高一生物孟德尔遗传

高一生物孟德尔遗传第2页,共59页，2024年2月25日，星期天一、孟德尔的豌豆杂交试验性状(character)是生物体形态特征和生理生化特征的总称。单位性状(unitcharacter)能被区分的每一个具体的性状称为单位性状。每个单位性状在不同个体间又有不同的表现。如豌豆的花色、种子形状等。相对性状(contrastivecharacter,relativecharacter)同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异。即同一单位性状的相对表现。如种子的圆形和皱缩。

P---亲本；♀----母本；♂---父本；×---杂交

F1---杂交一代；F2---杂交二代；

自交；正交；反交第3页,共59页，2024年2月25日，星期天精心挑选实验对象豌豆：闭花自花授粉，性状稳定，清晰可辨，32个品种，7对性状分布于7个染色体耐心、细致、准确的观察，8年实验严密的逻辑推理和统计学分析第4页,共59页，2024年2月25日，星期天杂交试验第5页,共59页，2024年2月25日，星期天豌豆单因子杂交实验与分离定律

7对差别鲜明的性状：

花的颜色： 紫色/白色；种子形状： 圆形/皱缩；种子颜色： 黄色/绿色；花着生位置： 腋生/顶生；豆荚形状： 饱满/皱缩；豆荚颜色： 绿色/黄色；植株高度： 高/矮。Mendel最初实验是对具有单个相对性状的亲代杂交。第6页,共59页，2024年2月25日，星期天

结果观察

¤F1确定了：显性（dominant）性状

隐性(recessive)性状¤F2代的观察和计算采用大样本；进行统计处理；显隐都有；性状分离3：1。第7页,共59页，2024年2月25日，星期天豌豆7组相对性状分别杂交的实验结果Mendel按上述方法继续对7组相对性状分别进行杂交实验，统计了子二代（F2代）植株显性与隐性性状之间比例。等位基因A、a纯合子AA、aa杂合子Aa显性基因A紫花隐性基因a白花显性性状隐性性状第8页,共59页，2024年2月25日，星期天3.01:144892134737

