第二节 遗传的基本规律.ppt

1、遗传的基本规律,遗传学之父 孟 德 尔,基 因 的 分 离 定 律,基 因 的 自 由 组 合 定 律,遗传学之父孟德尔,孟德尔生平,孟德尔的成功之道,遗传学之父孟德尔,孟德尔生平,孟德尔（1822-1884）出生于捷克的摩拉维亚（当时属奥地利），从小就在家里帮助父亲嫁接果树，在学习上已经表现出非凡的才能。1844-1848年，孟德尔在布隆大学哲学院学习神学，曾选修迪博尔（1770-1859）讲授的农学、果树学和葡萄栽培学等课程。1848年在维也纳大学期间，孟德尔先后师从著名物理学家多普勒（1803-1853）、物理学家埃汀豪生和植物生理学家翁格尔（18001870），这三个人对他的科学思想无

2、疑产生了很大影响。,遗传学之父孟德尔,孟德尔生平,当时大多数科学家所惯用的是培根式的归纳法，而多普勒则主张，先对自然现象进行分析，从分析中提出设想，然后通过实验来进行证实或否决。埃汀豪生是一位成功地应用数学分析来研究物理现象的科学家，孟德尔曾对他的大作组合分析仔细拜读。孟德尔后来做豌豆实验，能坚持正确的指导思想，成功地将数学统计方法用于杂种后代的分析，与这两位杰出物理学家不无关系。,遗传学之父孟德尔,孟德尔生平,翁格尔当时正从事进化学说的研究，他认为研究变异是解决物种起源问题的关键，并且用这种观点去启发他的学生孟德尔。通过翁格尔，孟德尔了解了盖尔特纳的杂交工作。盖尔特纳曾用80个属700个种的

3、植物，进行了万余项的独立实验，从中产生了258个不同的杂交类型，这些成果都记录在1849年出版的盖尔特纳的著作植物杂交的实验与观察中，虽然这本书写得既单调又重复，但涉及的范围很广，包含着一些极有价值的观察结果。达尔文和孟德尔都曾仔细地读过这本书。孟德尔读过的书至今还保存在捷克布隆的孟德尔纪念馆内，书中遍布记号和批注，有的内容正是以后孟德尔的实验计划里的组成部分。由此可见，一个伟大的科学思想的形成绝非偶然。,遗传学之父孟德尔,孟德尔生平,1854年以后，在布隆修道院做神甫的孟德尔同时还在布隆国立德文高级中学代课，讲授物理学和博物学，为时长达14年之久。在此期间他完成了著名的豌豆实验，并成为摩拉维

4、亚农业协会自然科学分会的会员。1867年，布隆修道院老院长纳普去世，孟德尔继任。从此，孟德尔为宗教职务所累，告别了教学和研究工作，直至1884年去世。,遗传学之父孟德尔,孟德尔的成功之道,第一：试验材料的选择,第二：研究分析问题的方法,第三：试验过程的态度,选择豌豆作为试验的材料。,对性状由简到繁的分析（先一对，再多对）。,第四：科学的试验程序,详细的记载，科学（统计学）的分析。,现象解释（假说）验证结论,基因的分离定律,基因我们通常是看不见的，但生物的具体性状通常是可以看见或者检测到的。基因作为控制生物性状的结构和功能的基本单位，其变化与生物性状的变化必是平行的。因此，我们可通过生物前后代间

5、性状的变化规律，反推出基因的变化规律。,研究策略,基因的分离定律,材料的选择,定律的实质,试验的程序,研究对象,一对相对性状,豌豆,豌豆是自花传粉植物，且是闭花授粉。从而保证在自然条件下，豌豆一般都是纯合子。,豌豆的一些品种之间的性状易于区分且表现稳定。易于试验结果的观察与分析。,豌豆,性 状,性状,相对性状,显性性状,隐性性状,在杂种子一代中显现出来的性状。,在杂种子一代中未显现出来的性状。,图1 耳垂的位置 1、有耳垂 2、无耳垂,图2 卷 舌 1、有卷舌 2、无卷舌,图3前额中央发际有一三角形突出称美人尖 1、有美人尖 2、无美人尖,图4 拇指竖起时弯曲情形 1、挺直 2、拇指向指背面弯

