第二章 孟德尔遗传

1、第二章第二章 孟德尔遗传孟德尔遗传主要内容：主要内容： 分离规律定律分离规律定律 独立分配定律独立分配定律 基因互作基因互作第一节第一节 分离规律分离规律一、一对性状的杂交试验一、一对性状的杂交试验 生物体所表现的生物体所表现的形态特形态特征和生理特性征和生理特性，在遗传学上，在遗传学上统称为统称为性状性状。 每一种性状每一种性状作为一个研作为一个研究对象，称为究对象，称为单位性状单位性状。 遗传学中将同一单位性遗传学中将同一单位性状的状的相对差异相对差异称为称为相对性状相对性状。 豌豆的花器构造豌豆的花器构造豌豆杂交的方法豌豆杂交的方法显性性状：显性性状：F1表现出来的性状表现出来的性状正交

2、正交隐性性状：隐性性状： F1未表现出来的性状未表现出来的性状反交反交P 红花白花 F1 红花 F2 红花 白花 株数 705 224 比例 3.15 : 1 孟德尔豌豆花色遗传试验孟德尔豌豆花色遗传试验孟德尔豌豆一对相对性状杂交试验的结果孟德尔豌豆一对相对性状杂交试验的结果 显性性状：显性性状：F1表现表现出来的性状出来的性状隐性性状：隐性性状： F1未未表现出来的性状表现出来的性状F2分离比例分离比例大致是大致是3:1 二、分离现象的解释二、分离现象的解释 孟德尔提出四点假设孟德尔提出四点假设1、性状由遗传因子决定，每个单位性状为一对、性状由遗传因子决定，每个单位性状为一对 因子所控制。因

3、子所控制。 “遗传因子遗传因子”后来被定名为后来被定名为“基因基因”。2、基因在体细胞内成对存在。、基因在体细胞内成对存在。 等位基因等位基因(allele）: 位于位于同源染色体的同一同源染色体的同一 基因位点基因位点，控制同一单位性状的基因。，控制同一单位性状的基因。 非等位基因非等位基因(nonallele) ：位于：位于非同源染色体上非同源染色体上 的基因的基因，以及位于，以及位于同源染色体不同位点上的基因同源染色体不同位点上的基因。3、生物体在形成配子时，每对基因均等地分配到、生物体在形成配子时，每对基因均等地分配到 不同的配子中。每个配子（精子或卵细胞）中不同的配子中。每个配子（精

4、子或卵细胞）中 只含有成对基因中的一个。只含有成对基因中的一个。4、F1产生的带有显性或隐性基因的雌雄配子，在产生的带有显性或隐性基因的雌雄配子，在 受精过程中随机结合。受精过程中随机结合。三、基因型和表现型三、基因型和表现型1、基因型：等位基因的、基因型：等位基因的组合组合方式，如方式，如CC 、Cc 和和cc。2、纯合基因、纯合基因 型：等位基因型：等位基因同质构成同质构成的基因型。简称纯合的基因型。简称纯合体。例如体。例如CC是显性纯合体，是显性纯合体， cc是隐性纯合体。是隐性纯合体。3、杂合基因型：等位基因、杂合基因型：等位基因异质构成异质构成的基因型。简称杂合的基因型。简称杂合体。

5、例如体。例如Cc。 AAbb：纯合体；：纯合体；AABb：杂合体：杂合体 。4、表现型：指可、表现型：指可直接观测直接观测到的性状表现。简称表型。如到的性状表现。简称表型。如红花和白花，圆形种子和皱缩种子，黄子叶和绿子叶等。红花和白花，圆形种子和皱缩种子，黄子叶和绿子叶等。 表现型是生物体基因型和环境共同作用的结果。表现型是生物体基因型和环境共同作用的结果。5、基因型和表现型是否始终一致呢？、基因型和表现型是否始终一致呢？四、分离规律的验证四、分离规律的验证1、测交法、测交法2、自交法、自交法3、F1花粉鉴定法花粉鉴定法 五、经典分离比例实现的条件五、经典分离比例实现的条件所研究的生物是二倍体

