第二节__遗传的基本规律

(共43张PPT)
第二节 遗传的基本规律
一、基因的分离定律
孟德尔(Gregor Johann Mendel )[1822-1884]，出生于奥地利一个名叫海因策多夫(Heinzendorf)的小村中，父亲是农民，擅长嫁接;母亲是园艺工人。由于家庭的影响，孟德尔自幼酷爱自然科学。他于1981年在维也纳大学学习，1853年从维也纳到布隆(Brünn)[现在捷克的布尔诺(Brno)]修道院当修道士，直至1868年当选修道院院长为止。孟德尔从1856年起就是在修道院的花园里种豌豆，开始他的“豌豆杂交试验”，到1864年共进行了8年，发现了前人未认识到的规律，这个规律后来称为”孟德尔规律”,即遗传学上的分离规律和独立分配规律，这两个规律与后来摩尔根的连锁遗传规律并称为遗传学的三大规律。但当时这一规律并未被认可，直至他去世后的1900年，才又被重新提出。而孟得尔被称为“遗传之父”。
孟德尔的豌豆杂交试验
豌 豆
孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料
1、豌豆是自花传粉，且是闭花受粉的植物
2、豌豆有易于区分的相对性状
相对性状：
同种生物的同一性状的不同表现类型
直发与卷发？
兔的白毛和狗的黑毛？
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人的某些相对性状
下列生物性状中，不属于相对性状的是
A、小麦种子的白粒与红粒
B、狗的卷毛与白毛
C、小麦的有芒与无芒
D、五指与多指
答案:(B)
人工杂交（异花传粉）
孟德尔杂交试验的独特之处:
分别对每一对相对性状进行研究
解释:
P
F1
F2
子一代
子二代
♀
♂
×
亲本
母本
父本
杂交
自交
矮茎的性状在F1中丢失了吗 ？
显性性状
隐性性状
相对
性状
一对相对性状的遗传试验
F1中只出现高茎
F2中出现高茎和矮茎，比例为3：1
显性纯种和隐性纯种杂交，F1中只出现显性性状
F2出现性状分离， 显性性状和隐性性状，比例为3：1
一对相对性状（茎的高矮）的遗传试验
P: 高 ×　矮
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F1 高
F2 高787 矮277
比例约 3 ：1
│ ↓
│↓
F2中的3：1是不是巧合呢？
(性状遗传图解）
×
七对相对性状的遗传试验数据
2.84:1
277（矮）
787（高）
茎的高度
F2的比
另一种性状
一种性状
性状
2.82:1
152（黄色）
428（绿色）
豆荚颜色
2.95:1
299（不饱满）
882（饱满）
豆荚的形状
3.01:1
2001（绿色）
6022（黄色）
子叶的颜色
3.15:1
224（白色）
705（灰色）
种皮的颜色
3.14:1
207（茎顶）
651（叶腋）
花的位置
2.96:1
1850（皱缩）
5474（圆滑）
种子的形状
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孟德尔对相对性状遗传试验的解释
①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，在体细胞中基因是成对存在
②配子形成时，成对的基因分开，分别进入不同的配子，因此配子中基因是（ ）
③当雌雄配子结合完成受精后，基因又恢复成对。显性基因(D)对隐性基因(d)有显性作用。所以F1代表现显性性状(高茎)
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成单的
孟德尔对一相对性状遗传试验的解释
④ F1形成的配子种类、比值都相等，受精机会均等，所以F2性状分离，表现比为3:1，基因类型比为1:2:1。
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以上解释仅仅是孟德尔认为的，到底正确与否，还要通过实验验证。一个正确的理论，不仅能够解释出现的问题，还应能预测另一些实验的结果
性状分离比的模拟验证
说明： 1、两个盒子里都放有十粒黑色棋子和十
粒白色棋子　　　　　　　　　　　
2、用黑色表示显性性状，白色表示隐性
性状
　　　３、从两盒中随机抓取棋子进行组合
结果：组合类型
DD
Dd
dd
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由相同基因的配子结合而成的合子发育而成的个体，这样的个体叫做纯合子。例如DD和dd
纯合子(纯种)：
由不同基因的配子结合而成的合子发育而成的个体，这样的个体叫做杂合子。例如Dd
杂合子(杂种)：
稳定遗传，杂交后代不发生性状分离现象
不稳定遗传，杂交后代会发生性状分离现象
测交亲本 杂种一代 隐性纯种
D d dd
配子 D d d
D d
dd
测交后代
高茎
矮茎
比 例
1 ： 1
对分离现象解释验证
测交试验:
让F1与隐性纯合子杂交
A
A
A
A
A
A
a
a
a
a
a
a
染色体
复制
减Ⅰ
同源染色体分离
减Ⅱ
减Ⅱ
着丝点分裂
A
a
DNA
着丝点
基因分离定律的实质
等位基因
隐性基因
显性基因
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
实质
（1）等位基因位于一对同源染色体上
（2）等位基因随同源染色体分开而分开，独立地随配子遗传给下一代
（3）等位基因：
位于一对同源染色体相同位置上，控制着相对性状的基因
分离定律的实质:
在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，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，独立地随配子遗传给后代
解释的正确性
（一）、一对相对性状的遗传实验：
（二）、测交
P：高(纯)X 矮
F1高(显性性状)
F2：高3：矮1
(性状分离)
理论解释：
P：DD X dd
F1：Dd
配子：
F2基因型：
1D：1d
(受精机会均等)
(等位基因)
1DD：2Dd：1dd
杂交实验的数据与理论分析相符，即测F1基因型为Dd
结论：
30株高：34株矮
F1 X 矮茎
实验：
1Dd:1dd的结果
应有DdXdd
如解释正确，
分析：
验证对分离现象
测F1基因型
F1 X 隐性类型
目的：
基因分离规律小结：
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表现型是指生物个体所表现出来的性状。例如，豌豆的高茎和矮茎
指与表现型有关系的基因组成
基因型：
表现型：
基因型和表现型
基因型与表现型的关系
基因型是性状表现的内在因素,表现型是基因型的表现形式,表现型相同,基因型不一定相同,表现型不同,基因型不一定不同.因为表现型还受到环境的影响.
