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1、1豌豆杂交操作方法第1页/共179页2第三章 遗传的基本规律第一节第一节 分离规律分离规律第二节第二节 独立分配规律独立分配规律第三节第三节 连锁遗传规律连锁遗传规律第四节第四节 交换值及其测定交换值及其测定第五节第五节 连锁遗传的应用连锁遗传的应用第六节性别决定及性连锁第六节性别决定及性连锁第七节第七节 细胞质遗传细胞质遗传第2页/共179页3第一节 分离规律一一 分离现象的发现和解释分离现象的发现和解释二二 分离规律的验证和发展分离规律的验证和发展三三 分离规律的应用分离规律的应用第3页/共179页4一、分离现象的发现和解释一、分离现象的发现和解释相关背景知识单位性状与相对性状豌豆的7个单
2、位性状及其相对性状孟德尔的豌豆杂交试验 (一)、豌豆花色杂交试验 (二)、七对相对性状杂交试验结果 (三)、性状分离现象第4页/共179页5单位性状与相对性状单位性状与相对性状生物体或其组成部生物体或其组成部分所表现的形态特分所表现的形态特征和生理特征称为征和生理特征称为性状性状最初人们在研究生最初人们在研究生物遗传时往往把所物遗传时往往把所观察到的生物所有观察到的生物所有特征或某一类特征特征或某一类特征作为一个整体看待。作为一个整体看待。孟德尔把植株性状孟德尔把植株性状总体区分为各个单总体区分为各个单位，称为单位性状，位，称为单位性状，即：生物某一方面即：生物某一方面的特征特性。的特征特性。
3、不同生物个体在单不同生物个体在单位性状上存在不同位性状上存在不同的表现，这种同一的表现，这种同一单位性状的相对差单位性状的相对差异称为相对性状。异称为相对性状。第5页/共179页6豌豆的7个单位性状及其相对性状第6页/共179页7孟德尔的豌豆杂交试验所选择的七个单位性状的所选择的七个单位性状的相对性状间都存在明显差相对性状间都存在明显差异，后代个体间表现明显异，后代个体间表现明显的类别差异；的类别差异；按杂交后代的系谱进行的按杂交后代的系谱进行的记载和分析，对杂交后代记载和分析，对杂交后代性状表现进行归类统计、性状表现进行归类统计、并分析了各种类型之间的并分析了各种类型之间的比例关系。比例关系
4、。第7页/共179页8(一)、豌豆花色杂交试验1.试验方法P 红花()白花()F1 红花 F2 红花 白花第8页/共179页9植物杂交试验的符号表示植物杂交试验的符号表示 P P：亲本亲本(parent)parent)，杂交亲本；杂交亲本；：作为母本，提供胚囊的亲本；：作为母本，提供胚囊的亲本；：作为父本，提供花粉粒的杂交亲本。：作为父本，提供花粉粒的杂交亲本。：表示人工杂交过程；：表示人工杂交过程；F1F1：表示杂种表示杂种第第一代一代；：表示自交，采用自花授粉方式传粉受精产生后代。表示自交，采用自花授粉方式传粉受精产生后代。F2F2：F1F1代自交得到的种子及其所发育形成的的生物个体称为杂
5、种二代，即代自交得到的种子及其所发育形成的的生物个体称为杂种二代，即F2F2。由于由于F2F2总是由总是由F1F1自交得到的所以在类似的过程中自交得到的所以在类似的过程中 符号往往可以不标明。符号往往可以不标明。第9页/共179页102.2.试验结果试验结果（1 1）F1(F1(杂种一代杂种一代)的花色全部为的花色全部为红色红色；（2 2）F2(F2(杂种二代杂种二代)有两种类型的植株，有两种类型的植株，一种开红花，一种一种开红花，一种开白花；并且红花开白花；并且红花植株与白花植株的植株与白花植株的比例接近比例接近3:13:1。P 红花()白花()F1 红花 F2 红花 白花株数 705 22