6、真核生物，具有成对的同源染色所研究的生物是二倍体真核生物，具有成对的同源染色体和成对的等位基因。体和成对的等位基因。所研究的真核基因位于染色体上。所研究的真核基因位于染色体上。F1 个体形成的两种配子的数目相等或接近相等，并且两个体形成的两种配子的数目相等或接近相等，并且两种配子的生活力相同，受精时随机结合。种配子的生活力相同，受精时随机结合。不同基因型的合子及由合子发育的个体，均具有相同或不同基因型的合子及由合子发育的个体，均具有相同或大致相同的存活率。大致相同的存活率。研究的相对性状差异明显，容易区分。研究的相对性状差异明显，容易区分。杂种后代都处于相对一致的条件下，而且被分析的群体杂种后

7、代都处于相对一致的条件下，而且被分析的群体比较大。比较大。 1六、显性的表现类型六、显性的表现类型 完全显性完全显性：具有相对性状差异：具有相对性状差异的纯合亲本杂交，的纯合亲本杂交，F F1 1只出现只出现亲本亲本之一之一的性状，称为完全显性。的性状，称为完全显性。F F2 2表型呈表型呈3:13:1分离。分离。玉米蛋白质层有色与无色的分离玉米蛋白质层有色与无色的分离不完全显性不完全显性：若具有相对性状：若具有相对性状差异的纯合亲本杂交，差异的纯合亲本杂交，F1 呈呈现双亲性状的现双亲性状的中间型中间型,这称为这称为不完全显性。不完全显性。 F2表型呈表型呈1:2:1分离。分离。11金鱼草

8、的花色马的毛色共显性共显性：如果具有相对性状：如果具有相对性状差异的纯合亲本杂交，差异的纯合亲本杂交，F 1同时表现同时表现双亲性状，则称双亲性状，则称为共显性或并显性。为共显性或并显性。镶嵌显性镶嵌显性：双亲的性状在后：双亲的性状在后代的同一个体代的同一个体不同部位不同部位表现表现出来，形成镶嵌图式的，称出来，形成镶嵌图式的，称为镶嵌显性。为镶嵌显性。11正常人红细胞正常人红细胞 贫血症患者红细胞贫血症患者红细胞 碟形碟形 镰刀形镰刀形七、分离规律的应用七、分离规律的应用1.分离定律的理论意义分离定律的理论意义 阐明控制生物性状的遗传物质以基因为单位存在。阐明控制生物性状的遗传物质以基因为单

9、位存在。 阐明生物杂交产生分离的原理，指出纯合体稳定遗阐明生物杂交产生分离的原理，指出纯合体稳定遗传，杂合体有性繁殖子代表现分离。传，杂合体有性繁殖子代表现分离。 2.分离定律在农业实践中的应用分离定律在农业实践中的应用（1）鉴定良种的基因型纯合度。）鉴定良种的基因型纯合度。 （2）在杂交育种中确定选择优良个体的世代。）在杂交育种中确定选择优良个体的世代。 （3）在育种过程中重视表现型和基因型的区别。）在育种过程中重视表现型和基因型的区别。 第二节第二节 独立分配规律独立分配规律一、两对相对性状的杂交试验一、两对相对性状的杂交试验二、独立分配现象的解释二、独立分配现象的解释独立分配定律的内容为

10、：独立分配定律的内容为：在减数分裂形成配子过程中，在减数分裂形成配子过程中，每对同源染色体上的每对同源染色体上的等位基等位基因发生分离因发生分离的同时，位于非的同时，位于非同源染色体上的同源染色体上的两对等位基两对等位基因进行自由组合因进行自由组合。三、独立分配定律的验证三、独立分配定律的验证豌豆两对性状的测交结果豌豆两对性状的测交结果 1、测交法、测交法2、自交法、自交法1/16YYRR 1/16YYrr 1/16yyRR 1/16yyrr2/16YyRR 2/16Yyrr 2/16YYRr 2/16yyRr4/16YyRr四、多对基因的自由组合四、多对基因的自由组合 当具有当具有3个和个和

11、3个以上不同相对性状的植株杂交时，只要控制个以上不同相对性状的植株杂交时，只要控制各个性状的各个性状的基因分别位于非同源染色体上基因分别位于非同源染色体上，它们的遗传都符合独，它们的遗传都符合独立分配规律。立分配规律。 例如：例如：AaBbCcAaBbCc 1、杂种产生的配子种类、杂种产生的配子种类 ABbCcCcaBbCcCc配子种类：配子种类：22种种 n3n：杂合等位基因对数：杂合等位基因对数 基因型种类基因型种类 ：3327种种 n32、F2代基因型的种类和比例代基因型的种类和比例 2 1AA1BB1CC1cc2Cc2Bb1CC1cc2Cc1bb1CC1cc2Cc2Aa1BB1CC1c

