普通生物学20章遗传的基本规律

1、普通生物学,20 遗传的基本规律,本章主要内容,第一节 遗传第一定律 第二节 遗传第二定律 第三节 孟德尔定律的拓展 第四节 遗传的染色体基础 第五节 性染色体与性连锁遗传 第六节 连锁交换定律 第七节 高等植物的细胞质遗传,20.1 遗传的第一定律,20.1.1 孟德尔及其豌豆杂交实验,孟德尔选用严格自花授粉的豌豆（Pisum sativum）为试验植物，从中选取了许多稳定的、易于区分的性状作为观察分析的对象。 1、种子形状 2、子叶颜色 3、种皮的颜色 4、豆荚形状 5、未熟豆荚颜色 6、花着生位置 7、植株高度,遗传的第二定律,P 黄色、圆粒 绿色、皱粒 F1 黄色、圆粒 F2 黄色、圆

2、粒 黄色、皱粒 绿色、圆粒 绿色、皱 种子数 315 101 108 32 理论比例 9 3 3 1,黄色：绿色=（315+101）：（108+32）=416：140 圆粒：皱粒=（315+108）：(101+32）=423：133 每对性状的F2分离仍然符合3：1的比例，说明它们是彼此对立地从亲代遗传给后代的，没有发生任何干扰的情况。在F2群体中两种重组型个体出现，说明两对性状的基因在从F1遗传给F2时，进行了自由组合。两个独立事件同时出现的概率，为分别出现的概率的乘积，因而黄子叶和圆粒同时出现的机会为,，黄子叶和皱粒同时出现的机会为,，绿子叶和圆粒同时出现的机会是,，绿子叶和皱粒同时出现的

3、机会是,。,测交,水稻有芒（A）对无芒（a）为显性，抗病（R）对感病（r）为显性。某一水稻品种为无芒感病，另一水稻品种为有芒抗病，现将两者杂交，若要在F3中获得10个稳定遗传的无芒抗病植株，在F2中至少需要多少无芒抗病植株？,1、基因互作产生新性状 P RRpp rrPP 玫瑰冠 豆冠 F1 RrPp 胡桃冠 F2 R_P_ R_pp rrP_ rrpp 胡桃冠 玫瑰冠 豆冠 单冠,2、互补作用 若干个独立遗传基因分别处于纯和显性或杂合状态时，共同决定一种性状的现象。 香豌豆杂交试验白花 紫花 P CCpp ccPP 白花 白花 F1 CcPp 紫花 F2 9紫花C_P_ ：7白花3Ccpp+

4、3ccPp+1ccpp,3、积加作用 两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时能分别表现相似的性状，两种基因均不存在时又表现第三种性状的基因互作 南瓜（Cucurbita pepo） P 圆球形AAbb 圆球形aaBB F1 扁圆形AaBb F2 9扁圆形A_B_:6圆球形3A_bb+3aaBb:1长圆形aabb,4、重叠作用 不同对基因互作时，对表现型产生相同的影响，F2只产生两种分离类型。 荠菜（Brusa pursa-pastoria）果实常见的是三角形蒴果，极少数为卵形蒴果。 P 三角形T1T1T2T2 卵形t1t1t2t2 F1 三角形T1t1T2t2 F2 15三角形9 T1

5、_T2_+3 T1_ t2t2+3 t1t1 T2_：1卵形t1t1t2t2 每对基因中的显性基因具有使蒴果表现为三角形的相同作用。显性基因作用相同，但并不表现累积的效应。只要有一个显性基因存在，就能使显性性状得到发育。,5、显性上位作用,5 上位作用 两对独立遗传基因共同对一对性状发生作用，而且其中一对基因对另一对基因的表现有遮盖作用。起遮盖作用的基因为显性基因则称为显性上位作用。 西葫芦的显性白皮基因（W）对显性黄皮基因（Y）有上位性作用，当W基因存在时能阻碍Y基因的作用，表现为白色；缺少W时，Y基因表现其黄色作用；如果W和Y都不存在，则表现y基因的绿色。 P 白皮WWYY 绿皮wwyy

6、F1 白皮WwYy F2 12白皮9W_Y_+3W_yy: 3黄皮wwY_: 1绿皮wwyy,隐性上位作用,在两对互作的基因中，其中一对隐性基因对另一对基因起上位作用，称隐性上位作用。玉米胚乳蛋白质层颜色的遗传，当基本色泽基因C存在时，另一对基因Prpr都能表现各自的作用，即Pr表现紫色，pr表现红色。缺C基因时，隐性基因c对Pr和pr起上位作用，使得Pr和pr都不能表现其性状。 P 红色蛋白质层CCprpr 白色蛋白质层ccPrPr F1 紫色CcPrpr F2 9紫色（C_Pr）：3红色（C_prpr）：4白色（3ccPr_+1ccprpr）,7、抑制作用 两对独立基因中，其中一对显性基因

