孟德尔遗传第三定律 (2).ppt

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1、复习题,遗传学的概念；研究对象；内容 遗传学的创始人；为什么说遗传学诞生于1900年？ 染色体的结构 有丝分裂和减数分裂的特点及区别,遗传学及研究对象，内容,遗传学是研究生物的遗传和变异的科学； 遗传学的研究对象是一切生物，包括植物动物，微生物及人类； 遗传学研究的内容是： 1.遗传与变异现象与基本规律 2.遗传的本质与内在规律 3.指导生物遗传改良工作,创始人和诞生年,遗传学的创始人是孟德尔 孟德尔通过对豌豆进行了杂交实验并对数据进行了统计分析之后，提出了遗传因子分离和自由组合的基本遗传规律。但是孟德尔的论文在1900年才被发现，从此孟德尔的成就才得到广泛的重视，遗传学研究才得到迅速的发展，

2、因此，人们把1900年定为遗传学形成和建立的开端。,染色体的结构,Baldwin（1975）和Bak（1977）提出了从DNA染色质到染色体的四级结构模型。 “核粒模型”假说： 染色体由DNA、Pr、RNA组成。 Pr分组蛋白和非组蛋白。组蛋白有5种：H1、H2a、H2b、H3、H4，其中H2a、H2b、H3、H4各两个分子，共8个分子构成一个球形的结构，叫核心。DNA就缠绕在这个核心上，1.75圈，构成核粒（核心加上外圈的DNA）；核粒之间有连接DNA连接，叫连接线。在连接线部位结合有一个组蛋白分子H1。 念珠结构螺线体结构超螺线体结构染色体,有丝分裂和减数分裂的特点及区别,第三章 孟德尔式

3、遗传,分离规律 独立分配（自由组合）规律 孟德尔成功的原因 孟德尔定律的意义 统计学在遗传学中的应用 孟德尔分析的扩展,一. 分离规律,孟德尔的豌豆杂交实验（一对相对性状） 分离现象的解释 基因型和表型 分离规律的验证 孟德尔第一定律 分离规律的实质和实现条件 显性的分类，表现及与环境条件的关系,1.孟德尔的豌豆杂交实验（一对相对性状）,试验材料 7对具有相对性状的豌豆品种作为试验材料 (植株高度；花着生位置；豆荚形状；未熟豆荚色；花色；种子形状；子叶颜色） 试验方法 将具有相对性状的豌豆分别进行杂交，观察后代的性状表现。,七对相对性状：,1.孟德尔的豌豆杂交实验（一对相对性状）,1.孟德尔的

4、豌豆杂交实验（一对相对性状）,以花色为例，说明孟德尔试验的过程 正交 P 红花(雌) 白花(雄) F1 红花 (自交) F2 红花 白花 株数 705 224 T=929株 比例 3.15 : 1,1.孟德尔的豌豆杂交实验（一对相对性状）,P 红花 白花 F1 红花 （自交） F2 红花 白花,1.孟德尔的豌豆杂交实验（一对相对性状）,P1 圆 P2 皱 F1 圆 F2 圆 皱,1.孟德尔的豌豆杂交实验（一对相对性状）,P1 黄 P2 绿 F1 黄 F2 黄 绿,杂交实验表现出来的特点：,F1个体是表现一个亲本的性状，而不表现另一个亲本的性状（显性性状；隐性性状） F2群体中出现性状分离，隐性

5、性状在F2中重新出现，在F2群体中显性个体数与隐性个体数的比例为3：1 （性状分离现象） 正反交结果完全一致,2.分离现象的解释,1）每对相对性状都由一对遗传因子控制，控制显性性状的叫显性遗传因子，控制隐性性状的叫隐性遗传因子。 遗传因子在体细胞中是成对存在的，但各自独立，互不混杂，在性细胞中是成单存在的。 成对的遗传因子，一个来自父方，一个来自母方。 2）遗传因子之间存在显隐性关系：控制红花的遗传因子和控制白花的遗传因子是同一遗传因子的两种存在形式。控制红花的遗传因子对控制白花的遗传因子为显性，即红花因子和白花因子同时存在时，只表现红花因子的性状。 3）成对的遗传因子在形成配子时，彼此分开，