12、c2Cc2Bb1CC1cc2Cc1bb1CC1cc2Cc1aa1BB1CC1cc2Cc2Bb1CC1cc2Cc1bb1CC1cc2Cc基因型种类基因型种类 ：228种种 n33、F2代表现型种类和比例代表现型种类和比例 3A_3B_1bb3C_1cc3C_1cc1aa3B_1bb3C_1cc3C_1cc五、独立分配规律的应用五、独立分配规律的应用1、预测杂种后代产生遗传变异的种类、预测杂种后代产生遗传变异的种类 亲本间差异越大，产生的杂种的杂合亲本间差异越大，产生的杂种的杂合基因位点数就越多，杂种后代形成的遗传基因位点数就越多，杂种后代形成的遗传变异类型也就越丰富。丰富的变异类型利变异类型也就

13、越丰富。丰富的变异类型利于选育出符合人类需要的新品种。于选育出符合人类需要的新品种。五、独立分配规律的应用五、独立分配规律的应用2、判断亲本或杂种后代基因型和表现型、判断亲本或杂种后代基因型和表现型及其比例及其比例 例：设小麦例：设小麦红皮红皮(R)对对白皮白皮(r)显性，显性，无无芒芒(A)对对有芒有芒(a)显性，显性，高株高株(T)对对矮株矮株(t)显显性，性，3对基因对基因独立遗传独立遗传。当以。当以红皮、无芒红皮、无芒、矮株矮株与与红皮、红皮、有芒、有芒、高株高株两类亲本杂交时，两类亲本杂交时，后代可出现后代可出现8种表现型，种表现型，请推导亲本基因型，请推导亲本基因型，子代基因型和表

14、现型的比例。子代基因型和表现型的比例。 解：解：（1）据题意可初步确定亲本基因型为：）据题意可初步确定亲本基因型为： R_A_ttR_aaT_ 由题目知道后代出现了由题目知道后代出现了8种表现型，故红与白、有芒与无芒、高与种表现型，故红与白、有芒与无芒、高与矮均存在，据分离规律可分别推导如下：矮均存在，据分离规律可分别推导如下：红红红红子代有红和白类型则一定是：子代有红和白类型则一定是： RrRr1RR:2Rr:1rr 即即3/4红红:1/4白白无芒无芒有芒有芒子代中出现有芒和无芒，则无芒亲本必为子代中出现有芒和无芒，则无芒亲本必为Aa Aaaa1Aa:1aa 1/2无无:1/2有有矮矮高高子

15、代中出现高和矮，则高亲本为子代中出现高和矮，则高亲本为Tt ttTt1Tt:1tt 1/2高高:1/2矮矮 综合以上三点，可知亲本基因型为：综合以上三点，可知亲本基因型为：RrAattRraaTt（2）子代基因型和比例）子代基因型和比例 因亲本基因型为因亲本基因型为RrAattRraaTt故子代基因型和比例：故子代基因型和比例：1RR，2Rr，1rr；1Aa，1aa；1Tt，1tt 。 3对基因自由组合结果为对基因自由组合结果为1RR1Aa1aa1Tt1tt1Tt1tt2Rr1Aa1aa1Tt1tt1Tt1tt1rr1Aa1aa1Tt1tt1Tt1tt1RRAaTt、1RRAatt、1RRaa

16、Tt、1RRaatt、2RrAaTt、2RrAatt、2RraaTt、2Rraatt、 1rrAaTt、1rrAatt、1rraaTt、1rraatt 。（3）子代表现型和比例）子代表现型和比例可以根据每对表现型的比例计算：可以根据每对表现型的比例计算： 因为因为 3红皮红皮 1白皮；白皮；1无芒无芒 1有芒；有芒；1高高株株 1矮株矮株3红皮红皮1无芒无芒1有芒有芒1高株高株1矮株矮株1高株高株1矮株矮株1白皮白皮1无芒无芒1有芒有芒1高株高株1矮株矮株1高株高株1矮株矮株3红皮无芒高株红皮无芒高株3红皮无芒矮株红皮无芒矮株3红皮有芒高株红皮有芒高株3红皮有芒矮株红皮有芒矮株1白皮无芒高株白