6、4比例 3.15 1?第10页/共179页113.3.反交试验及其结果反交试验及其结果孟德尔后来用白花亲本作为母本、红花亲本作为父孟德尔后来用白花亲本作为母本、红花亲本作为父本进行杂交试验，即：白花本进行杂交试验，即：白花()()红花红花()()。通常人们将这两种杂交组合方式之一称为正交，另通常人们将这两种杂交组合方式之一称为正交，另一种则是反交。一种则是反交。反交试验结果：反交试验结果：F F1 1植株的花色仍然全部为红色；植株的花色仍然全部为红色；F F2 2红花植株与白花植株的比例也接近红花植株与白花植株的比例也接近3:13:1。反交试验结果与正交完全一致，表明：反交试验结果与正交完全一
7、致，表明：F F1 1、F F2 2的性的性状表现不受亲本组合方式的影响，与哪一个亲本作状表现不受亲本组合方式的影响，与哪一个亲本作母本无关。母本无关。第11页/共179页12(二二)、七对相对性状杂交试验结果七对相对性状杂交试验结果第12页/共179页13(三三)、性状、性状分离现象分离现象1 1、F1F1代个体代个体(植株植株)均只表现亲本之一的性状，而均只表现亲本之一的性状，而另一个亲本的性状隐藏不表现。另一个亲本的性状隐藏不表现。相对性状中，在相对性状中，在F1F1代表现出来的相对性状称为显性性代表现出来的相对性状称为显性性状，而在状，而在F1F1中未表现出来的相对性状称为隐性性状。中
8、未表现出来的相对性状称为隐性性状。2 2、F2F2有两种性状表现类型的植株，一种表现为显有两种性状表现类型的植株，一种表现为显性性状，另种表现为隐性性状；并且表现显性性性性状，另种表现为隐性性状；并且表现显性性状的植株数与隐性性状个体数之比接近状的植株数与隐性性状个体数之比接近3:13:1。隐性性状在隐性性状在F1F1中并没有消失，只是被掩盖了，在中并没有消失，只是被掩盖了，在F2F2代代显性性状和隐性性状都会表现出来，这就是性状分离显性性状和隐性性状都会表现出来，这就是性状分离现象。现象。第13页/共179页14（二）、分离现象的解释1 1、遗传因子假说遗传因子假说2 2、遗传因子的分离规律
9、、遗传因子的分离规律3 3、豌豆花色分离现象解释、豌豆花色分离现象解释4 4、豌豆子叶颜色遗传因子的分离与组合、豌豆子叶颜色遗传因子的分离与组合第14页/共179页151、遗传因子假说孟德尔在试验结果分析基础上提出了遗传因子的概孟德尔在试验结果分析基础上提出了遗传因子的概念，认为：念，认为：（1 1）生物性状是由遗传因子决定，且每对相对性）生物性状是由遗传因子决定，且每对相对性状由一对遗传因子控制；状由一对遗传因子控制；（2 2）显性性状受显性因子控制，而隐性性状由隐）显性性状受显性因子控制，而隐性性状由隐性因子控制；只要成对遗传因子中有一个显性因性因子控制；只要成对遗传因子中有一个显性因子，
10、生物个体就表现显性性状；子，生物个体就表现显性性状；（3 3）遗传因子在体细胞内成对存在，遗传因子在体细胞内成对存在，而在配子中而在配子中成单存在。体细胞中成对遗传因子成单存在。体细胞中成对遗传因子分别来自父本分别来自父本和母本和母本。第15页/共179页162、遗传因子的分离规律遗传因子在世代间的传递遵循分离规律：遗传因子在世代间的传递遵循分离规律：（1 1）(性母细胞中性母细胞中)成对的遗传因子成对的遗传因子在形成配子时彼在形成配子时彼此分离此分离、分配到配子中、分配到配子中，配子只含有成对因子中的配子只含有成对因子中的一个一个。而杂种而杂种体细胞中体细胞中，分别来自父母本的，分别来自父母