6、分别进入不同的配子。配子的结合是随机的。这样导致F1形成两种数目相等的配子。,3.基因型和表型,等位基因；基因型；表型；纯合体；杂合体 为什么用同一字母表示一对基因？ 这对基因是同一基因的两种不同形式，在同源染色体上占有相对的位置。 字母的大小写与显隐性 大写（或“”）表示显性，小写表示隐性 纯合体和杂合体产生的配子 纯合体只产生一种配子，不发生性状分离；杂合体产生两种配子，会发生性状分离,4.分离规律的验证,测交法 F1 圆形 X 皱形 Rr rr R r r Rr rr 预期：圆形：皱形 1 ： 1 结果与预期相符,F1 红花 X 白花 CC cc C c c Cc cc 预期：红花：白花

7、 1 ： 1 结果与预期相符,测交子代表型的种类和比例直接反映出被检测个体产生配子的类型和比例,4.分离规律的验证,自交法 P RR X rr 圆 皱 F1 Rr 自交 F2 1RR : 2Rr : 1rr 自交 F3 RR 1RR:2Rr:1rr 株数 193 372 圆粒 圆粒皱粒,自交法验证了显性个体中杂合体与纯合体的比例接近 2：1,P1 黄 P2 绿 F1 黄 F2 黄 绿,4.分离规律的验证,F1花粉鉴定法 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

8、粒鉴定进行观察。 如玉米、水稻等： 糯性wxwx 非糯WxWx F1 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,碘遇直链淀粉变蓝色,为什么碘遇直链淀粉变蓝色,主要取决于淀粉本身的结构。 淀粉是白色无定形粉末，由直链淀粉（占1030%）和支链淀粉（占7090%）组成。 直链淀粉能溶于热水而不呈糊状，支链淀粉不溶于水，热水与之作用则膨胀而成糊状。 其中溶于水中的直链淀粉，呈弯曲形式，并借分子内氢键卷曲成螺旋状。这时加入碘酒，其中碘分子便钻入螺旋当中空隙，并借助范得华力与直链淀粉联系在一起，从而形成络合物。 这种络合物能比较均匀地吸收除蓝光以

9、外的其它可见光（波长范围为400750钠米），而反射光为蓝光，从而使淀粉变为蓝色。,5.孟德尔第一定律,在一对相对性状的杂交中，杂种一代在形成配子时，成对的基因彼此分开，分别到不同的配子中去，形成数目相等的两种配子，配子随机结合产生的F2代基因型比为1：2：1，表型比为3：1。,6.分离规律的实质和实现条件,实质：杂合体形成配子时等位基因分离，产生相同数目的两种配子。不是在任何时候，任何情况下分离比都是这个比例。 实现条件： 子一代形成的配子数目要相等，生活力（受精 能力）要一样。 配子的结合是随机的。 F2代中三种基因型的个体生活力要相同，至少要存活到观察统计之后。 显性完全。 基因型在理论

10、上所决定的表型和实际表现出来的表型要一致（基因型和表型要一致）。,7.显性的分类,完全显性： F1的表型或杂合体的表型和显性纯合体的表型完全一样。 不完全显性： F1的表型为双亲的中间型或F1介于双亲之间。 紫茉莉：红白 粉红 共显性： 双亲的性状同时在后代中表现。 人类：MN型LMLM为M型，LNLN为N型，LMLN为MN型 镶嵌显性： 双亲的特征在后代同一器官不同的部位同时独立表现，属于共显性的一种。,不完全显性的表现,嵌镶显性,谈家帧教授（1908-2008）,7.显隐性与环境条件的关系,例1：（外部环境条件） 红玉米：太阳红（叶杆为红色） 太阳红 正常型（绿） BB bb Bb 太阳

