第2章__遗传的基本定律及其扩展

1、第第2章章 遗传的基本定律及其扩展遗传的基本定律及其扩展 第一节第一节 分离定律分离定律一、一对相对性状的杂交试验一、一对相对性状的杂交试验陈雷陈雷句容中等专业学校句容中等专业学校2015.4.16名词2、单位性状和相对性状、单位性状和相对性状 性状（性状（character）：遗传学中把生物体所表现的形态特征和生理特征，统称为性状。单位性状（单位性状（unit character）：孟德尔在研究豌豆等植物的性状遗传时，把植株所表现的性状总体区分为能被区分的单个具体性状，这样区分开来的性状称为单位性状。相对性状（相对性状（contrasting character）：不同个体在单位性状上常有着

2、各种不同的表现，例如 ：豌豆花色有红花和白花、种子形状有圆粒和皱粒。遗传学中同一单位性状的相对差异，称为相对性状。所选择的所选择的七个单位七个单位性状中，性状中，其相对性其相对性状都存在状都存在明显差异，明显差异，杂交后代杂交后代个体间表个体间表现明显的现明显的类别差异。类别差异。1、相关符号P: 表示亲本表示亲本(parent): 表示母本表示母本(female parent)，: 表示父本表示父本(male parent): 表示杂交表示杂交,在母本上授上外来的花粉在母本上授上外来的花粉F (filial generation): 表示杂种后代表示杂种后代F1: 杂种一代；杂种一代；F2:

3、 杂种二代杂种二代Fn: 杂种杂种n代代 : 自交自交,指同一植株上的自花授粉或同株上的异花授粉。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、试验结果P 红花红花() 白花白花() F1 红花红花 F2 红花红花 白花白花株数株数 705 224比例比例 3.15 1vF1(杂种一代杂种一代)的花色全的花色全部为红色；部为红色；vF2(杂种二代杂种二代)有两种类有两种类型的植株，一种开型的植株，一种开红花红花，一种开白花；并且红花植一种开白花；并且红花植株与白花植株的比例接近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七对相对性状杂交试验结果1生物体所有性状均由基因

4、所控制，相对性状由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。相对基因控制。2体细胞中基因成对，配子中只含其中一个。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。两性配子结合后，其基因各自独立，不相融合。4F1产生配子时，来自双亲的基因各自分离，进产生配子时，来自双亲的基因各自分离，进入不同的配子中。入不同的配子中。5两种配子数量相等、随机结合。两种配子数量相等、随机结合。二、分离现象的解释和验证二、分离现象的解释和验证 v等位基因等位基因：在体细胞内位于同源染色体相同位置上的基：在体细胞内位于同源染色体相同位置上的基因因(R, r)。v基因型基因

5、型：控制性状的基因组成：控制性状的基因组成(RR, Rr, rr)。v表现型表现型：生物表现出的外部形态特征和生理生化特性。：生物表现出的外部形态特征和生理生化特性。v纯合体纯合体：组成基因型的两个基因是相同的：组成基因型的两个基因是相同的(RR, rr)。v杂合体杂合体：组成基因型的两个基因是不同的：组成基因型的两个基因是不同的(Rr)。1) 测交测交杂合体与隐性纯合体交配，使杂合体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所带的基因和数量得以表现v分离定律的验证分离定律的验证Cc cc Cc 和和 cc 比例为比例为1：1CC CC CCCc Cc CC ：Cc ：cc 1：

6、2：1cc cc cc2) 自交自交本株植物自花授粉本株植物自花授粉(一一)显隐性关系的相对性显隐性关系的相对性三、分离定律的普遍性及其推广三、分离定律的普遍性及其推广1、完全显性、完全显性杂合体表型与显性纯合体相同杂合体表型与显性纯合体相同果蝇果蝇 正常翅残翅正常翅残翅 F1正常翅正常翅 F2 正常翅：正常翅：残翅残翅3：1 家鸡家鸡 光腿毛腿光腿毛腿F1光腿光腿 F2 光腿：毛腿光腿：毛腿3：12、不完全显性、不完全显性v杂合体表型为双亲的中杂合体表型为双亲的中间型间型 金鱼金鱼 透明不透明透明不透明 F1半透明半透明（中间型）（中间型） F2透明：半透明：不透明：半透明：不透明透明1：2