黄色×绿色子叶总数3.01:136186109090

黄色×绿色子叶Darbishire19092.80:15141438

黄色×绿色子叶Lock19053.05:1390311903

黄色×绿色子叶Bateson19052.94:14451310

黄色×绿色子叶Hurst19043.01:111903580

黄色×绿色子叶Tschermak19003.08:14531394

黄色×绿色子叶Correns19003.01:120016022

黄色×绿色子叶孟德尔

1865

绿

黄F2比例

F2

亲代实验者六位学者重复孟德尔植物杂交实验的结果第9页,共59页，2024年2月25日，星期天F2代个体第10页,共59页，2024年2月25日，星期天

孟德尔用测交和自交方法对推论加以验证。

测交（testcross）：是指将杂种后代和隐性亲本进行杂交。

回交（backcross）：是指杂种后代和任一亲本杂交。

F1自交第11页,共59页，2024年2月25日，星期天Mendel首创了测交实验方法，验证了其推断的正确性。Mendel建立了遗传学第一定律，即分离定律：一对遗传因子（基因）在形成配子时完全按照原样分离到不同的配子中去，相互不发生影响。第12页,共59页，2024年2月25日，星期天相关概念1909年，约翰生提出“基因gene”，取代了孟德尔的遗传因子。等位基因：控制一对相对性状、位于同源染色体上相同位点的两个不同形式的基因，如C和c。基因型：个体的基因组合。AAAaaa表现型：生物体所表现的性状，红花，白花。纯合基因型AAaa纯合体：具有纯合基因型的个体。显性纯合体AA，隐性纯合体aa杂合基因型Aa杂合体第13页,共59页，2024年2月25日，星期天分离规律实现的条件研究的生物是二倍体；F1代形成的配子数目基本相等，受精雌雄配子相互结合的机会均等；子代个体有同样的存活率；研究性状差异明显，显性表现完全；杂种后代生长条件一致，实验群体大。第14页,共59页，2024年2月25日，星期天分离规律的应用理论意义说明了生物界由于杂交和分离所出现的变异的普遍性。在遗传研究和杂交育种工作中应严格选用合适的遗传材料，才能正确地分析试验资料，获得预期的结果，得出可靠的结论。实践上的应用指导育种：杂种通过自交产生后代性状分离和基因的纯合。所以在进行杂交育种时，自交和选择要同时进行。良种繁育：防止品种因天然杂交而发生分离退化，保持品种的典型性；注意品种保纯。第15页,共59页，2024年2月25日，星期天第二节独立分配定律（自由组合定律）两对（或两对以上）性状——两对等位基因控制两对性状的基因位于不同的同源染色体等位基因、非等位基因形成配子时，等位基因与非等位基因分配的区别第16页,共59页，2024年2月25日，星期天一、孟德尔实验及其分析（两对相对性状）PF1F2RRYYrryyRrYyRRYY;RrYy;RrYY;RRYy315Rryy;Rryy108rrYY;rrYy101Rryy329.84:3.38:3.16:1.00约为9:3:3:1第17页,共59页，2024年2月25日，星期天在分析了一对性状传递规律的基础上，Mendel进一步进行了两对相对性状杂交的遗传分析。他选择了这样两个亲本进行杂交：一个是双显性亲本：种子是圆形的，种子的颜色为黄色；一个是双隐性亲本：种子是皱缩的，种子的颜色为绿色。第18页,共59页，2024年2月25日，星期天第19页,共59页，2024年2月25日，星期天多对基因的独立分配和自由组合定律：当两对或更多对基因处于不同的同源染色体中，等位基因在形成配子时的分离是彼此独立不相牵连的，同时非等位基因间进行自由组合。测交实验结果：1：1：1：1第20页,共59页，2024年2月25日，星期天自由组合定律的内容：在配子形成时，各对等位基因彼此分离后，独立自由地组合到配子中。自由组合律的实质：配子形成时非同源染色体（非等位基因）自由组合。第21页,共59页，2024年2月25日，星期天多对基因的杂交第22页,共59页，2024年2月25日，星期天1.5.3概率的计算和应用1)棋盘法(punnetsquare)1/16yyrr1/16Yyrr1/16yyRr1/16YyRr1/4yr1/16yyRr1/16YyRr1/16yyRR1/16YyRR1/4yR1/16Yyrr1/16YYrr1/16YyRr1/16YYRr1/4Yr1/16YyRryr1/41/16YYRrYr1/41/16YyRRyR1/41/16YYRR1/4YRYR1/4♂♀第23页,共59页，2024年2月25日，星期天2)分枝法(branchingprocess)Yy×YyRr×Rr后代基因型及其比例¼YY2/4Yy¼yy¼RR2/4Rr¼rr1/16YYRR2/16YYRr1/16YYrr¼RR2/4Rr¼rr¼RR2/4Rr¼rr2/16YyRR4/16YyRr2/16Yyrr1/16yyRR2/16yyRr1/16yyrr第24页,共59页，2024年2月25日，星期天Yy×YyRr×Rr后代表型及其比例¾

黄色¾圆形¼皱缩9/16黄圆3/16黄皱3/16绿圆1/16绿皱¼

绿色¾

圆形¼

皱缩表型及其比例分枝图第25页,共59页，2024年2月25日，星期天3)多对基因杂交概率的计算五对基因的杂交组合AABbccDDEe×AaBbCCddEe，求后代中基因型为AABBCcDdee和表型为A

B

C

D

ee的概率。PAA×AaBb×Bbcc×CCDD×ddEe×Ee基因型

AABBCcDdee概率P=1/2×1/4×1×1×1/4=1/32

表型

ABCDe概率P=1×3/4×1×1×1/4=3/16第26页,共59页，2024年2月25日，星期天三对独立遗传性状的亲本杂交后F1代以及F1形成配子的类型第27页,共59页，2024年2月25日，星期天自由组合规律的意义具广泛性。由于自由组合的存在使各种生物群体中存在多样性，使世界变得丰富多彩，使生物得以生存和进化。人们将自由组合的理论可以用于育种，将那些具有不同优良性状的动物或植物，通过杂交使多种优良性状集中于杂种后代，以满足人类的需求。***第28页,共59页，2024年2月25日，星期天第四节孟德尔规律的补充和发展一、显隐性关系的相对性二、复等位基因三、致死基因四、非等位基因之间的相互作用第29页,共59页，2024年2月25日，星期天一、显隐性关系的相对性