11、本的成对遗传因子成对遗传因子也也各自独立，互不混杂；各自独立，互不混杂；在形成配子时彼此分离、在形成配子时彼此分离、互不影响。互不影响。（2 2）杂种产生含两种不同因子）杂种产生含两种不同因子(分别来自父母本分别来自父母本)的的配子，并且数目相等；各种配子，并且数目相等；各种雌雄配子雌雄配子受精结合是受精结合是随随机的，即机的，即两种两种遗传因子是随机遗传因子是随机结合到子代中结合到子代中。第16页/共179页173、豌豆花色分离现象解释孟德尔利用其遗传因子假说、分离规律对性状分离现象进行解释，认为：孟德尔利用其遗传因子假说、分离规律对性状分离现象进行解释，认为：F F2 2产生性状分离现象是
12、由于遗传因子的分离与组合。产生性状分离现象是由于遗传因子的分离与组合。第17页/共179页184、豌豆子叶颜色遗传因子的分离与组合第18页/共179页194、基因型和表现型基本概念基本概念 基因型与表现型的相互关系基因型与表现型的相互关系 纯合与杂合纯合与杂合 生物个体基因型的推断生物个体基因型的推断第19页/共179页20基因型和表现型 根据遗传因子假说，根据遗传因子假说，生物世代间所传递的是遗生物世代间所传递的是遗传因子，而不是性状本身；传因子，而不是性状本身；生物个体的性状由细胞内生物个体的性状由细胞内遗传因子组成决定；因此，遗传因子组成决定；因此，对生物个体而言就存在对生物个体而言就存
13、在遗遗传因子组成传因子组成和和性状表现性状表现两两方面特征。方面特征。19091909年约翰生提出年约翰生提出用用基因基因代替遗传因子，成代替遗传因子，成对遗传因子互为对遗传因子互为等位基因等位基因。在此基础上形成了在此基础上形成了基因型基因型和和表现型表现型两个概念。两个概念。基因型指生物个体基因组合，表示生物个体的遗传组成，又称遗传型；表现型指生物个体的性状表现，简称表型。第20页/共179页21基因型与表现型的相互关系基因型与表现型的相互关系基因型是生物性状表现的内在决定因素，基因型决定表现型。基因型是生物性状表现的内在决定因素，基因型决定表现型。如一株豌豆的基因型是如一株豌豆的基因型是
14、CCCC或或CcCc，则该植株会开红花，而基因型为，则该植株会开红花，而基因型为cccc的植株才会开的植株才会开白花。白花。表现型是基因型与环境条件共同作用下的外在表现，往往可以直接观察、测定，而基因表现型是基因型与环境条件共同作用下的外在表现，往往可以直接观察、测定，而基因型往往只能根据生物性状表现来进行推断。型往往只能根据生物性状表现来进行推断。第21页/共179页22 纯合与杂合纯合与杂合具有一对相同基因的基因型称为纯合基因型，具有一对相同基因的基因型称为纯合基因型，如如CCCC和和cccc；这类生物个体称为纯合体。；这类生物个体称为纯合体。显性纯合体显性纯合体,如：如：CC.CC.隐性
15、纯合体隐性纯合体,如：如：cc.cc.具有一对不同基因的基因型称为杂合基因型，如具有一对不同基因的基因型称为杂合基因型，如CcCc；这类；这类生物个体称为杂合体。生物个体称为杂合体。由于纯合体与杂合体的基因组成不同，所以它们所产生的由于纯合体与杂合体的基因组成不同，所以它们所产生的配子及自交后代的遗传稳定性均有所不同：配子及自交后代的遗传稳定性均有所不同：(1).(1).产生配子上的差异；产生配子上的差异；(2).(2).自交后代的遗传稳定性。自交后代的遗传稳定性。第22页/共179页23 生物个体基因型的推断基因型和表现型的概念是建立在基因型和表现型的概念是建立在单位性单位性状状上，所以当我
