【课件】遗传学第二章-孟德尔遗传定律

1、第二章 Mendel 遗传定律第一节 单因子杂交及分离规律Mendel 实验成功的原因：设计严密，层次分明亲本杂交选材、选择研究的性状、正反交实验、设立对照等杂种一代的观察F2代的观察F3代的研究科学推论精确验证一、相对性状性状(character)：是指生物的形态或生理特征形态特征：豌豆的高和矮生理特征：小麦的抗锈病和不抗锈病相对性状：指同一性状的相对差异34个豌豆品种，选出22种试验，最后选出7对相对性状Height: tall vs dwarfSeed shape: round vs wrinkledSeed color: yellow vs green Flower position:

2、 axial vs terminal Pod color: green vs yellowPod shape: inflated vs constrictedTall plantsDwarf plantSelf-pollination for generationTallDwarfPure breedingAll tallP1P2F1A cross between two F1 plants1 tall 1tall 1tall 1 dwarfSelf-pollination of each F2 plantAll tall3 tall+1dwarf3 tall+1dwarfAll dwarfF

3、2F3Monohybrid cross in the pea plant through three generation亲代（parent generation）：用于杂交的两种植株，简写P母本（female parent）：除去雄蕊，只留雌蕊的植株父本（male parent）：提供花粉的植株子一代（first filial generation）：授粉后在母本豆荚中所结的种子，F1用表示交配二、显性和隐性显性性状（dominant character）：在F1中所表现出来的性状隐性性状（recessive character）：在F1中未表现出来的性状三、分离规律的实质Mendel 的遗

4、传因子假说：遗传性状是由遗传因子决定的 ，性状不混合反映了遗传因子的相对独立性，即颗粒性。每对相对性状由一对遗传因子控制，其中之一来自父本的雄性生殖细胞，另一个来自母本细胞。在生殖细胞（配子）的发生过程中，成对的遗传因子分离，进入不同的生殖细胞，每个生殖细胞只得到每对因子中的一个。两性细胞的结合是随机的，与其所带的遗传因子无关。当显性因子和隐性因子共存于一个植株时，表现显性性状，两个因子同为显性时，植株也表现显性性状，只有当两个因子均为隐性时，隐性性状才能得以表现。 单因子杂种分离（monohybrid segregation）：涉及一对相对性状的分离。分离规律的实质： 生物在有性繁殖形成配子

5、的过程中，成对的遗传因子彼此分离到不同的配子中去，互不干扰。 详细地讲：一对基因在杂合状态中保持相对的独立性，而在配子形成时，又按原样分离到不同的配子中The two copies of a gene segregate (or separate) from each other during transmission from parent to offspring.Self-pollination for generationTall plantTTDwarf plantttAll tallP1P2F1A cross between two F1 plants1 tall 1tall 1t

6、all 1 dwarfSelf-pollination of each F2 plantAll tall3 tall+1dwarf3 tall+1dwarfAll dwarfF2F3Monohybrid cross in the pea plant through three generationFactors for height occur in pairs , only one member of the pair goes to a male or female gamete GametesTtTtAll tall since the factor for tallness is do

7、minantTt TttTTtF1F1GametesTT Tt Tt ttTwo out of three of the tall F2 produce tall and dwarf in a ratio of 3:1四、等位基因和非等位基因基因（gene）：位于染色体上，具有特定的核苷酸顺序的DNA片段，是储存遗传信息的功能单位。基因座（gene locus）：基因在染色体上所处的位置。特定的基因在染色体上有其特定的座位。等位基因（allele）：在同源染色体上占据相同座位的两个不同形式的基因，是由突变所造成的许多可能的状态之一。非等位基因（non-allelic gene）：控制不同性状，

