第三章 孟德尔遗传

浙江大学遗传学第三章1第三章孟德尔遗传浙江大学遗传学第三章21.孟德尔分离规律、验证、应用；2.显性性状的表现以及与环境的关系；3.二对相对性状的遗传；4.多对相对性状的遗传；*5.基因互作；6.基因的作用和性状的表现：一因多效、多因一效。本章重点浙江大学遗传学第三章3人类很早就从整体上认识了遗传现象亲子性状相似直观上认为子代所表现的性状是父、母本性状的混合遗传以后世代不再分离。浙江大学遗传学第三章4第一节分离规律浙江大学遗传学第三章5一、孟德尔的豌豆杂交试验:浙江大学遗传学第三章6孟德尔试验的特点：(1).遗传纯：以严格自花授粉植物豌豆为材料；(2).稳定性状：选择简单而能稳定遗传的7对性状进行试验；(3).相对性状：采用各对性状上相对不同的品种为亲本；(4).杂交：进行系统的遗传杂交试验；(5).统计分析：系统记载各世代中不同性状个体数，应用统计方法处理数据结果否定了混合遗传观念。浙江大学遗传学第三章7孟德尔认为父母本性状遗传不是混合，而是相对独立地传给后代后代还会分离出父母本性状。提出:①.分离规律；②.独立分配规律。浙江大学遗传学第三章8生物体所表现的形态特征和生理特性，能从亲代遗传给子代。1.性状（trait）：①.单位性状（unittrait）:个体表现的性状总体区分为各个单位之后的性状。例如：豌豆的花色、种子形状、株高、子叶颜色、豆荚形状及豆荚颜色（未成熟）。浙江大学遗传学第三章9②.相对性状（contrastingtrait）：指同一单位性状的相对差异。如红花与白花、高秆与矮秆等。利用具有相对性状的个体杂交后可以对其后代的遗传表现进行对比分析和研究分析其遗传规律。浙江大学遗传学第三章102.材料：曾以豌豆、菜豆、玉米、山柳菊为材料进行试验。豌豆（Pisumsativum）杂交试验用时8年（1856~1864），选用7对相对性状。浙江大学遗传学第三章11浙江大学遗传学第三章12(1).正交P红花（雌）白花（雄）↓F1红花↓（自交）F2红花白花株数705224T=929株比例3.15:13.方法（如红花与白花亲本杂交）(2).反交白花（雌）红花（雄）↓3:1以上说明F1和F2的性状表现不因亲本而异。4.结果：7对相对性状的试验结果相同孟德尔豌豆一对相对性状杂交试验的结果F2的表现性状杂交组合F1表现的相对性状显性性状隐性性状比例花色(种皮颜色)红/白(褐色/白色)红(褐色)7052243.15:1种子性状圆/皱圆547418502.96:1子叶颜色黄/绿黄602220013.01:1豆荚形状饱满/不饱满饱满8822992.95:1未熟豆荚色绿/黄绿4281522.82:1花着生位置腋生/顶生腋生6512073.14:1株高高/矮高7872772.84:1浙江大学遗传学第三章145.特点：(1).F1性状表现一致，只表现一个亲本性状，另一个亲本性状隐藏。显性性状：F1表现出来的性状；隐性性状：F1未表现出来的性状。(2).F2分离：一些植株表现出这一亲本性状，另一些植株表现为另一亲本性状说明隐性性状未消失。(3).F2群体中显隐性分离比例大致为3:1。浙江大学遗传学第三章156.重复试验：豌豆黄色子叶绿色子叶↓F1黄色⃒（自交）F2黄色绿色粒数13470744692百分率（%）75.0924.913.01:1浙江大学遗传学第三章16二、分离规律的解释:浙江大学遗传学第三章17孟德尔提出以下假说：①.生殖细胞中存在着与相对性状对应的遗传因子控制着性状表现；②.遗传因子在体细胞内成对：如F1植株内存在一个控制红花显性性状和一个控制白花隐性性状的遗传因子；③.每对遗传因子在形成配子时可均等地分配到配子中每一配子（花粉或卵细胞）中只含其中一个；④.遗传因子在受精过程中保持独立性表现为随机性。以遗传因子解释P红花白花CCcc配子GCcF1红花CcF2雄配子(♂)雌配子(♀)CcCCC（红花）Cc（红花）cCc（红花）cc（白花）浙江大学遗传学第三章19三、表现型和基因型:浙江大学遗传学第三章202.