 有关杂交的常用概念：有关杂交的常用概念： 1.性状性状（character）：）： 生物体所表现的形态特征和生理特征。生物体所表现的形态特征和生理特征。 2.单位性状单位性状(unit character)：把植株所表现的性状总体区分为各：把植株所表现的性状总体区分为各 个单位作为研究对象，这样区分开来的性状称为单位性状。个单位作为研究对象，这样区分开来的性状称为单位性状。 3.相对性状相对性状(contrasting character)：同一单位性状的相对差异：同一单位性状的相对差异 称为相对性状。称为相对性状。 4.显性性状显性性状

3、：相对性状中，在：相对性状中，在F1代表现出来的相对性状。代表现出来的相对性状。 5.隐性性状隐性性状：在：在F1中未表现出来的相对性状。中未表现出来的相对性状。 6.正交和反交正交和反交(reciprocal cross，互交，互交)：它们是一对相对概念 ，用甲乙两种具有不同遗传特性的亲本杂交时，如以甲作母本 ，乙作父本的杂交为正交，则以乙作母本，甲作父本的杂交为 反交。两者合起来就叫互交。 7.自交自交(self-cross)：雌雄同体的生物，同一个体上的雌雄交配 ，一般用于植物。 8.回交回交(back cross)：子一代与亲本之一相交配的一种杂交方法 。 9.测交测交(test cr

4、oss)：让杂种子一代与隐性纯合类型交配，用来 测定杂种F1遗传型的方法。 常用杂交概念示意图常用杂交概念示意图 1 1 种皮的颜色种皮的颜色（灰色和白色，（灰色和白色， 与此相联系的是花的颜色：红色与此相联系的是花的颜色：红色 和白色）和白色） 2 2 子叶的颜色子叶的颜色（即种子的颜色（即种子的颜色 ，黄色和绿色），黄色和绿色） 3 3 种子的形状种子的形状（圆形和皱形）（圆形和皱形） 4 4 豆荚的颜色豆荚的颜色（绿色和黄色）（绿色和黄色） 5 5 豆荚的形状豆荚的形状（饱满和缢缩）（饱满和缢缩） 6 6 茎的高度茎的高度（高的（高的2 2米左右和米左右和 矮的不到矮的不到0.50.5米

5、）米） 7 7 花的着生位置花的着生位置（腋生和顶生（腋生和顶生 ） 共同特点：共同特点： F1所有个体的性状表现都是一致的，都只表现一 个亲本的性状，而另一个亲本的性状隐藏未表现。 把表现出来的性状称为显性性状；未表现出来的 称为隐性性状。 F2有两种性状表现类型的植株，一种表现为显性 性状，另一种表现为隐性性状；并且表现显性性 状的植株数与隐性性状个体数之比接近3:1。 隐性性状在F1中并没有消失，只是被掩盖了，在F2 代显性性状和隐性性状都会表现出来。 二、分离现象的解释分离现象的解释 孟德尔提出孟德尔提出遗传因子遗传因子假说：假说： 生物的每一个性状是独立遗传的； 相对性状由相对遗传因

6、子控制； 遗传因子在体细胞内成对存在，其中一个来自父 本，一个来自母本。在形成生殖细胞时，每对遗 传因子相互分开，分别进入生殖细胞。因此，遗 传因子在配子中成单存在。 不同配子结合所形成的后代是杂种，但相对的遗 传因子在杂种中并不融合，各自保持它们的独立 性； 杂种产生不同配子在数量上是相等的，而且这些 配子相互结合机会相等。 假设假设 1.控制高杆性状为显性的控制高杆性状为显性的高杆高杆基因基因 ，用，用T表示。表示。 2.控制矮杆性状为隐性的矮杆控制矮杆性状为隐性的矮杆基基 因因，用，用t表示。表示。 3.遗传因子在体细胞内是成对的，遗传因子在体细胞内是成对的， 高杆亲本应具有一对高杆亲本

7、应具有一对高杆高杆因子因子TT, 矮杆矮杆 亲本应具有一对矮杆因子亲本应具有一对矮杆因子tt。 4.遗传因子在配子中是单个的，配遗传因子在配子中是单个的，配 子只含有成对的遗传因子中的一个，因子只含有成对的遗传因子中的一个，因 此高杆亲本的配子中只有一个遗传因子此高杆亲本的配子中只有一个遗传因子 T，矮杆亲本的配子中只有一个遗传因，矮杆亲本的配子中只有一个遗传因 子子t。 高杆高杆TT矮杆矮杆tt T Tt t 高杆高杆TTTT T T T t t tt 矮杆矮杆 Tt 高杆高杆 Tt 高杆高杆 TT 高杆高杆 3/4高杆：高杆：1/4矮杆矮杆 遗传因子在杂种后代分离（遗传因子在杂种后代分离（