11、遮光 （ 红 ） （绿）,例2： （内部环境条件） 人类秃顶 秃顶 正常 AA aa Aa 男性 女性 秃顶 正常,显性是相对的，在一定条件下与隐性可相互转变。,7.显隐性与环境条件的关系,基因型环境=表现型 明确了某种基因型，只能说这个个体具备了表现该表型的可能性，还要通过环境表现，而且在一定条件下相互转变。 如： 高株AA在瘠薄地表现为矮株，矮株基因型aa在肥沃地表现为高株。 绝对与相对的关系？,二. 独立分配（自由组合）规律,两对相对性状的遗传 对自由组合规律的假设 自由组合规律的验证 孟德尔第二定律（自由组合规律）,1.两对相对性状的遗传,豌豆两对性状：种子的形状圆形与皱形， 子叶的颜

12、色黄色与绿色。 P 黄圆 绿皱 F1 黄圆 F2 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 315 101 108 32 9 : 3 : 3 : 1 亲组合：亲代就有的组合,黄圆和绿皱 重组合：亲代没有的组合,黄皱和绿圆,1.两对相对性状的遗传,结果分析 先按一对相对性状杂交的试验结果分析： 黄绿=(315+101)(108+32)=416140=2.97131 圆皱=(315+108)(101+32)=423133=3.18131 两对性状是独立互不干扰地遗传给子代每对性状的F2分离符合31比例。 F2出现两种重组型个体，说明控制两对性状的基因在从F1遗传给F2时，是自由组合的。,1.两对相对性状的遗传,按概

13、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3/43/4=9/16 黄、皱3/41/4=3/16 绿、圆1/43/4=3/16 绿、皱1/41/4=1/16 (31)2=9331,1.两对相对性状的遗传,P 黄子叶、圆粒 绿子叶、皱粒 YYRR yyrr G YR yr F1 黄子叶、圆粒YyRr 自交 F2,2.解释（假设）,(1)子叶黄色和绿色是一对相对性状，是由位于一对同源染色体上的一对等位基因来控制，黄对绿显性。种子的圆皱是另一对相对性状，是由另一对同源染色体上的另一对等位基因控制的，圆对皱显性。控制子叶颜色的基因和控制种子形状的基因互不影响，各自独立。 (2) 在

14、形成配子时，等位基因分开，分别进入不同的配子。非等位基因在配子中自由组合，致使F1代形成四种数目相等的配子。 (3) 配子的结合是随机的。,2.解释（假设）,图解杂交过程 P Y Y y y R R r r 配子 Y y R r F1 Y y R r 形成四种数目相等的配子,2.解释（假设）,绵阳的豌豆花,3.自由组合定律的验证,1）测交法： F1 双隐性亲本 黄圆YyRr 绿皱yyrr 配子 YR Yr yR yr yr 基因型 YyRr Yyrr yyRr yyrr 表现型 黄、圆 黄、皱 绿、圆 绿、皱 表现型比例 1 ：1 ： 1 ： 1 理论Ft F1为 31 27 26 26 测交

15、结果 F1为 24 22 25 26 测交结果 理论与实际结果一致，X2测验，P5%，符合理论比例 。,3.自由组合定律的验证,2）自交法 按照分离和独立分配规律的理论判断： a. 纯合基因型的F2植株有4/16(YYRR、yyRR、YYrr、yyrr)经自交的F3，性状不分离； b. 一对基因杂合的F2植株有8/16 (YyRR、YYRr、yyRr、Yyrr)经自交的F3，一对性状分离(31)，另一对性状稳定； c. 二对基因杂合的F2植株有4/16(YyRr)经自交的F3，二对性状均分离(9331)。,3.自由组合定律的验证,株数 理论比例 F2植株基因型 自交形成F3表现型 38 1/1