7、：1 v杂合体表现出双亲的性状（镶嵌型）杂合体表现出双亲的性状（镶嵌型）牛牛 红毛白毛红毛白毛 F1沙毛沙毛 F2红毛：沙毛：白毛红毛：沙毛：白毛1：2：1v人类的人类的MN血型有三种：血型有三种：M型、型、N型和型和MN型，依红细胞型，依红细胞表面抗原而定。表面抗原而定。 3、共显性、共显性M型型（LMLM）产生产生M抗原；抗原； N型型（LNLN）产产生生N抗原；抗原； MN型型（LMLN）产生产生M抗原和抗原和N抗原。抗原。 双亲的性状同时在双亲的性状同时在F1F1个体上表现。个体上表现。AA AA 碟形红血球，碟形红血球，aa aa 镰刀形红血球，镰刀形红血球，AaAa两种红血球同时存

8、在两种红血球同时存在v表型表型A型、型、B型、型、AB型和型和O型型v由由3个复等位基因控制：个复等位基因控制：IA IB i vA型型的基因型的基因型IA IA IA i vB型型的基因型的基因型IB IB IB ivAB型型的基因型的基因型IA IBvO型型的基因型的基因型i i v显性关系显性关系 ：完全显性：完全显性 IA i IB i 共显性共显性 IA IB人类的人类的ABO血型血型四、意义与启示四、意义与启示（一）分离定律的意义（一）分离定律的意义v否定遗传融合理论否定遗传融合理论v分离定律是遗传学三大定律最基本定律。分离定律是遗传学三大定律最基本定律。v提出从表型判断基因型的方

9、法。提出从表型判断基因型的方法。 （二）孟德尔试验的启示（二）孟德尔试验的启示v材料的选择材料的选择v单一性状分析单一性状分析(从简单从简单到复杂到复杂)v亲子间性状传递亲子间性状传递v试验数据的统计分析试验数据的统计分析 v提出假设并加以验证提出假设并加以验证PF1黄圆黄圆绿皱绿皱黄圆黄圆绿皱绿皱黄圆黄圆绿圆绿圆黄皱黄皱F2315 ： 101 ： 108 ： 32 共计：共计：556 9 ： 3 ： 3 ： 1一、两对相对性状的遗传试验一、两对相对性状的遗传试验第二节第二节 独立分配定律独立分配定律v 试验结果与分析杂种后代的表现：杂种后代的表现： F1两性状均只表现显性状状，两性状均只表现

10、显性状状，F2出现出现9种基因型、种基因型、四种表现四种表现型型(两种亲本型、两种两种亲本型、两种重组重组型型)，表型比例接近，表型比例接近9:3:3:1。分析每对相对性状发现，它们仍然符合分析每对相对性状发现，它们仍然符合3:1 的性状分离比。的性状分离比。 黄色黄色:绿色绿色 = (315+101):(108+32)= 416:140 3:1 圆粒圆粒:皱粒皱粒 = (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子(基因基因)在遗传传递上有相对独立性。其在遗传传递上有

11、相对独立性。其实质是实质是决定种子形状决定种子形状和子叶颜色的和子叶颜色的基因位于不同的非同源染色体上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二、独立分配定律的解释和验证（一）（一） 解释解释 v决定两对相对性状的两对基因在体细胞中各自独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；立、互不影响；v在形成配子时各自分离，独立分配到配子中；在形成配子时各自分离，独立分配到配子中；v在受精时各种配子随机组合在受精时各种配子随机组合(自由组合自由组合)。 v因此，有因此，有16种组合，种组合，9种基因型，种基因型，4种表型，种表型，F2 为为9：3：3：1。PF1绿皱绿皱