6、曲,图5上眼脸有无褶皱 1、双眼皮 2、单眼皮,图6 食指长短 1、食指比无名指长 2、食指比无名指短,图 7 脸颊有无酒窝 1、有酒窝 2、无酒窝,图8 双手手指嵌合 1、右手拇指在上 2、左手拇指在上,科学的结论形成的一般过程:,发现问题,解释现象,试验验证,得出结论,试验的程序,问题的发现,一对相对性状的遗传试验,为什么子一代中只表现一个亲本的性状（高茎），而不表现另一个亲本的性状(矮茎)或不高不矮？,F2中的3：1是不是巧合呢？,而另一个亲本的性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢？,F1: 高茎? 矮茎? 不高不矮?,七对相对性状的遗传试验数据,面对这些实验数据，你认为3:1是偶然的还

7、是必然的？该如何解释这一实验现象呢？,孟德尔生活的时代比较流行融合遗传理论。它的基本论点是：遗传因子或遗传物质相遇的时候，彼此会相互混合，相互融化，而成为中间类型的东西。根据融合理论来推理，甲和乙杂交，就会产生出混血儿，甲的遗传因子和乙的遗传因子，都变成了中间类型的东西。好比两种液体混合在一起似的，亲代的遗传因子都因为融合而消失了。,假设的提出,孟德尔对相对性状遗传试验的解释：,相对性状是由遗传因子（现称基因）决定的。显性性状由显性基因控制，用大写字母表示，隐性性状由隐性基因控制的，用小写字母表示，在体细胞中是成双存在。,配子形成时，成双的基因分开，分别进入不同的配子。,当雌雄配子结合完成受精

8、后，又恢复成对。显性基因(D)对隐性基因(d)有显性作用。所以F1表现显性性状。,F1形成配子时，成对的基因分离，每个配子中只得到其中的一个基因。,F1所形成配子的种类、比值都相等，受精机会也均等，所以F2出现性状分离，表现型(显/隐性)之比为 3:1，基因型(DD/Dd/ dd)之比为 1:2:1。,现象的解释,孟德尔对相对性状遗传试验的解释：,基 因,基因是决定生物性状的基本单位，是有遗传效应的DNA片段。,等位基因,位于一对同源染色体的相同位置上，控制着相对性状的基因。,显性基因,隐性基因,控制显性性状的基因。,控制隐性性状的基因。,性状分离,性状分离： 在杂种后代中，同时显现出显性性状

9、和隐性性状的现象。,基因型和表现型,基因型,表现型,生物个体表现出来的性状。,与表现型有关的基因组成。,一一对应？,显性,隐性,AA,Aa,aa,?,+,外界环境,（内因）,试验的论证,就是让杂种子一代（F1）与隐性纯合子杂交，用来测定F1基因型的试验方法。,孟德尔的测交试验,测交试验结果预测,测交后代中 高茎：矮茎1：1,测交试验实际结果,测交后代的64株中： 高茎30株，矮茎34株。两性状分离比接近1：1。,结论的得出,用遗传因子（基因）解释生物性状的变化是比较可行的！,基因的定位,基因位于染色体上，且等位基因正好位于一对同源染色体上。,基因分离定律的实质,在杂合子的细胞中，位于一对同源染

10、色体上的等位基因，具有一定的独立性，生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立的随配子遗传给后代。,一对相对性状各种组合的分析,亲本的表现型,显显,显显,显隐,显显,显隐,隐隐,子一代的基因型,子一代的表现型,AA,Aa,aa,显性,隐性,1,1,1,3,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,*,*,无中生有，有为隐,亲本的基因型,AAAA,AAAa,AAaa,AaAa,Aaaa,aaaa,显显,1,显隐,有中变无，无为隐,一对杂合体的黑毛豚鼠交配，生出四只豚鼠。它们的表现型及数量可能是 （ ）A全部黑色或全部白色B三黑一