8、F1F1），并可通过受精再），并可通过受精再 组合（组合（F2 F2 ） 3.当显性遗传因子和隐性遗传因子同时存在时，隐当显性遗传因子和隐性遗传因子同时存在时，隐 性遗传因子就不发生作用，比如体内含有性遗传因子就不发生作用，比如体内含有TtTt时，它时，它 表现的性状和体内含有表现的性状和体内含有TTTT的个体一样为高杆。的个体一样为高杆。 孟德尔提出的孟德尔提出的遗传因子遗传因子，后来在，后来在1909年被称为年被称为基因基因。 等位基因等位基因：同源染色体上占据相同座位的两个不同：同源染色体上占据相同座位的两个不同 形式的基因。形式的基因。 显性基因显性基因：杂合状态下能表现其表型效应的基

9、因，：杂合状态下能表现其表型效应的基因， 一般用大写字母或一般用大写字母或 + + 表示。表示。 隐性基因隐性基因：杂合状态下不表现其表型效应的基因，：杂合状态下不表现其表型效应的基因， 一般用小写字母表示。一般用小写字母表示。 三、分离定律的验证 （一）测交法 测交：即是把被测基因型的个体与相应的隐形纯合 体进行杂交。 测交的作用：测交的作用： 如果用被测基因型的个体（F1）与隐性个体(隐性纯 合体)杂交，后代的表现型类型和比例就反映了被 测基因型的个体（F1）配子的种类和比例，事实 上也反映(测验)了被测基因型的个体（F1）的基 因型。 （二）自交法 自交法：即是让F2植株自交产生F3株系

10、，然后根据F3 的性状表现来验证F2的基因型。 例如，用C代表红花基因，c代表白花基因，用开红 花植株与开白花植株杂交，F1代开红花，F2代植 株出现3红花：1白花。 孟德尔的设想：孟德尔的设想： （1） F2代中开白花的植株， F3代应该不会再分离， 只产生白花植株； （2） F2代中开红花红花的植株，2/3应该是Cc杂合体， 1/3应该是CCCC纯合体，前者2/3的植株在 F3代应再 分离出3/4的红花红花植株和1/4的白花植株，而后者 1/3的植株在F3代不再分离，全部为红色红色植株。 F2自交结果证明根据分离规律对自交结果证明根据分离规律对F2代基因型的推测是正确的。代基因型的推测是正

11、确的。 F1 其它其它6对性状自交实验的观察结果，同样也证实孟德尔对性状自交实验的观察结果，同样也证实孟德尔 的推论。的推论。 四、显隐性的相对性 （一）完全显性（一）完全显性（complete dominance） F1所表现的性状和亲本之一完全一样，而非中间型 或同时表现双亲的性状。 （二）不完全显性（二）不完全显性（incomplete dominance）： F1 表现双亲性状的中间型。如：紫茉莉花色的遗传如：紫茉莉花色的遗传 如：豌豆性状的遗传 豌豆性状基因型显性表现 种子形态 RR Rr 圆粒 rr 皱粒 完全显性 淀粉粒形态 RR 球形或 卵圆形 Rr 二者兼有 Rr 多角形 等

12、显性 （四）显性转换 即是显隐性的关系也与其环境有关。 例例: 1: 1）牛、绵羊角的遗传）牛、绵羊角的遗传 HH Hh hhHH Hh hh 有角有角 有角有角 无角无角 有角有角 无角无角 无角无角 2 2）人类秃顶的遗传：由）人类秃顶的遗传：由B B决定，男性决定，男性BBBB，BbBb为为 秃顶，女性只有秃顶，女性只有BBBB才秃顶。才秃顶。 正常水肥条件正常水肥条件 水肥条件很差水肥条件很差 杂种在所处的外界环境条件变化很大时，会发生显杂种在所处的外界环境条件变化很大时，会发生显 、隐性向相反方向转化，如高茎豌豆和矮茎豌豆、隐性向相反方向转化，如高茎豌豆和矮茎豌豆 第三节自由组合定律