12、黄圆黄圆绿圆绿圆黄皱黄皱F2315 315 ： 101 101 ：108 108 ： 32 32 共计：共计：556556 9 9 ： 3 3 ： 3 3 ： 1 1R R R R Y Y Y YR R r r Y Y y yR R Y YR R R R Y Y Y Yr r r r y y y yr r y y生殖细胞生殖细胞R R Y YR R y yr r Y Yr r y yR R Y YR R y yr r Y Yr r y yr r r r Y Y Y YR R R R y y y yR R R R Y Y y yR R r r Y Y Y YR R r r Y Y y yR R

13、R R Y Y y yR R r r Y Y y yR R r r y y y yR R r r Y Y Y YR R r r Y Y y yr r r r Y Y y yr r r r y y y yR R r r Y Y y yR R r r y y y yr r r r Y Y y yR R r r Y Y y y(二二) 验证验证1测交法测交法vF1与双隐性亲本交配，后代有与双隐性亲本交配，后代有4种类型，比例为种类型，比例为1：1：1：1。vF1种子播种，得到种子播种，得到F2； F2 4种类型的植株自花授粉，种类型的植株自花授粉，得到得到F3 。vF3 的表型及分离比见表的表型及分

14、离比见表5-6 。vF2基因型的推测方法：基因型的推测方法： 2、自交法、自交法三、独立分配定律的普遍性三、独立分配定律的普遍性（一）独立分配定律得到广泛认同（一）独立分配定律得到广泛认同(二二) 多对基因的后代性状独立分配规律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 1 2 2 3 4 2 1 3:1 2 4 4 9 16 4 5 (3:1)2 3

15、 8 8 27 64 8 19 (3:1)3 n 2n 2n 3n 4n 2n 3n-2n (3:1)n第三节第三节 基因互作基因互作v自由组合定律是在两对基因各自决定性状、不存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。在两对基因相互作用的条件下才成立的。v普遍存在两对基因相互作用的情况，亦即两对普遍存在两对基因相互作用的情况，亦即两对(或多对或多对)基因共同作用于某一性状，这就是基因共同作用于某一性状，这就是基因基因互作互作。一、互补作用一、互补作用v两对基因相互作用共同决两对基因相互作用共同决定一个性状的发育。定一个性状的发育。( (d)d)单片冠单片冠

16、 （rrpprrpp）( (c)c)胡桃冠胡桃冠 （R R P P ）( (b)b)豌豆冠豌豆冠 （rrPrrP ）( (a)a)玫瑰冠玫瑰冠 （R R pppp）R Rr rP Pp p鸡的冠形遗传鸡的冠形遗传互补作用互补作用P 三角形 筒形 AABB aabbF1 三角形 AaBb F2 三角形 三角形 三角形 筒形 (A_B_ A_bb aaB_) aabb 15 : 1inbibitor P 绿叶 绿叶 IIRR iirr F1 绿叶 IiRr F2 绿叶 绿叶 紫叶 绿叶 I_R_ I_rr iiR_ iirr 9 ： 3 ： 3 ： 1 ( 绿叶：紫叶= 13 : 3 ) 图4-3

17、0 水稻叶色的遗传 I_抑制基因抑制基因R紫叶，显性紫叶，显性r绿叶，隐性绿叶，隐性v两对基因共同影响一对性状发育，其中一对基因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，这种作用称为能抑制另一对基因的表现，这种作用称为上位作用上位作用。v起抑制作用的基因称为起抑制作用的基因称为上位基因上位基因，被抑制的基因，被抑制的基因称为称为下位基因下位基因。v上位基因是显性时，只有一个上位基因就可以发上位基因是显性时，只有一个上位基因就可以发挥上位作用，称为挥上位作用，称为显性上位作用显性上位作用。v上位基因是隐性时，必须纯合时才能发挥上位作上位基因是隐性时，必须纯合时才能发挥上位