11、白或一黑三白C二黑二白 D以上任何一种,正常人的褐眼（A）对蓝眼（a）为显性，一个蓝眼男子和一个其母是蓝眼的褐眼女子结婚。从理论上分析，他们生蓝眼孩子的概率是 （ ）A50 B25 C75 D12.5,D,A,大豆的白花和紫花为一对相对性状。下列四种杂交实验中，能判定性状显隐性关系的是 （ ）紫花紫花紫花 紫花紫花301紫花+110白花紫花白花紫花 紫花白花98紫花+107白花A.和 B.和C.和D.和,豌豆未成熟豆荚绿色对黄色是显性，让杂合体绿色豌豆雌蕊接受黄色豆荚豌豆的花粉，所结出数十个豆荚的颜色及比应是 （ ）A.绿色：黄色=1：1B.绿色：黄色=3：1C.全部为黄色 D.全部为绿色,B

12、,D,基因分离规律在实践中的应用,纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米的籽粒，而非甜玉米果穗上无甜玉米的籽粒，你认为原因是什么？,解释现象,杂交育种上的应用,需具有稳定遗传性状的品种！,纯种,显性,隐性,AA 或 Aa,aa,AA,Aa,AA,Aa,aa,aa,自 交,自 交,连续自交至不再发生性状分离,直接取用,预测结果,右图为某家庭白化病系谱,其中3、5和10的基因型分别是 、 和 。,5和6再生一个孩子，生出患病孩子的几率是 。如果8与10结婚, 生出的孩子中患病的概率为 。,Aa,Aa,AA或Aa,1/4,1/6,无中生有,有为隐 双亲杂合无需因,基因的自

13、由组合定律,定律的应用,定律的揭示,研究对象,两对相对性状,基因的自由组合定律,粒形,粒色,圆,皱,黄,绿,基因的自由组合定律,亲 本 (p),子一代 (F1),黄色圆粒,绿色皱粒,黄色圆粒,子二代 (F2),黄色圆粒,绿色圆粒,黄色皱粒,绿色皱粒,315 108 101 32,9 : 3 : 3 : 1,基因的自由组合定律,粒形,315 + 108 423,101 + 32 133,3 : 1,粒色,315 + 101 416,108 + 32 140,3 : 1,基因的自由组合定律,y y r r,Y R,Y R,y R,Y r,y r,y R,Y r,y r,配子,Y y R r,基因的

14、自由组合定律,基因的自由组合定律,Y y R r,测 交,杂种子一代,y y r r,隐性纯合子,Y R,y R,Y r,y r,y r,Y y R r,Y y r r,y y R r,y y r r,1 ： 1 ： 1 ： 1,预测：,基因的自由组合定律,结果：,1 ： 1 ： 1 ：1,基因的自由组合定律,F1在形成配子时不同对的基因之间是可自由组合的。,实质：,、位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的。,、减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。,基因自由组合规律在实践中的应用,杂交育种上的应用,无芒不抗病,有芒抗

15、病,有芒抗病,aarr,AARR,AaRr,有芒不抗病,有芒抗病,无芒不抗病,无芒抗病,无芒抗病,aaRR,aaRr,aaRR,预测结果,人类多指症为显性遗传病(由显性致病基因P控制)，白化病是一种隐遗性传病(由隐性致病基因a控制)，已知控制这两种疾病的等位基因都在常染色体上,并且是独立遗传的.一家庭中，父亲多指,母亲正常,他们有一个患白化病但手指正常的孩子.则其父母的基因型分别为: 父亲: 母亲: .,如果他们再生一个孩子，则： （1）这个孩子表现正常的可能性是 （ ） （2）这个孩子只患一种病的概率是 （ ） （3）这个孩子同时患两种病的概率是（ ）,AaPp,Aapp,1/8,3/8,1

16、/2,右系谱图表示某家族中患某两种遗传病的情况(红、绿表示患者，白色表示正常，红的性状由基因H、h控制，绿的性状由基因B、b控制).其中一种为显性遗传病.,(1).3的基因型为 ，4的基因型为 。他们再生一个孩子，同时患两种病的概率是 。,BbHh,bbHh,1/8,已知某雄性动物体细胞的基因型为AaBb (该两对等位基因分别位于两对同源染色体上),则其精原细胞经减数分裂后,所得精子的基因型共有 种.,已知某雌性动物体细胞的基因型为AaBb (该两对等位基因是独立遗传的),则其卵原细胞经减数分裂后,所得卵细胞的基因型共有 种.,已知某雄性动物体细胞的基因型为AaBb (该两对等位基因是独立遗传的),则其一个精原细胞经减数分裂后,所得精子细胞的基因型共有 种.,已知某雌性动物体细胞的基因型为A