（一）显性现象的表现完全显性不完全显性共显性镶嵌显性显性与环境的影响第30页,共59页，2024年2月25日，星期天

不完全显性(incompletedominance)

杂合体表现为双亲的中间性状，如紫茉莉(Mirabilisjalapa)花色的遗传。×红花CC

粉红花Cc

白花cc1:2:1符合孟德尔分离规律白花cc红花CC粉红花Cc

父母的中间型基因型比例？表现型比例？第31页,共59页，2024年2月25日，星期天

P

红花×白花黑羽×白羽↓↓

F1

粉红

灰羽↓

F2

红花粉红白花黑羽灰羽白羽

1：2：11：2：1

柴茉莉花色鸡的羽色

(a)(b)P棕色×白色透明鱼×非透明鱼↓↓

F1

淡棕

半透明↓↓

F2

棕色淡棕白色透明鱼半透明非透明

1：2：11：2：1

马的皮毛金鱼身体的透明度

(d)(e)

图4－3不完全显性的遗传方式第32页,共59页，2024年2月25日，星期天3、共显性：双亲的性状同时在F1杂合体中都表达红血球细胞镰刀形

×红血球碟形

ss

SS

Ss

红血球细胞中即有碟形也有镰刀形

第33页,共59页，2024年2月25日，星期天4.镶嵌显性(mosaicdominance)一个等位基因影响身体的一部分，另一个等位基因则影响身体的另一部分，而在杂合体中两个部分都受到影响的现象称为镶嵌显性，即双亲性状在后代同一个体不同部位表现。如鞘翅瓢虫(Harmoniaaxyridis)的遗传。

SAuSAu×

SESE

(黑缘型)

(均色型)

SAuSE

(新类型)

SAuSAuSAuSESESE

1：2：1第34页,共59页，2024年2月25日，星期天

显性是相对而言的。共显性:就是两个等位基因平分秋色,大家一起表达。比如一只黄猫和一只黑猫杂交，生出来了一只黑黄杂毛的猫(黑色和黄色的毛发均匀的混合分布周身)镶嵌显性:就是两个等位基因各自占山为王。你在这里表达，我在那里表达。

比如一只黄猫和一只黑猫杂交，生出来了一只黑黄斑点的猫。不完全显性：就是两个等位基因两败俱伤，各显一半，混合起来表达。

比如一只黄猫和一只黑猫杂交，生出来了一只土黄（暗黄）色的猫。第35页,共59页，2024年2月25日，星期天（二）显性与环境的影响

藏报春（Primulasincnsis）在20℃时花为红色，在30ºC时花为白色。

喜马拉雅白化兔

25ºC时,在体温较低的部分的毛都是黑色的，其余部分全为白色。但在30ºC以上的环境里长出的毛全为白色。第36页,共59页，2024年2月25日，星期天第37页,共59页，2024年2月25日，星期天例：兔子的皮下脂肪等位基因YyY—白色；y—黄色；黄色素分解酶（Y）

绿色植物（黄色素）白色脂肪YY、Yy——白脂肪yy——黄脂肪等位基因间不是直接抑制或促进的关系，而是分别控制各自的代谢过程，从而控制性状的发育。第38页,共59页，2024年2月25日，星期天不同环境条件对显隐性的影响

金鱼草有红色花和淡黄色花两种不同的品系

红色花×淡黄色↓光充足低温：红色花光不足温暖：淡黄色光充足温暖：粉红色显隐性关系也受其他生理因素：年龄、性别、营养、健康状况等。第39页,共59页，2024年2月25日，星期天二、复等位基因基因座（locus）：基因在染色体上所处的位置。特定的基因在染色体上都有其特定的座位。复等位基因：在同源染色体上相同位点上，存在3个或3个以上的等位基因。一对性状—3个以上基因在正常二倍体个体中，只存在复等位基因中的两个不同的等位基因；只有在群体中不同个体之间才出现3个或3个以上等位基因。在同源多倍体中，一个个体可同时存在多个复等位基因。第40页,共59页，2024年2月25日，星期天人类血型有4种表现型：A,B,AB,O；由3个复等位基因决定：IA、IB、IO；