13、 一、两对相对性状的杂交后代的分离 豌豆的两对相对性状： 子叶颜色：黄色子叶(Y)对绿色子叶(y)为显性； 种子形状：圆粒(R)对皱粒(r)为显性。 总数总数 556 F2代出现新的代出现新的 重组型个体重组型个体,说说 明两对性状遗明两对性状遗 传是自由组合传是自由组合 的的 这表明：子叶颜色和籽粒形状彼此独立地传递给子代这表明：子叶颜色和籽粒形状彼此独立地传递给子代 ，两对相对性状在从，两对相对性状在从F1传递给传递给F2时，是随机组合的。时，是随机组合的。 P 亲本配子亲本配子 F F1 1 F1F1配子配子 实现9:3:3:1分离比的条件 除了和实现3:1条件相同外，还有两点： 各对等

14、位基因必须是位于不同对的染色体上，即 是各对基因必须是独立的，而不是连锁的； 各对等位基因之间不存在个类型的相互作用。 实验结果：实验结果： F2 F3 38株(1/16)YYRR全部为黄圆 35株(1/16)yyRR全部为绿圆 28株(1/16)YYrr全部为黄皱 30株(1/16)yyrr全部为绿皱 65株(2/16)YyRR全部为圆粒,子叶颜色分离3黄:1绿 68株(2/16)Yyrr全部为皱粒,子叶颜色分离3黄:1绿 60株(2/16)YYRr全部为黄色,3圆:1皱(分离) 67株(2/16)yyRr全部为绿色,3圆:1皱(分离) 138株(4/16)YyRr分离9黄圆:3黄皱:3绿圆

15、:1绿皱 不分离不分离 F1（ YyRrCc ）所产生的配子和）所产生的配子和 F2代基因型代基因型种类和比例的计算种类和比例的计算. 加第三加第三 对基因对基因 后如何后如何 变化？变化？ F2代表现型的种类和比例代表现型的种类和比例 加第三加第三 对基因对基因 后又如后又如 何变化何变化 ？ 分析结果：分析结果：F2将产生将产生64种基因组合，种基因组合，27种基因型，种基因型，8种表现型种表现型 。 杂种杂合杂种杂合 显性完全显性完全 F1形成的形成的 F2基因基因 F1产生产生 的雌的雌 F2纯合纯合 F2杂合杂合 F2表现表现 基因对数基因对数 时时F2表现表现 不同配子不同配子 型

16、的种型的种 雄配子雄配子 的可的可 基因型基因型 基因型基因型 型分离型分离 型的种类型的种类 的种类的种类 类类 能组合能组合 数数 的种类的种类 的种类的种类 比例比例 1 2 2 3 4 2 1 3:1 2 4 4 9 16 4 5 (3:1)2 3 8 8 27 64 8 19 (3:1)3 n 2n 2n 3n 4n 2n 3n-2n (3:1)n 杂种杂合基因对数与杂种杂合基因对数与F2表现型和基因型种类的关系表现型和基因型种类的关系 一因多效一因多效一个基因影响多种性状的表现。 五、基因互作五、基因互作 如：豌豆花色基因如：豌豆花色基因C/c实际实际 上是与植株色素形成相关上是与

17、植株色素形成相关 的一系列生长反应相关，的一系列生长反应相关， 同时还控制种皮颜色同时还控制种皮颜色(C-灰灰 色种皮，色种皮，c-淡色种皮淡色种皮)、叶、叶 腋色斑腋色斑(C-有黑斑，有黑斑，c-无黑无黑 斑斑)。 多因一效多因一效多个基因共同影响一种性状的 表现。 例如，玉米糊粉层的颜色受例如，玉米糊粉层的颜色受7对基因控制对基因控制 A1/a1 花青素的有无；花青素的有无； A2/a2 色素是否形成；色素是否形成； C/c 糊粉层的颜色有无；糊粉层的颜色有无； R/r 糊粉层和植株颜色有无。糊粉层和植株颜色有无。 上述基因均为显性时：上述基因均为显性时： Pr紫色；紫色；pr红色红色 在

18、香豌豆中有两个白花品在香豌豆中有两个白花品 种，二者杂交的种，二者杂交的F1F1开紫花，开紫花，F1F1 植株自交，其植株自交，其F2F2群体分离为群体分离为 9/169/16紫花紫花7/167/16白花。白花。 用用C C和和P P分别代表紫花分别代表紫花 所涉及的两个显性基因所涉及的两个显性基因 。 就可以确定杂交亲本就可以确定杂交亲本F1F1和和F2F2 各种类型的基因型。各种类型的基因型。 南瓜有不同的果形，南瓜有不同的果形， 圆球形对扁盘形为隐性圆球形对扁盘形为隐性 ，长圆形对圆球形为隐，长圆形对圆球形为隐 性。如果用两种不同基性。如果用两种不同基 因型的圆球形品种杂交因型的圆球形品种杂交 ，F1产生扁盘形，产生扁盘形， F2出出 现三种果形：现三种果形：