第二章 孟德尔遗传规律 第四节

1、第第 四四 节节 孟德尔遗传规律的应用孟德尔遗传规律的应用一、分离规律的意义和应用一、分离规律的意义和应用 v 分离定律的意义：分离定律的意义：v（1）分离定律分离定律从本质上阐明了控制生物性状的遗从本质上阐明了控制生物性状的遗传物质是以自成单位的基因存在的，且在遗传上具传物质是以自成单位的基因存在的，且在遗传上具有高度的独立性。有高度的独立性。v（2）分离规律还从理论上阐明了遗传因子与性状）分离规律还从理论上阐明了遗传因子与性状之间的关系，并通过实例说明了之间的关系，并通过实例说明了性状传递现象的实性状传递现象的实质是遗传因子在上下代间的传递质是遗传因子在上下代间的传递，而不是性状的直，而不

2、是性状的直接传递。接传递。v（3）分离规律还阐明了纯合体能真实遗传，杂合）分离规律还阐明了纯合体能真实遗传，杂合体的后代必然发生分离的道理体的后代必然发生分离的道理。v（4）遗传研究、动植物育种及医学优生等领域提）遗传研究、动植物育种及医学优生等领域提供了可靠的理论依据。供了可靠的理论依据。 （一）在育种实践中的应用（一）在育种实践中的应用v根据分离定律，必须根据分离定律，必须重视基因型和表现型重视基因型和表现型之间的联系和区别之间的联系和区别，在基础理论研究中要严，在基础理论研究中要严格选用纯合材料进行杂交，才能正确地分析格选用纯合材料进行杂交，才能正确地分析试验资料，获得预期的结果，做出可

3、靠的结试验资料，获得预期的结果，做出可靠的结论。论。例如：选用纯合基因例如：选用纯合基因型的两个亲本，型的两个亲本，F2才会出现分离。才会出现分离。(图图) 例如：水稻水稻P 有芒抗病有芒抗病(AARR)无芒感病无芒感病(aarr) F1 有芒抗病有芒抗病AaRr F2 2/16 aaRr 与与 1/16 aaRR为无芒抗病为无芒抗病其中aaRR纯合型占无芒抗病株总数的纯合型占无芒抗病株总数的1/3，在F3中不再分离。 如F3要获得要获得10个稳定遗传的无芒抗病株个稳定遗传的无芒抗病株(aaRR)，则在F2至至少选择少选择30株以上无芒抗病株株以上无芒抗病株(aaRR、aaRr)，供F3株系鉴

4、定。根据分离定律，准确预测后代分离的类型及出现的根据分离定律，准确预测后代分离的类型及出现的频率，从而有计划地确定种植规模，以提高选择效果，频率，从而有计划地确定种植规模，以提高选择效果，加快育种进程。加快育种进程。 如如水稻抗稻瘟病水稻抗稻瘟病F2抗性分离抗性分离一些抗病株在一些抗病株在F3还会分离还会分离根据分离定律，根据分离定律， 对对杂交育种的后代要进行连续自交和选择。杂交育种的后代要进行连续自交和选择。因为因为自交能使杂种产生性状分离并导致基因型纯合，从而自交能使杂种产生性状分离并导致基因型纯合，从而选出基因型优良且纯合的个体育成新品种。选出基因型优良且纯合的个体育成新品种。如果双亲

5、不是纯合体，如果双亲不是纯合体，F1即可能出现分离现象。即可能出现分离现象。(图图 v根据分离定律，要求在根据分离定律，要求在配制杂交种时亲本配制杂交种时亲本必须高度纯合必须高度纯合，这样这样FI才能整齐一致，充分才能整齐一致，充分发挥杂种的增产作用。发挥杂种的增产作用。v 如果双亲不是纯合体，如果双亲不是纯合体，FI即可能出现分离现象。同时，即可能出现分离现象。同时，也知杂种优势一般只利用也知杂种优势一般只利用F1，不用不用F2，因为，因为F2是分离世代，是分离世代，优势下降，故杂交种一般需优势下降，故杂交种一般需年年制种。年年制种。v利用花粉利用花粉培育纯合体培育纯合体杂种(2n)配子(n

6、)加倍加倍纯合二倍体植株(2n)品种根据分离定律，要求在种子繁殖过程中做好根据分离定律，要求在种子繁殖过程中做好隔离与去杂工作隔离与去杂工作，防止品种混杂和退化防止品种混杂和退化。(二二)在医学上的应用在医学上的应用 v 在人类中，有许多在人类中，有许多正常性状和遗传疾病是由一正常性状和遗传疾病是由一对基因决定对基因决定的，的，人类单基因遗传病在新生儿中的发人类单基因遗传病在新生儿中的发病率约为病率约为1.5%，其遗传的方式，其遗传的方式符合孟德尔的分离规符合孟德尔的分离规律律。v例如：例如：v（1）在人群中，有的人有耳垂，有的人无耳垂。）在人群中，有的人有耳垂，有的人无耳垂。有耳垂有耳垂(A