8、位于不同的基因座上的基因。五、基因型和表现型基因型（genotype）：个体或细胞的特定基因的组成。表型（phenotype）：生物体某特定基因所表现的性状。纯合体（homozygote）：基因座上有两个相同的等位基因，就这个基因座而言，这个个体或细胞称为纯合体，或基因的同质结合。杂合体（heterozygote）：基因座上有两个不同的等位基因，就这个基因座而言，这个个体或细胞称为杂合体，或基因的异质结合。六、Mendel 假说的验证假说（hypothesis） 学说（theory） 规律（law）二种常用的的验证方法：1 测交法回交（backcross）：杂交产生的子一代个体再与其亲本进行交

9、配的方式。侧交（testcross）：杂交产生的子一代个体再与其隐性（或双隐性）亲本进行交配的方式。 测交子代表现型种类和比例直接反映出被检测个体所产生配子的种类和比例。2 配子鉴定法以玉米为例：玉米的籽粒有糯性和非糯性两种，由一对等位基因控制。非糯玉米 直链淀粉 +I2 深兰色 由显性基因Wx控制糯玉米 支链淀粉 +I2 红棕色 由隐性基因wx控制P非糯玉米WxWx糯玉米wxwx非糯玉米Wxwx加I2进行花粉检验具Wx基因的配子具wx基因的配子七、Mendel 分离比实现的条件及分离规律的意义1 分离比实现的条件F1产生的两种配子不但应该数量相等，而且生活力也应该相等携带不同基因的生殖细胞受

10、精机会相等F2 中三种基因型个体的存活率相等（即到观察时的存活率是一样的）显性是完全的2 分离规律的意义理论意义遗传是以高度稳定的颗粒为单位的。分离是普遍的、绝对的，不分离是相对的。生物多样性的基础是基因的分离和自由组合。实践意义广泛应用于育种上（表型和基因型的区别）预见杂种后代的分离比分析人类遗传2022年7月22日苏州科技学院化学与生物工程学院 叶亚新What results are possible from a dihybrid cross?第二节 双因子杂交及自由组合规律一、两对相对性状的自由组合现象Homozygote for yellow and round seedsHomoz

11、ygote for green and wrinkled seedsP1P2F1Dihybrid yellow，roundSelf-pollinationF2亲组合（parental bination）：亲本原有的性状Yellow round , Green wrinkled 重组合（rebination）：亲本原先所没有的性状组合Yellow wrinkled , Green roundSeed shapeSeed colorRoundWrinkledYellowGreen315+108=423101+32=133315+101=416108+32=14076.1% 3/423.9% 1/4

12、74.8% 3/425.2% 1/49/16 yellow round3/16 yellow wrinkled3/16 green round1/16 green wrinkled1/4 green3/4 round3/4 yellow3/4 round1/4 wrinkled1/4 wrinkled二、自由组合的解释自由组合规律（The law of independent assprtment）: 两对或两对以上的遗传因子，在形成配子的过程中，自由组合，各自独立，分配到配子中去，互不干扰。Y: yellow gene y: green geneR: round gene r: wrinkl

13、ed geneHomozygous for yellow and round seedsYYRRHomozygous for green and wrinkled seedsyyrrYRyrGametesYyRrdihybridF1F1YyRrYyRrGamete formationY y R r Y y R r 1/4YR 1/4 Yr 1/4yR 1/4yr 1/4YR 1/4 Yr 1/4yR 1/4yr Female gametes Male gametes 9 yellow and round Y_R_ : YYRR YYRr YyRR YyRr3 yellow and wrinkl

14、ed Y_rr : YYrr Yyrr3 green and round yyR_ : yyRR yyRr 1 green and wrinkled yyrrRatio三、自由组合假说的验证测交法自交法四、Mendel自由组合规律的实质 杂种在形成配子时，等位基因分离，而非等位基因自由组合，互不干扰。 F2的表型比9：3：3：1只是自由组合规律的一种表现形式，而不是自由组合规律的实质。nextDihybrid YyRrHomozygous for green and wrinkled seedsyyrrYellowroundYellowwrinkledGreenroundGreenwrinkl