18、作用，称为用，称为隐性上位作用隐性上位作用。二、显性上位作用二、显性上位作用褐色白色褐色白色 F1白色白色 F2 白色：白色： 黑色：褐色黑色：褐色 12：3：1 基因基因I为上位基因，基因为上位基因，基因I和和i分别控制白色与非白色分别控制白色与非白色基因基因B和和b分别控制黑色与褐色（在不存在基因分别控制黑色与褐色（在不存在基因I时才有此作用）时才有此作用）狗的毛色遗传狗的毛色遗传显性上位作用显性上位作用v家鼠毛色遗传家鼠毛色遗传 黑色（黑色（CCaa)白化（白化（ccAA） F1 鼠灰鼠灰（CcAa） F2鼠灰（鼠灰（C-A-）：）：黑色（黑色（C-aa）：）：白化（白化（ccA-，cc

19、aa） 9：3：4三、隐性上位作用三、隐性上位作用vcc为隐性上位基因，为隐性上位基因，cc抑制抑制C形成黑色素；形成黑色素；没有黑色素，没有黑色素，A的存的存在也就没有意义了。在也就没有意义了。vC可能决定黑色素的生成，可能决定黑色素的生成，A决定色素分布。决定色素分布。v两对相对性状的杂交试验，两对相对性状的杂交试验，F2出现出现9：3：3：1的结果，要具备两个条件，一是决定这两对的结果，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）基因位于不同对的同源染色体（非同源染色体）上。上。v

20、如果两对基因位于同一对同源染色体上，会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？出现什么结果呢？v摩尔根摩尔根(T. H. Morgan)果蝇果蝇第三节第三节 连锁与交换连锁与交换一、连锁现象及其解释一、连锁现象及其解释v香豌豆香豌豆 紫花（紫花（P）对红花（对红花（p）为显性，长花粉（为显性，长花粉（L）对园花粉（对园花粉（l）为显性为显性v试验试验1 互引互引组（相引组）组（相引组）两个显性性状两个显性性状在一起、两个在一起、两个隐性性状在一隐性性状在一起起v试验试验2 互斥组（相斥组）一个显性性状和一个隐性性状互斥组（相斥组）一个显性性状和一个隐性性状在一起在一起 摩尔根提出

21、的连锁遗传的主要内容：摩尔根提出的连锁遗传的主要内容：v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；一个连锁群；v一条染色体有两条染色单体，称为一条染色体有两条染色单体，称为姊妹染色体姊妹染色体；一条染色体；一条染色体与另一条染色体的染色单体互称为与另一条染色体的染色单体互称为非姊妹染色体非姊妹染色体；v减数分裂时同源染色体减数分裂时同源染色体联会联会，非姊妹染色体发生片段交换，非姊妹染色体发生片段交换，基因发生基因发生重新组合重新组合；v一对同源染色体的一对同源染色体的4 4条染色单体中只有条染色单体中只有2 2条发生了

22、交换，产生条发生了交换，产生2 2种种重组型配子重组型配子；另；另2 2条染色单体未发生了交换，产生条染色单体未发生了交换，产生2 2种亲本种亲本型配子。型配子。交换模式图交换模式图二、交换值测定及基因定位二、交换值测定及基因定位（一）交换率的概念（一）交换率的概念v交换值：交换值：交换发生在减数分裂过程中，无法直接测定，只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。有通过基因之间的重组来估计交换发生的频率。 v有时虽然发生了交换，但没有导致重组，因此，重组率不全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值，而是等于交换值，而是重组率重

23、组率交换值交换值。 v重组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。数难以测定，常用重组型个体数代表。（二）基因定位（二）基因定位v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是指确定基因在哪一条染色体的哪一个座位上。上。v交换值反映出基因的距离：基因距离大，交换值大；基交换值反映出基因的距离：基因距离大，交换值大；基因距离小，交换值小。因距离小，交换值小。v以以1% 的交换值作为两基因间的图距单位，用摩的交换值作为两基因间的图距单位，用摩(Morgan)、分摩来表示。分摩来表示。第五节第

24、五节 性别决定与伴性遗传性别决定与伴性遗传一、性别决定一、性别决定（一）性染色体决定性别（一）性染色体决定性别1、性染色体决定性别、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定性别关键基因的染色体称为性染色体性染色体。除此之外的染色体称为。除此之外的染色体称为常染色体常染色体。(1) XY型性别决定型性别决定 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。虫都属于此类决定性别。人的人的XY型决定性别型决