7、)对对无耳垂无耳垂(a)为显性，为显性，基因型基因型AA和和Aa者均者均有耳垂有耳垂，aa无耳垂无耳垂。一对夫妇结婚后，根据分离规。一对夫妇结婚后，根据分离规律，便可推测出子女中耳垂有无的概率。律，便可推测出子女中耳垂有无的概率。 v 应用分离规律还可以对人类有一对基因应用分离规律还可以对人类有一对基因决定的遗传疾病做出分析判断。在分析遗传决定的遗传疾病做出分析判断。在分析遗传性疾病时，常常先性疾病时，常常先调查患者家族中各个成员调查患者家族中各个成员的发病情况的发病情况，把，把调查结果绘制成系谱调查结果绘制成系谱，系谱，系谱中中常用的符号常用的符号如图如图2-7所示。所示。 图图2-7绘制人

8、类系谱通用的标记符号绘制人类系谱通用的标记符号 （2）例如有一个先天性聋哑患者的系谱（图）例如有一个先天性聋哑患者的系谱（图2-8) 试推测出试推测出III5和和III6结婚生出的先天性孩子结婚生出的先天性孩子的可能性。的可能性。此病是属于此病是属于常染色体上的隐性基因（常染色体上的隐性基因（aa）决定的遗传病决定的遗传病。在这个系谱中，。在这个系谱中，II2是先证者。是先证者。aa系谱分析：系谱分析：AaaaAa2/3a2/3a1/2*2/3a 1/2*2/3a（1/2*2/3a）2v III5和和III6近亲结婚后，他们所生子女中应有近亲结婚后，他们所生子女中应有(1/3l/2)（1/3l

9、/2)=1/36的可能性是先天性聋的可能性是先天性聋的患者。的患者。二、自由组合规律的意义和应用二、自由组合规律的意义和应用 意义：意义： 从理论上讲，自由组合规律为解释生从理论上讲，自由组合规律为解释生物界的多样性提供了重要的理论依据。物界的多样性提供了重要的理论依据。虽虽然导致生物发生变异的原因很多，但然导致生物发生变异的原因很多，但是出现生物性状多样性的重要原因之是出现生物性状多样性的重要原因之一。在自然界如此众多的生物当中，可以一。在自然界如此众多的生物当中，可以说几乎没有两个完全一样的个体，在其中，说几乎没有两个完全一样的个体，在其中，自由组合规律起了重要作用。生物的多样自由组合规律

10、起了重要作用。生物的多样性，使之能够适应各种环境条件，有利于性，使之能够适应各种环境条件，有利于生物的进化发展。生物的进化发展。 （一）在育种实践中的应用（一）在育种实践中的应用v自由组合规律揭示了基因重组自由组合规律揭示了基因重组(即非等位基即非等位基因之间的重新组合因之间的重新组合)是自然界生物发生变异的是自然界生物发生变异的重要来源之一。重要来源之一。v 如如F1有有10对杂合基因，则可产生对杂合基因，则可产生210=1024种配子，种配子，F2将分离出将分离出310=59049种种基因型，在完全显性的情况下，将有基因型，在完全显性的情况下，将有210=1024种表现型。因此，只要在亲本

11、选择种表现型。因此，只要在亲本选择时，注意优缺点互补的原则，就有可能在后时，注意优缺点互补的原则，就有可能在后代中代中产生综合亲本优良性状的新类型产生综合亲本优良性状的新类型。v可以有目的地组合两个亲本的优良性状，可以有目的地组合两个亲本的优良性状，并可预测杂种后代出现优良重组类型的大致并可预测杂种后代出现优良重组类型的大致比率，以便确定杂交育种的工作规模。比率，以便确定杂交育种的工作规模。v 例如，在缺刻、矮株、不抗萎蔫病的番例如，在缺刻、矮株、不抗萎蔫病的番茄品种茄品种(CCddrr)与薯叶、高株、抗萎焉病的与薯叶、高株、抗萎焉病的番茄品种番茄品种(ccDDRR)的杂交组合中，已知这的杂交

12、组合中，已知这3对基因属独立遗传，要想在对基因属独立遗传，要想在F2中得到缺刻、中得到缺刻、矮株、抗病矮株、抗病(CCddRR)的纯合体的纯合体10株，则株，则F2至少需要多大的规模才能实现至少需要多大的规模才能实现?v（注：（注：F1（CcDdRr）v F2至少需要有至少需要有1064=640株的规模才能株的规模才能达到要求。达到要求。(二二)在医学上的应用在医学上的应用v 两种遗传病同时在一个家系中出现的机会是比两种遗传病同时在一个家系中出现的机会是比较少见的。如果两对独立遗传的基因所决定的遗传较少见的。如果两对独立遗传的基因所决定的遗传病同时出现于一个家系中，就可以用自由组合规律病同时出现于一个家系中，就可以用自由组合规律进行分析，预测家系成员的复发危险率。进行分析，预测家系成员的复发危险率。v 例如，先天性聋哑和白化症分别由不同对染色例如，先天性聋哑和白化症分别由不同对染色体上的隐性基因所控制，在一个家庭中，体上的隐性基因所控制，在一个家庭中，母亲是先母亲是先天性聋哑患者天性聋哑患者(dd)，父亲，父亲