7、，本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的表现有抑制作用，成为抑制基因。玉米胚乳蛋白质层颜色杂交试验中，白色白色，F1表现白色，F2表现13白色：3有色。如果C（基本色泽基因）和I（抑制基因）决定蛋白质层的颜色，F1和F2基因型如下： P 白色蛋白质层CCII 白色蛋白质层ccii F1 白色CcIi F2 13白色（9C_I_+3ccI_+1ccii）：3有色（C_ii）,番茄的红果（Y）对黄果（y）为显性，二室（M）对多室（m）为显性。两对基因是独立遗传的。当一株红果、二室的番茄与一株红果、多室的番茄杂交后，子代（F1）群体内有3/8的植株是红果、二室的，3/8是红果多室的，1/8是黄果、

8、二室的，1/8是黄果多室的。试问这两个亲本的基因型是怎样的？,2、光颖、抗锈、无芒（ppRRAA）小麦和毛颖、感锈、有芒（PPrraa）小麦杂交，希望从F3选出毛颖、抗锈、无芒（PPRRAA）的小麦10株，试问在F2群体中至少应选择表现型为毛颖、抗锈、无芒的小麦多少株？,摩尔根在研究果蝇的两对常染色体上的基因时发现了类似的连锁现象。一对基因决定眼色，红眼为显性（pr+），紫眼为隐性（pr），另一对基因决定翅长，长翅即正常翅为显性（vg+），残翅为隐性（vg）。摩尔根让prprvgvg个体与pr+ pr+ vg+ vg+个体交配，然后再使F1雌蝇测交，结果如下： P pr+ pr+ vg+ vg

9、+ prprvgvg 测交 F1 pr+pr vg+vg prprvgvg Ft pr+pr vg+vg 1339 prprvgvg 1195 pr+pr vgvg 151 prpr vg+vg 154 F1虽然形成4种配子，但4种配子的比例显然不符合1：1：1：1，而是两种亲本型配子pr+ vg+和prvg多，两种重组型配子pr+ vg和pr vg+少。两种亲本型配子数大致相等，两种重组型配子数也大致相等。,相斥相杂交试验 P pr+ pr+vgvg prpr vg+ vg+ 测交 F1 pr+pr vg+vg prprvgvg Ft pr+pr vg+vg 157 prprvgvg 146

10、 pr+pr vgvg 965 prpr vg+vg 1067 相斥组的测交试验结果与相引组的基本一致，4种配子数目不等，亲本型配子多，两种重组型配子少。 解释：控制眼色和翅长的两对基因位于同一同源染色体上。因此，两个基因连锁在一条染色体上，在减数分裂时，来自父母双方的两条同源染色体被分配到不同配子中去。重组型配子的形成是由于一部分细胞中的同源染色体的两条非姊妹染色单体之间发生了交换，因此4种配子中，大多数为亲本型配子，少数为重组型配子。,杂种F1与隐性纯合个体测交 以玉米籽粒颜色和形状两对连锁基因为例。玉米籽粒有色（C）对无色（c）为显性，饱满（Sh）对凹陷（sh）为显性。 P CCShSh

11、 ccshsh 测交 F1 CcShsh ccshsh Ft CcShsh Ccshsh ccShsh ccshsh 4032 149 152 4035 重组型配子数=149+152=301 总配子数=4032+149+152+4035=8368 交换值=301/8368100%,交换值（%）=重组型配子数/总配子数100%,例如：水稻抗稻瘟病（Pi-zt）与迟熟（Lm）均为显性。二者连锁遗传、交换率为2.4%。如希望在F3选出抗病早熟纯合株系（PPll）5个，问：（1）F2群体至少种多大群体?（2）F2群体中抗病早熟的个体至少要多少株？,纯合的匍匐、多毛、白花的香豌豆与丛生、光滑、有色花的香

12、豌豆杂交，产生F1全是匍匐、多毛、有色花。如果F1与丛生、光滑、白色花又进行杂交，后代可望获得近于下列的分配，试说明这些结果，求出重组率。 匍、多、有 6% 丛、多、有 19% 匍、多、白 19% 丛、多、白 6% 匍、光、有 6% 丛、光、有 19% 匍、光、白 19% 丛、光、白 6%,色盲性连锁： 控制色盲的基因为隐性c，位于X染色体上，Y染色体上不带其等位基因； 由于色盲基因存在于X染色体上，女人在基因杂合时仍正常；而男人Y基因上不带其对应的基因，故男人色盲频率高。 女：XCXc杂合时非色盲，只有XcXc纯合时才是色盲； 男：Y染色体上不携带对应基因，XCY正常、XcY色盲。,真核生物

13、遗传物质的传递 有丝分裂 减速分裂 第一次分裂 （1）前期I 1）细线期 核内出现细长如线的染色体 2）偶线期 同源染色体配对，出现联会现象，各对同源染色体的对应部位相互紧密并列，逐渐沿纵向联结在一起，形成二价体。 3）粗线期 二价体逐渐缩短变粗，形成四合体。非姊妹染色单体间出现交换。 4）双线期 四合体继续缩短变粗，联会的二价体因非姊妹染色单体相互排斥而松散，但仍被几个交叉连接在一起。 5）终变期 染色体变得更为浓缩和粗短，交叉向染色体两端移动，逐渐接近末端。,小麦粗线期 玉米粗线期,（2）中期I 核仁和核膜消失，出现纺垂体，纺锤丝与各染色体着丝点连接。 （3）后期I 在纺锤丝牵引下，各个二