17、皮无芒高株1白皮无芒矮株白皮无芒矮株1白皮有芒高株白皮有芒高株1白皮有芒矮株白皮有芒矮株 3、确定杂交育种分离群体的规模、确定杂交育种分离群体的规模 例如，水稻某品种无芒、感病，另一品种有芒、抗病。已知例如，水稻某品种无芒、感病，另一品种有芒、抗病。已知有芒（有芒（A）对无芒（）对无芒（a）为显性，抗病（）为显性，抗病（R）对感病（）对感病（r）为显性。）为显性。 欲选出欲选出无芒、抗病无芒、抗病（aaRR）品种，可将有芒、抗病（品种，可将有芒、抗病（AARR）与无芒、感病（与无芒、感病（aarr）杂交，再自交。）杂交，再自交。 F2 分离出的纯合无芒抗病植株（分离出的纯合无芒抗病植株（aaR

18、R）将占）将占1/16。 因此，如果指望在因此，如果指望在F3获得获得10个稳定遗传的无芒、抗病个稳定遗传的无芒、抗病（aaRR）株系，）株系， F2群体至少要种植群体至少要种植160株。株。2第三节第三节 基因互作基因互作 两对两对( (或以上或以上) )等位基因共同决定一种性状等位基因共同决定一种性状的条件下的分离比例：的条件下的分离比例： 不存在基因互作时的分离比例；不存在基因互作时的分离比例；存在各种形式基因互作时的分离比例。存在各种形式基因互作时的分离比例。基因互作：不同对基因间相互作用基因互作：不同对基因间相互作用一、无互作一、无互作 鸡冠形状由两对独立基因共同决定，这两对基因间不

19、存在互作。鸡冠形状由两对独立基因共同决定，这两对基因间不存在互作。 豌豆冠豌豆冠玫瑰冠玫瑰冠F1：核桃冠（自交）：核桃冠（自交）F2 核桃冠核桃冠: 豌豆冠豌豆冠: 玫瑰冠玫瑰冠: 单冠单冠9:3:3:1分析其基因型，上列杂交的遗传图解是：分析其基因型，上列杂交的遗传图解是： PPrrppRRF1 ：PpRr；F2： PPRR（1），），PpRR（2），），PPRr（2），），PpRr（4） PPrr（1），），Pprr（2） ppRR（1），），ppRr（2） pprr（1）核桃冠核桃冠 豌豆冠豌豆冠 玫瑰冠玫瑰冠 单冠单冠 两种显性基因同时存在时，决定某种性状，而一种显性基因单独存在，两种

20、显性基因同时存在时，决定某种性状，而一种显性基因单独存在，和没有显性基因存在时，决定另一种性状表现。和没有显性基因存在时，决定另一种性状表现。 例：香豌豆例：香豌豆( (Lathyrus odoratusLathyrus odoratus) )花色遗传。花色遗传。香豌豆花色由两对基因香豌豆花色由两对基因(C/c(C/c，P/p)P/p)控制：控制：P P 白花白花( (CCCCpp) pp) 白花白花(cc(ccPPPP) ) F F1 1 紫花紫花( (C Cc cP Pp)p) F F2 2 9 9 紫花紫花( (C C_ _P P_) : 7 _) : 7 白花白花(3(3C C_pp

21、+ 3cc_pp + 3ccP P_ + 1ccpp)_ + 1ccpp)分析：两对基因在世代间传递时仍然遵循独立分配规律。分析：两对基因在世代间传递时仍然遵循独立分配规律。F F2 2产生两种表现产生两种表现型及其型及其9:79:7的比例是由于两对基因间的互补作用。的比例是由于两对基因间的互补作用。二、互补作用二、互补作用 aaBB X AAbbaaBB X AAbb ( (聋哑聋哑) ) ( (聋哑聋哑) ) AaBb AaBb（正常）（正常） 9A_B_ 3A_bb 3aaB_ 1aabb9A_B_ 3A_bb 3aaB_ 1aabb 9 9正常正常 7 7聋哑聋哑三、积加作用三、积加作