IA与IB：共显性（F1代个体AB型）；

IA和IB对IO都是显性。

3个复等位基因：6种基因型，4种表现型。血型（表现型4种）基因型（6种）AIAIA,IAIOBIBIB,IBIOAB

IAIBOIOIO3个复等位基因（IA、IB和IO）决定的人类ABO血型系统第41页,共59页，2024年2月25日，星期天

兔子毛色的复等位基因

等位基因 基因型表型

c+c+c+,c+cch,c+ch,c+c野鼠色

cch cchcch,cchch,cchc灰色

ch chch,chc喜马拉雅白化

c cc白化 Coatcolorsinrabbits.第42页,共59页，2024年2月25日，星期天

一定数量等位基因构成基因型的数目 等位基因基因型种类纯合子种类 杂合子种类

1 1 1 0 23 2 1

3 633

4 10 4 6 515 5 10 n n(n+1)/2 n n(n-1)/2 第43页,共59页，2024年2月25日，星期天三、致死基因(lethalallele)1904年法国学者LucienCuenot发现小鼠的黄色皮毛不能稳定遗传，此研究过程中发现了致死基因。黄鼠×黄鼠2/3黄鼠:1/3黑鼠黄鼠×黑鼠1/2黄鼠:1/2黑鼠AYA×AYA1AYAY

:2AYA:1AA(死亡)AYA×AA1/2AYA:1/2AA说明黄鼠不是纯合的，不符合3:1黄鼠为杂合体

黑鼠×黑鼠全部为黑鼠后代黑鼠为纯合体第44页,共59页，2024年2月25日，星期天致死基因(lethalallele)：指那些使生物体不能存活的等位基因。隐性致死基因(recessivelethal)：隐性基因在杂合时不影响个体的生活力，但在纯合状态有致死效应的基因叫隐性致死基因。如小鼠的AY基因，植物中的隐性白化基因等。显性致死基因(dominantlethal)：杂合状态即表现致死作用的基因。如显性基因Rb引起的视网膜母细胞瘤；人的神经胶症基因，只要一份即可致病。第45页,共59页，2024年2月25日，星期天四、非等位基因间的相互作用

基因互作（interactionofgene）：不同对等位基因之间共同作用共同决定同一单位性状产生影响的现象。第46页,共59页，2024年2月25日，星期天基因间互作的类型互补作用积加作用重叠作用显性上位作用隐性上位作用抑制作用第47页,共59页，2024年2月25日，星期天两对相对性状的遗传（独立分配规律）的修饰第48页,共59页，2024年2月25日，星期天（一）互补作用香豌豆花色遗传返租现象：祖先野生型紫花白花×白花CCppccPP紫花CcPp

C_P_(C_ppccP_ccpp)紫花白花

9：7因为显性基因在进化过程中，CCPP中显性基因突变：C→c(ccPP)白色或P→

p(CCpp)白色这两种突变后形成的白花品种杂交后又会产生紫花性状(C–P–)。显性基因相互补充C无色的中间产物P紫色素无色色素元C、P共存时呈紫色C、P中缺一则呈白色第49页,共59页，2024年2月25日，星期天

CP

无色无色的紫色素色素元中间产物

图4-23互补效应的生化机制第50页,共59页，2024年2月25日，星期天（二）积加作用南瓜果型的遗传圆球形×圆球形aaBBAAbb扁盘形AaBb

9A_B_：

(3A_bb+3aaB_)

：1aabb

扁盘形圆球形长圆形

9：6：1显性基因的累加效果A、B都存在A、B其一存在A、B都不存在第51页,共59页，2024年2月25日，星期天（三）重叠作用荠菜的蒴果形状遗传

三角形×卵形

T1T1T2T2

t1t1t2t2

三角形T1t1T2t2

(T1_T2_,T1_t2t2,t1t1T2_)t1t1t2t2

三角形卵形

15：1显性基因的作用相互重叠不同的显性基因都具有使果型表现为三角形的相同作用。第52页,共59页，2024年2月25日，星期天在一对等位基因中有显性和隐性之分，在两对等位基因控制同一性状时也有显隐关系，称上位和下位。一对基因对另一对基因的表现具有遮盖作用，这种非等位基因间的作用方式就称为上位性，反之，后者被前者所遮盖，称为下位性。（四）显性上位作用第53页,共59页，2024年2月25日，星期天掩盖者称为上位基因(epistaticgene)，被掩盖者称为下位基因(hypostaticgene)起遮盖作用的基因如果是显性基因，称为上位显性基因；上位作用