表现型（phenotype）：生物体所表现的性状。如红花、白花内在基础环境外在表现基因型表现型（根据表现型决定）孟德尔提出的遗传因子基因（gene）1.基因型（genotype）：个体的基因组合即遗传组成；如花色基因型CC、Cc、cc。3.基因型、表现型与环境的关系：基因型环境表现型。浙江大学遗传学第三章214.基因型类型：(1).纯合基因型（homozygousgenotype）：或称纯合体，成对基因相同，纯质结合。如CC、cc。(2).杂合基因型（heterozygousgenotype）：或称杂合体，成对基因不同，杂质结合。如Cc。虽然Cc与CC的表现型一致，但其遗传行为不同。可用？？鉴定：CC纯合体稳定遗传；Cc杂合体不稳定遗传；cc纯合体稳定遗传。自交浙江大学遗传学第三章22四、分离规律的验证:浙江大学遗传学第三章23分离规律假设：体细胞中成对基因在配子形成时将随着减数分裂的进行而互不干扰地分离；配子中只含有成对基因中的一个。茶叶蚕豆后期Ｉ浙江大学遗传学第三章24测交法（testcross）：也称回交法。即把被测验的个体与隐性纯合基型的亲本杂交，根据测交子代（Ft）的表现型和比例测知该个体的基因型。㈠、测交法：浙江大学遗传学第三章25供测个体隐性纯合亲本测交子代Ft。例如红花白花Cccc红花白花Cccc1:1红花白花CCccFt红花Cc比例全部浙江大学遗传学第三章26F2植株个体通过自交产生F3株系，根据F3株系的性状表现，推论F2个体的基因型。㈡、自交法：P红花白花CC↓ccF1红花Cc⃒F2红花红花白花CCCccc↓↓↓F3红花分离白花1:2:1试验结果：100株F2红花株↓F3株系全为红花株3红:1白株系数1/3（36株）2/3（64株）1:1.8浙江大学遗传学第三章28豌豆F2表现显性性状的个体自交后的F3表现型种类及其比例性状显性F3株系总数F3全部表现显性性状株系数F3表现显性:隐性=3:1株系数花色红10036(1)64(1.80)种子性状圆565193(1)372(1.93)子叶性状黄519166(1)353(2.13)豆荚形状饱满10029(1)71(2.45)未成熟荚色绿10040(1)60(1.50)花着生位置腋生10033(1)67(2.03)植株高度高10028(1)72(2.57)浙江大学遗传学第三章29杂种细胞进行减数分裂形成配子时，由于各对同源染色体分别分配到两个配子中，位于同源染色体的等位基因随之分离进入不同配子。这种现象在水稻、小麦、玉米、高粱、谷子等植物中可以通过花粉粒鉴定进行观察。㈢、F1花粉鉴定法：浙江大学遗传学第三章30糯性非糯wxwx↓WxWxF1非糯Wxwx↓观察花粉颜色（稀碘液）糯性（wx）:非糯（Wx）红棕色兰黑色1:1如玉米、水稻等：浙江大学遗传学第三章31五、分离比实现的条件:浙江大学遗传学第三章32分离规律的表现：以一对相对性状为例：F1在完全显性的条件下F2为3:1测交时Ft为1:1在于成对基因的分离和组合，需满足以下条件。PFt浙江大学遗传学第三章331.研究的生物体必须是二倍体(2n)，相对性状差异明显；2.杂种减数分裂时各同源染色体必须以均等的机会分离形成数目相等的配子两类配子发育良好，雌雄配子受精机会均等；3.受精后各基因型的合子成活率均等；4.显性作用完全，不受其它基因影响而改变作用方式，即简单的显隐性；5.杂种后代处于相对一致的条件下，试验群体大。浙江大学遗传学第三章34六、分离规律的应用:浙江大学遗传学第三章351.是遗传学中性状遗传最基本的规律，在理论上说明了生物界由于杂交后代的分离而出现变异的普遍性；2.从本质上说明控制性状的遗传物质是以基因存在，基因在体细胞中成双、在配子中成单，具有高度的独立性；3.在减数分裂配子的形成过程中，成对基因在杂种细胞中彼此互不干扰、独立分离，通过基因重组在子代中继续表现各自的作用。