14、价体各自分开，两个同源染色体分别向两极移动。 （4）末期I 染色体移到两极后，松散变细，形成两个子核，细胞质分为两部分，形成两个子细胞，即二分体。 第二次分裂 （1）前期II 每个染色体含有两条染色单体，着丝点仍连在一起，染色单体分得很开。 （2）中期II 每条染色体的着丝点整齐的排列在赤道板上，着丝点开始分裂。,（3）后期II 着丝点分裂为二，各个染色单体变为染色体，由纺锤丝分别拉向两极。 （4）末期II 到达两极的染色体形成新的子细胞，同时细胞质又分为两部分，形成四分体。 减数分裂的遗传学意义： 减数分裂产生的雌雄配子染色体数目减半，通过受精作用，又恢复为全数的染色体，保证了亲代与子代之间

15、染色体数目的恒定性，为后代的正常发育和性状遗传提供了物质基础，保证了物种相对稳定性。 同源染色体在减数分裂中期I排列在赤道板上，然后分别向两极移动，但各对染色体中的两个成员在后期I分向两极是随机的，子细胞在染色体组成上可能出现多种多样的组合。同时，减数分裂过程中，非姊妹染色单体间还能发生交换，增加了后代遗传差异的复杂性，为生物的变异提供了物质基础。,.紫茉莉花斑植株： 着生绿色、白色和花斑三种枝条，且白色和绿色组织间有明显的界限。,.柯伦斯杂交试验： 接受花粉的枝条提供花粉的枝条杂种植株的表现 白色白色、绿色、花斑均为白色 绿色白色、绿色、花斑均为绿色 花斑白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑

16、杂种植株所表现的性状完全由母本枝条所决定，与提供花粉的父本枝条无关。 控制紫茉莉花斑性状的遗传物质是通过母本传递的。,.原因： 花斑枝条： 绿细胞中含有正常的绿色质体(叶绿体)； 白细胞中只含无叶绿体的白色质体(白色体)； 绿白组织交界区域：某些细胞内既有叶绿体、又有白色体。 紫茉莉的花斑现象是叶绿体的前体（质体）变异而引起的。 花粉中精细胞内不含质体，上述三种分别发育的卵细胞无论接受何种花粉，其子代只能与提供卵细胞的母本相似，分别发育成正常绿株、白化株、花斑株。,Baterson，Saunders，Punnett发现甜豌豆有两类花粉：长形和圆形。一个纯种长形花粉植株与纯种圆形花粉植株杂交，F

17、1是长形花粉，F1F1杂交产生的F2有3/4产生长形花粉，1/4产生圆形花粉。由于这个性状是单基因引起的，假使一半花粉带有长形等位基因，另一半花粉带有圆形等位基因，那为何F1只有长形花粉呢？,1、常染色体隐性性状。 2、常染色体显性性状。 3、X染色体隐性性状。 4、X染色体显性性状。,3,1、常染色体隐性性状。 2、常染色体显性性状。 3、X染色体隐性性状。 4、X染色体显性性状。,4,1、常染色体隐性性状。 2、常染色体显性性状。 3、X染色体隐性性状。 4、X染色体显性性状。,1,1、常染色体隐性性状。 2、常染色体显性性状。 3、X染色体隐性性状。 4、X染色体显性性状。,4,单倍体,

18、二倍体,20世纪70年代，Gerald Fink想用酵母的两个Leu2基因突变株来构造新的酵母菌株。他用Leu2-3突变株与Leu2-112突变株杂交（上述两个突变株均为Leu-，即不能在缺乏亮氨酸的培养基上生长），杂交后得到的两种类型的子囊（如下图所示）。 Type 1 Type 2 4 Leu 3 Leu : 1 Leu + 49个子囊是类型1，而只有一个子囊是类型2。,问题： 1、解释为何杂交只产生两种类型的子囊? 2、具有Leu2-3和Leu2-112的双突变孢子就在2型子囊中，为何不能用互补检验法找出这个双突变个体？ 3、你能否设计一个方法来找出这个双突变个体？,作为一名遗传学家，你饲养了一批属于相同家系实验老鼠： 一天你在你的老鼠中发现了一个有趣的变异类型：弯尾老鼠。 1、你用弯尾老鼠（雄性）与几只野生型老鼠杂交，结果一半老鼠幼崽为弯尾，一半为正常。那么弯尾对正常尾是显性性状还是隐性性状？（设等为基因为T，t） 2、如果用从1中得到的弯尾老鼠进行杂交，杂交后代的分类比例如何？ 3、当你用从1中得到的弯尾老鼠进行杂交，你发现1/3的雄性弯尾后代不能产生精子，剩下的2/3雄性弯尾后代、所有的雌性弯尾后