25、定性别Y染色体的重要性染色体的重要性v某些双翅目、直翅目、某些双翅目、直翅目、鳞翅目的昆虫，如蝗虫、鳞翅目的昆虫，如蝗虫、蟑螂等属此类。蟑螂等属此类。v 没有异形的性染色体，没有异形的性染色体，由性染色体数目决定性由性染色体数目决定性别。别。v蝗虫蝗虫 2n24(XX) 2n23(XO)(2) XO型性别决定型性别决定(3) ZW型性别决定型性别决定v鸟类、家蚕、两栖类（青蛙）、爬行类（蛇）等属此类。鸟类、家蚕、两栖类（青蛙）、爬行类（蛇）等属此类。（二）环境决定性别（二）环境决定性别1、蜜蜂、蜜蜂v性别与染色体的倍性别与染色体的倍数有关，可育的雌数有关，可育的雌蜂蜂(蜂皇蜂皇)和不育的雌和不

26、育的雌蜂蜂(工蜂工蜂) 2n32，雄蜂雄蜂 2n16。v工蜂所吃蜂皇浆的工蜂所吃蜂皇浆的数量和质量远比蜂数量和质量远比蜂皇差。皇差。 2、后螠、后螠v幼虫在海中自由游幼虫在海中自由游泳，没有性别分化。泳，没有性别分化。v如果落入海底，就如果落入海底，就发育为雌虫，长约发育为雌虫，长约2英寸，有很长的吻英寸，有很长的吻部；如果落入成年部；如果落入成年雌虫的口吻上，则雌虫的口吻上，则发育成雄虫。发育成雄虫。 1、温度的影响、温度的影响（三）环境对性别的影响（三）环境对性别的影响v蜥蜴蜥蜴 27以下全是雌性，以下全是雌性，28或是或是32以上全是雄性。以上全是雄性。v龟龟 28以下全是雄性，以下全是

27、雄性，32以上全是雌性。以上全是雌性。v黄鳝黄鳝 v2龄前为雄性；龄前为雄性；v3龄为雌雄间体，卵龄为雌雄间体，卵巢逐渐退化，精巢逐巢逐渐退化，精巢逐渐形成；渐形成；v6龄全为雄性。龄全为雄性。2、性反转、性反转 二、伴性遗传二、伴性遗传 v概念概念：位于性染色体上的基因所控制的性状伴：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。随性别而遗传的现象。v产生伴性遗传的原因是由于，产生伴性遗传的原因是由于，X与与Y(Z与与W)大大小相差显著，有小部分是同源的，大部分是不同小相差显著，有小部分是同源的，大部分是不同源的。源的。v位于不同源部分的基因往往仅存在于两个不同位于不同源部分的基因往

28、往仅存在于两个不同性染色体中的一个，仅存在于性染色体中的一个，仅存在于X染色体差别部分染色体差别部分的基因表现为的基因表现为X连锁遗传连锁遗传；仅存在于；仅存在于Y染色体差染色体差别部分的基因表现为别部分的基因表现为Y连锁遗传连锁遗传。v人类的色盲遗传人类的色盲遗传 v抗维生素抗维生素D佝偻病遗传佝偻病遗传1、X连锁遗传连锁遗传v人类的长毛耳遗传人类的长毛耳遗传2、Y连锁遗传连锁遗传v芦花鸡伴性遗传芦花鸡伴性遗传3、Z连锁遗传连锁遗传三、限性遗传三、限性遗传v只出现在某一性别的性状称为限性性状，限性只出现在某一性别的性状称为限性性状，限性性状的遗传方式称性状的遗传方式称为为限性遗传限性遗传。v限性遗传的性状常与第二性征或性激素有关。限性遗传的性状常与第二性征或性激素有关。v母鸡下蛋、男人长胡子母鸡下蛋、男人长胡子 v控制限性性状的限性基因位于常染色体或性染控制限性性状的限性基因位于常染色体或性染色体上。色体上。 v限性基因在两种性别中都存在。