Rr浙江大学遗传学第三章364.杂种通过自交将产生性状分离，同时导致基因纯合。纯合亲本杂交杂种自交性状分离选择纯合一致的品种。∴亲本要纯F1真杂种F2才会按比例分离：如果F1假杂种F2不分离。如果父母本不纯F1分离。浙江大学遗传学第三章375.通过性状遗传研究，可以预期后代分离的类型和频率，进行有计划种植，以提高育种效果，加速育种进程。如水稻抗稻瘟病抗（显性）感（隐性）↓F1抗↓F2抗性分离有些抗病株在F3还会分离。6.良种生产中要防止天然杂交而发生分离退化，去杂去劣及适当隔离繁殖。7.利用花粉培育纯合体：杂种（2n）↓配子（n）↓组织培养单倍体植株（n）↓加倍纯合二倍体植株（2n）品种浙江大学遗传学第三章39第二节独立分配规律浙江大学遗传学第三章40孟德尔以豌豆为材料，选用具有两对相对性状差异的纯合亲本进行杂交研究两对相对性状的遗传后提出：独立分配规律（自由组合规律）。浙江大学遗传学第三章41一、两对相对性状的遗传:浙江大学遗传学第三章42P黄色子叶、圆粒×绿色子叶、皱粒↓F1黄色子叶、圆粒15株自交结556粒种子↓㈠、试验结果：F2种子黄、圆黄、皱绿、圆绿、皱总数实得粒数31510110832556理论比例9：3：3：116理论粒数312.75104.25104.2534.75556浙江大学遗传学第三章43在两对相对性状遗传时：F1出现显性性状；F2出现4种类型：2种亲本型2种新的重组型。（两者成一定比例）浙江大学遗传学第三章44先按一对相对性状杂交的试验结果分析：黄∶绿=(315+101)∶(108+32)=416∶140=2.97∶1≈3∶1圆∶皱=(315+108)∶(101+32)=423∶133=3.18∶1≈3∶1㈡、结果分析:∴每对性状的F2分离均符合3∶1比例两对性状是独立互不干扰地遗传给子代。F2出现两种重组型个体说明控制两对性状的基因从F1遗传给F2时，是自由组合的。浙江大学遗传学第三章45按概率定律，两个独立事件同时出现的概率是分别出现概率的乘积：黄、圆3/4×3/4=9/16黄、皱3/4×1/4=3/16绿、圆1/4×3/4=3/16绿、皱1/4×1/4=1/16(3∶1)2=9∶3∶3∶1浙江大学遗传学第三章46二、独立分配现象的解释:浙江大学遗传学第三章47独立分配规律的要点：控制两对不同性状的等位基因在配子形成过程中，一对等位基因与另一对等位基因的分离和组合互不干扰，各自独立分配到配子之中。RrYy浙江大学遗传学第三章48从遗传角度考虑（以基因符号表示）：P黄子叶、圆粒绿子叶、皱粒YYRRyyrr↓↓GYRyrF1黄子叶、圆粒YyRr↓F2雄配子（♂）雌配子（♀）YRYryRyrYRYYRR(黄园)YYRrYyRRYyRrYrYYRrYYrr(黄皱)YyRrYyrryRYyRRYyRryyRR(绿园)yyRryrYyRrYyrryyRryyrr(绿皱)F2基因型和表现型归类：豌豆黄色、园粒×绿色、皱粒的F2基因型和表现型的比例表现型基因型基因型比例表现型比例F3株系黄园Y_R_YYRRYyRRYYRrYyRr1224938不分离653:1603:11389:3:3:1黄皱Y_rrYYrrYyrr12328不分离683:1绿园yyR_yyRRyyRr12335不分离673:1绿皱yyrryyrr1130不分离F2群体共有9种基因型，其中：4种基因型为纯合体；1种基因型的两对基因均为杂合体，与F1一样；4种基因型中的一对基因纯合，另一对基因杂合。F2群体中有4种表现型，∵Y对y显性，R对r显性。浙江大学遗传学第三章50细胞学基础：Y-y等位基因位于这一对同源染色体上；R-r等位基因位于另一对同源染色体上。F1基因型是YyRr孢母细胞进行分裂时，可以形成4种配子：YRYryRyr配子比例1：1：1：1表型比例9：3：3：1浙江大学遗传学第三章51独立分配的实质：控制两对性