15、edratio1 : 1 : 1 : 1testcrossbackflashY yRr Yyr r y yRr yyr r Gamete formationY y R r yrY R Y r y R y r 五、多对相对性状的遗传分析如有这么一组杂交组合 RrYyCc x RrYyCc 求其子代中 RryyCc 基因型频率是多少？如有那么一组杂交： AaBbCcDdEeFfGg X AaBbCcDdEeFfGg ，涉及七对独立有差别的相对性状，求杂交后代中出现AABbCCDdeeffgg的个体的概率是多少？六、自由组合规律的意义1、理论上： 从一个角度揭示了生物多样性的原因所在。2、实践上：

16、对育种工作有积极的指导意义：根据自由组合规律，预测杂种后代各种类型出现的比例，确定育种的规模，适当安排群体的大小。 3、在遗传病的研究上： 研究正常性状或遗传病的传递，并可预期一定婚配后其子女各种类型出现的频率。例题例题水稻无芒抗病品种的选育。已知有芒A对无芒a为显性，抗稻瘟病R对染病r为显性，现选用真实遗传有芒抗病和无芒不抗病为亲本进行杂交，问要在F3中得到10株无芒抗病的能真实遗传的植株，至少需要种植多少F2植株？父亲是并指患者，母亲正常，婚后生过一个先天性聋哑患儿，现问以后所生子女的发病情况及父母的基因型（并指是显性性状，用S表示，聋哑是隐性遗传病，用d表示）。back父亲（并指）母亲（

17、正常）先天性聋哑儿子S：并指基因s：正常基因D：正常基因d：聋哑基因SsDdssDd SD Sd sD sd sD1/8 SsDD1/8 SsDd1/8 ssDD1/8 ssDd sd1/8 SsDd1/8 Ssdd1/8 ssDd1/8 ssdd第三节 遗传学数据的统计处理一、概率（Probability）1、什么是概率？ 概率是指某一事件发生的可能性大小，在数学上是小于等于“1”的数。 事物的某种情况或试验中获得的某种结果称为某一事件事件A发生的可能性大小：P（A）用公式表示为：P（A）=希望事件/全部可能事件概率有两个定则：1、p + q = 1 表示事物的两个方面，可能性总和为12、0

18、 P 1 p = 1 必然事件P = 0 不可能事件0 P 1 随机事件2、基本定律乘法定律：独立事件 A 和 B 同时发生的概率等于它们各自概率的乘积 独立事件：是指两个或两个以上互不影响的事件，即事件A的发生不影响事件B的发生。用公式表示为：P（A . B）=P（A）. P（B）加法定律：出现互斥事件 A 或 B 的概率等于它们各自概率的和互斥事件：是指不可能同时发生的事件用公式表示为：P（A + B）=P（A）+ P（B）3、用概率表示遗传比棋盘法（Punnett square）Aa1/2 A1/2 aP(A) = 1 / 2P(a) = 1 / 2当 Aa x Aa 时1/2A x 1

19、/2A = 1/4 AA 1/2A x 1/2a = 1/4 Aa 1/2a x 1/2A = 1/4 aA 1/2a x 1/2a = 1/4 aa 双因子棋盘单因子棋盘back一个合子是Aa或aA的概率为：1/4 + 1/4 = 1/2一个合子是Aa、aA或AA的概率为：1/4 + 1/4 + 1/4 = 3/4 四种合子Aa、aA、AA、aa 的出现为互斥事件，即对一种特定的合子讲，只能是上述四种的一种back分支法（Branding precess）双因子杂交基因型比三因子杂交基因型比双因子杂交表现型比backback一对基因相差时，有六种杂交方式例题亲代基因型表型1AA AA全AA全A2AAaa全Aa全A3AAAa1AA:1Aa全A4aaaa全aa全a5aaAa1Aa：1aa1A:1a6AaAa1AA:2Aa:1aa3A:1aa求AABbCCDdeeffgg 自交后代的表现型比率。AA x AAAABb x Bb3B_1bbCC x CCCCCCDd x Dd3D_1dd3D_1ddee x eeeeeeeeeeff x ffffffffffgg x gggggggggg表型及比例9AAB_CCD