22、用 两种显性基因两种显性基因分别存在时分别存在时，具有相同的性状决定作用；两种显性，具有相同的性状决定作用；两种显性基因基因共同存在时共同存在时，积加出新的性状；无显性基因时表现隐性性状。，积加出新的性状；无显性基因时表现隐性性状。积积加作用的加作用的F2 表现型有三种，分离比例为表现型有三种，分离比例为9:6:1。例：南瓜（例：南瓜（Cucurbita pepoCucurbita pepo）果形遗传。）果形遗传。南瓜果形由两对基因南瓜果形由两对基因(A/a(A/a，B/b)B/b)控制：控制：P P 圆球形圆球形( (AAAAbb) bb) 圆球形圆球形(aa(aaBBBB) ) F F1

23、1 扁盘形扁盘形( (A Aa aB Bb)b) F F2 2 9 9 扁盘扁盘( (A A_ _B B_) : 6 _) : 6 圆球圆球(3(3A A_bb + 3aa_bb + 3aaB B_) : 1_) : 1长圆（长圆（1ccpp)1ccpp)四、重叠作用四、重叠作用 两种显性基因两种显性基因分别存在与共同存在分别存在与共同存在均决定相同的性状，无显性基因时，均决定相同的性状，无显性基因时，表现隐性性状。表现隐性性状。重叠作用的重叠作用的F 表现型分离比例为表现型分离比例为15:1。例：荠菜（例：荠菜（Bursa pursa-pastoriaBursa pursa-pastoria

24、）果形遗传。）果形遗传。荠菜果形由两对基因荠菜果形由两对基因(T/t(T/t，T/t)T/t)控制：控制：P P 三角形三角形 (TTTT) (TTTT) 卵形卵形(tttt) (tttt) F F1 1 三角形三角形( (T TtTt)tTt) F F2 2 15 15 三角形三角形(9T_T_(9T_T_3T_tt + 3ttT_) : 1 3T_tt + 3ttT_) : 1 卵形（卵形（1tttt)1tttt)21 1 2 21 1 2 21 1 2 222111 1 2 21212 21 1 2五、显性上位作用五、显性上位作用 两种显性基因各自都有性状决定作用，其中两种显性基因各自都

25、有性状决定作用，其中一种基因为显性时对另一一种基因为显性时对另一种基因的表现有遮盖作用种基因的表现有遮盖作用，起遮盖作用的基因称为上位基因。，起遮盖作用的基因称为上位基因。显性上位作显性上位作用的用的F 2表现型分离比例为表现型分离比例为12:3:1。2 燕麦中黑颖品系与黄颖品系杂交有以下结果燕麦中黑颖品系与黄颖品系杂交有以下结果:P 黑颖（黑颖（BByy） X 黄颖（黄颖（bbYY） F1 黑颖（黑颖（BbYy） F2 9黑颖（黑颖（B_Y_）:3黑颖（黑颖（B_yy）:3黄颖（黄颖（bbY_）:1白颖（白颖（bbyy） 在毛地黄（在毛地黄（foxglove）中三对基因决定花瓣）中三对基因决

26、定花瓣（petal）的颜色：）的颜色：M基因决定合成红色素。基因决定合成红色素。m不能合成花青素（不能合成花青素（anthocyanin）。）。D基因决定合成大量的花青素基因决定合成大量的花青素修饰基因。修饰基因。d合成少量的花青素。合成少量的花青素。W基因决定色素只分布到基因决定色素只分布到“咽喉咽喉”部位。部位。w决定色素分布到整个花瓣。决定色素分布到整个花瓣。毛地黄花瓣颜色分布毛地黄花瓣颜色分布W W的显性上位效应的显性上位效应M_W_ _ _mm_ _ _ _M_wwddM_wwD_红斑白花红斑白花黄斑白花黄斑白花浅红色浅红色深红色深红色当合成花青素的基因为当合成花青素的基因为MM时时DDwwddWW深红色深红色白色红斑点白色红斑点DdWw 白色红斑点白色红斑点DdWwF1F2D_W_ddW_D_wwddww白色红斑点白色红斑点白色红斑点白色红斑点深红色深红色浅红色浅红色93311231六、隐性上位作用六、隐性上位作用 当上位