16、6 YYRR 黄圆，不分离 28 1/16 YYrr 黄皱，不分离 35 1/16 yyRR 绿圆，不分离 30 1/16 yyrr 绿皱，不分离 65 2/16 YyRR 圆粒，子叶色3:1分离 68 2/16 Yyrr 皱粒，子叶色3:1 分离 60 2/16 YYRr 黄子叶，子粒形状3:1 分离 67 2/16 yyRr 绿子叶，子粒形状3:1 分离 138 4/16 YyRr 两对性状均分离，呈9:3:3:1分离 T=529株F2植株群体中（按表现型归类，则） Y_R_ Y_rr yyR_ yyrr 总计 301 96 102 30 529,3.自由组合定律的验证,3）细胞学基础：

17、Y-y是一对等位基因，位于这一对同源染色体上；R-r是一对等位基因，位于另一对同源染色体上。F1的基因型必然是YyRr，在孢母细胞进行分裂时，可以形成4种孢子。 控制这两对性状的两对等位基因，分布在不同的同源染色体上；减数分裂时，每对同源染色体上等位基因发生分离，而位于非同源染色体上的基因，可以自由组合。,减数分裂（前期）,减数分裂的过程,4. 孟德尔第二定律（自由组合定律）,两对相对性状的亲本杂交，其F1个体在形成配子时，等位基因之间彼此分开，非等位基因之间彼此独立地在配子中组合，形成数量相等的四种配子，雌雄配子自由组合，显性完全时，F2代的表型比为9：3：3：1。,从而出现新的性状组合和一

18、定的分离比（实质）,三、孟德尔成功的原因,取材合理 豌豆作为遗传学研究有三大优点：严格的自花授粉（开花之前就已授粉，因此一般从市场上购来的为纯合体）；可以非常方便地进行人工杂交（雄性的花药非常发达）；豌豆的性状之间的差异非常明显。七对性状：高矮、子叶颜色等，因此容易识别后代。孟德尔所选的七对相对性状都是独立性状，没有连锁现象。,三、孟德尔成功的原因,设计合理 一次混合（杂交），连续几次分开（自交）的方法，观察分开的过程中基因的传递规律。 态度严谨 孟德尔将自交后代单株保存，六七代的材料，九十万株都严格分开保存，对每一株的姐妹株数等都很清楚。 方法正确 用了统计学的方法，孟德尔发现两大规律，主要

19、是内因，我们可学到经验，指导今后的研究。,四、孟德尔遗传规律的意义,理论意义： 首次对遗传机制做出了正确的解释，否定了当时流行的混合遗传的学术观点，为遗传学的建立奠定了坚实的基础。 实践意义：良种繁育 1.区别真伪杂种 （如：玉米黄白籽粒） 2.鉴定基因是否纯合 （自交或测交，性状分离） 3.有目的地组合两个亲本的优良性状 4.预测杂交后代中理想个体出现比例,本章概念（一）,相对性状：遗传学中，把不同品种之间表现出相对差异的一对性状称为。 性状：生物体所表现的形态特征和生理特性。 杂交：不同遗传型的个体进行有性交配。 显性性状：杂交组合的F1中表现出的亲本之一的性状称之为显性性状 隐性性状：杂交组合的F1中未表现出的另一亲本的性状称之为隐性性状,本章概念（二）,性状分离现象：显性性状和隐性性状在F2代中都表现了出来，这种现象叫做。 等位基因：遗传学中把控制相同性状的同一基因的两种不同形式，称作。(D和d） 基因型：生物个体能够遗传的、决定各种性状发育的所有基因叫。（DD) 表型：生物体所表现出来的所有形态特征、生理特征和行为特征叫。 纯合体：体细胞所含的两个基因是相同的个体 杂合体：体细胞中两个基因不同,本章概念（三）,测交：把被检测的个体与隐性纯合的个体杂交。 回交：F1个体与亲本之一进行杂交。,