表现型=基因型+环境因素
显性的相对性
完全显性:
具有一对相对性状的纯合亲本杂交,F1的全部个体都表现出显性性状,并且在表现程度上和显性亲本完全一样,这种显性叫完全显性(如孟德尔研究的豌豆的7对相对性状)
不完全显性:
在生物性状的遗传中,如果F1的介于显性和隐性亲本之间,这种显性叫不完全显性
共显性:
在生物性状的遗传中,如果两个亲本的性状同时在F1的的个体上显现出来,而不是单一的表现出中间性状, 这种显性叫共显性
基因分离定律在实践的应用
在遗传育种上的应用
（育种年限长，理论上后代不会全是纯合子）
杂交育种中的连续自交及相关计算公式
在医学实践中的应用:人类遗传病预防
一对基因的遗传组合
基因分离定律事例分析棋盘法和交叉线图解法
相关概念：
亲本（P）—用于交配的两个实验材料,包括父本,母本
子代——交配后产生的后代，包括子一代（F1）、子二代（F2）······
正交——如以A为父本，B为母本进行交配
反交——以B为父本，A为母本进行交配
父本———提供精子的亲本母本——提供卵细胞的亲本
自交——同种性状的两个亲本交配，以 表示
杂交——两种不同性状的亲本杂交，以X 表示
相关概念:
1、性状:生物体的形态特征和生理特征。
2、相对性状:一种生物的同一种性状的不同表现类型。
3、显性性状:杂种一代表现出来的性状。
4、隐性性状:杂种一代未显现出来的性状。
5、性状分离:在杂种后代中，同时显现显性性状和隐性性状的现象。
6、显性基因:控制显性性状的基因。
7、隐性基因:控制隐性性状的基因。
8、表现型:生物个体表现出来的性状叫表现型。
9、基因型:与表现型有关的基因组成叫做基因型。
10、纯合子：相同基因的配子结合成的合子发育成的个体
11、杂合子：不同基因的配子结合成的合子发育成的个体
12、等位基因:位于同源染色体同一位置，控制相 对性状的基因。
基因与性状的概念系统图
基因
基因型
等位基因
显性基因
隐性基因
性状
相对性状
显性性状
隐性性状
性状分离
纯合子
杂合子
表现型
发 生
决 定
决 定
控 制
控 制
控 制
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生物个体基因型的推断方法
1、正推法
以知双亲的基因型或表现型，推子代的基因型、表现型。基本的交配组合有以下六种（设A对a为显性）
亲本组合 亲本表现型 子代基因型及比值 子代表现型及比值
AA × AA
AA × Aa
AA × aa
Aa × Aa
Aa × aa
aa × aa
显×显
显×显
显×隐
显×显
显×隐
隐×隐
AA
AA:Aa=1:1
Aa
AA:Aa:aa=1:2:1
Aa:aa=1:1
aa
全显
全显
全显
显：隐=1：1
全隐
显：隐=3；1
除此之外，还可以根据产生配子的概率，来求子代的基因型及概率。其方法是先求出亲本产生几种配子，及每种配子的概率，再用两种相关配子的概率相乘。
例如：人类白化病遗传，双亲基因型若为：Aa×Aa，父本产生A和a配子的概率各占1/2，母本产生A和a配子的概率各占1/2，因此生一个白化病孩子的概率为1/2×1/2=1/4.
点拨：
2、逆推法
根据子代的表现型或基因型及比值推断双亲的基因型。
方法一：隐性突破法。子代中隐性个体的存在，是逆推过程中的突破口。因为隐性个体一定是纯合子，基因型为aa，其中一个a来自父本，一个a来自母本，因此双亲必然都有一个隐性基因(a),然后再根据亲代的表现型做进一步的推断。
方法二：基因填充法。先根据亲代的表现型写出能确定的基因，如显性性状的基因型可用“A＿”来表示，隐性性状的基因型只有一种aa，然后再根据子代的表现型及比值，推断出亲代中未知的基因。
遗传概率计算的基本原理：
在对遗传学问题进行分析时，常遇到概率的问题，这就要依据两个基本原理分析，即：加法定理和乘法定理。
1、加法定理
当一时间出现时，另一事件就被排除，这样的两个事件程为互斥事件或交互事件，这种互斥事件出现的概率是他们各自概率之和。
例如，肤色正常(A)对白化病(a)是显性，一对夫妇的基因型都是Aa，他们孩子的基因组合就是四中可能：AA、Aa、Aa、aa，该路都是1/4，然而这些基因组合都是互斥事件，一个孩子如是AA，就不可能是其他的基因组合。所以这个孩子表现正常的概率是：1/4(AA)＋1/4(Aa)＋ 1/4(Aa) ＋1/4(aa)=3/4.
2、乘法法则
当一个时间的发生不影响另一事件的发生，这样的两个独立事件同时或相继出现的概率是他们各自概率的乘积。
例如：生男孩和生女孩的概率各为1/2，由于第一胎不论生男孩还是生女孩都不影响第二胎所生孩子的性别，因此属于两个独立事件，所以一对夫妇连续生两胎都是女孩的概率是1/2×1/2=1/4.
基因分离规律的验证方法
测交法：杂种F1与隐性类型杂交，后代出现两种基因型和表现型的个体，证明了杂种F1产生了两种配子，即等位基因彼此分离。
自交法：杂种F1自交后代F2中出现显隐性两种表现型的个体，也是由于F1产生了两种配子，即等位基因彼此分离。
花粉鉴定法：非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色，杂种非糯性水稻的花粉是减数分裂的产物，遇碘液呈现两种不同颜色，且比例为1：1，从而直接证明了杂种非糯性水稻在产生花粉的减数分裂过程中，等位基因彼此分离。
基因分离定律在实践中的应用-杂交育种
Tt
抗锈病
F1
×
Tt
抗锈病
抗锈病
不抗锈病
TT
Tt
Tt
tt
F2
×
F3
Fn
×
TT
不再发生性状分离
……
连续自交
T
t
T
t
配子
选育显性优良性状
从F2代开始连续自交选育
如何选育隐性优良性状
1/4AA 1/2Aa 1/4aa
Aa
(1/4AA 1/2Aa 1/4aa)
1/8AA 1/4Aa 1/8aa
1X1/8AA (1/4AA 1/2Aa 1/4aa) 1X1/8aa
1/16AA 1/8Aa 1/16aa
AA(1/4＋1/8＋ 1/16＋```＋1/2n＋1) Aa(1/2n) aa(1/4 ＋ 1/8 ＋`````＋1/2n＋1)
AA(1/2-1/2 n ＋ 1 ) Aa(1/2n) aa(1/2-1/2 n ＋ 1 )
P
F1
F2
F3
Fn
1x1/4AA
1x1/4aa
1x1/4AA
1x1/4aa
连续自交，后代中纯合子和杂合子所占比例（以Aa为例）
经过上面分析，我们可以得出具有一对相对性状的杂合子Aa连续自交，第n代的情况如下表：
Fn 杂合子 纯合子 显性
纯合子 隐性
纯合子 显性性状
个体 隐性性状
个体
所占比例 n 1- n - n＋1 - n＋1 ＋ n＋1 ＋ n＋1
注： 上例以Aa为亲代，其自交所得F1为子代。若以Aa为第一代，其自交所得子代为第二代，则上述所有比例式中n都应取值为n-1。对n的取值，可取为自交次数。对纯合子机率记忆方法：分子永远比分母2n少1.
思考
1、基因型分别为bb、Bb、BB的三个植物个体，其中属于杂合体的是 ，表现型相同的个体有 。
2、用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆进行杂交实验，F1产生 种不同类型的雌雄配子，其比为 。F2的基因型有 ，其比为 。其中，不能稳定遗传、后代会发生性状分离的基因型是 。
3、肤色正常的夫妇生了一个白化病的孩子，这对夫妇的基因型是 ，这对夫妇再生白化病孩子的可能性是 。
Bb
Bb和BB
2
1:1
3种
1:2:1
Dd
Bb和Bb
1/4
6、如图所示为某家族中白化病的遗传图谱。请分析并回答（以A、a表示有关的基因）：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
注： 女正常 男正常 女患者 男患者
(1).该病致病基因是 性的。(2)5号、9号的基因型分别是 和 。(3)8号的基因型是 (概率为 )或 (概率为 )；10号的基因型是 (概率为 )或 (概率为 )。(4)8号与10号属 关系，两者不宜结婚，后代中白化病机率将是 。(5)7号的致病基因直接来自哪些亲体？ 。
隐
Aa
aa
AA
1/ 3
Aa
2/3
AA
1/3
Aa
2/3
近亲
1/9
3号和4号
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