16、们谈到生物个体的基因上，所以当我们谈到生物个体的基因型或表现型时，往往都是针对所研究的型或表现型时，往往都是针对所研究的一个或几个单位性状而言，而不考虑其一个或几个单位性状而言，而不考虑其它性状和基因的差异。它性状和基因的差异。通常可以根据生物的表现型来对一个生通常可以根据生物的表现型来对一个生物的基因型作出推断，尤其是推断表现物的基因型作出推断，尤其是推断表现为显性性状的生物个体的基因型是纯合为显性性状的生物个体的基因型是纯合的，还是杂合的。的，还是杂合的。例：有一株豌豆例：有一株豌豆A A开开红花，如何判断它红花，如何判断它的基因型？的基因型？第23页/共179页24例:红花植株基因型推断
17、因为表现型为红花，所以至少含有一个显性基因因为表现型为红花，所以至少含有一个显性基因C C；判断判断A A植株是纯合体植株是纯合体(CC)CC)还是杂合体还是杂合体(Cc)Cc)，要看它所产生要看它所产生配子配子的类型、的类型、比例或者比例或者自交后代自交后代是否出现性状分离现象。是否出现性状分离现象。用用A A植株进行自交，如果自交后代都开红花，则植株进行自交，如果自交后代都开红花，则A A植株是纯合体，其植株是纯合体，其基因型是基因型是CCCC；如果自交后代有红花和白花两种：且两种个体的比例为如果自交后代有红花和白花两种：且两种个体的比例为3:13:1，则，则A A植植株是杂合体株是杂合体
18、CcCc。第24页/共179页25二、二、分离规律的验证分离规律的验证与发展与发展遗传因子仅是一个理论的、遗传因子仅是一个理论的、抽象的概念。当时孟德尔不抽象的概念。当时孟德尔不知道遗传因子的物质实体是知道遗传因子的物质实体是什么，如何实现分离。什么，如何实现分离。遗传因子分离行为仅仅是孟遗传因子分离行为仅仅是孟德尔基于豌豆德尔基于豌豆7 7对相对性状杂对相对性状杂交试验中所观察到的交试验中所观察到的F1 F1、F2F2个体表现型及个体表现型及F2F2性状分离现性状分离现象作出的一种假设。象作出的一种假设。正因为如此，从孟德尔杂交正因为如此，从孟德尔杂交试验到遗传因子假说是一个试验到遗传因子假
19、说是一个高度理论抽象过程。所以当高度理论抽象过程。所以当时几乎没有人能够理解。如时几乎没有人能够理解。如何对这一假说进行验证呢？何对这一假说进行验证呢？一个正确的理论，一个正确的理论，它首先要能解释已知的现象；它首先要能解释已知的现象；其次要能够对未知事物作出理论推断其次要能够对未知事物作出理论推断(预测未知预测未知)，并通过试验来检验推断结，并通过试验来检验推断结果。果。这是科学理论的一般验证过程。这是科学理论的一般验证过程。遗传因子假说及其分离能够解释豌豆杂交试验中观察到的性状分离现象。第25页/共179页26分离规律的验证方法分离规律的验证方法(一一)、测交法测交法(二二)、自交法自交法
20、(三三)、F1F1花粉鉴定法花粉鉴定法(四四)、红色面包霉杂交法红色面包霉杂交法第26页/共179页27测交的概念与作用如果用如果用F1F1与隐性个体与隐性个体(隐隐性纯合体性纯合体)杂交，后代的杂交，后代的表现型类型和比例就反映表现型类型和比例就反映了杂种了杂种F1F1配子的种类和比配子的种类和比例，事实上也反映例，事实上也反映(测验测验)了了F1F1的基因型。的基因型。这种为了测验个体的基因型，用被测这种为了测验个体的基因型，用被测个体与隐性个体交配的杂交方式称为个体与隐性个体交配的杂交方式称为测交测交(test cross)(test cross)，其后代称为测，其后代称为测交后代交后代
21、(Ft)(Ft)。被测个体不仅仅是被测个体不仅仅是F1F1，可以是任一需，可以是任一需要确定基因型的生物个体。要确定基因型的生物个体。第27页/共179页28(一)、测交法1.1.杂种杂种F1F1的基因型及其测交结果的推测的基因型及其测交结果的推测杂种杂种F1F1的表现型与红花亲本的表现型与红花亲本(CC)(CC)一致，但根据孟德尔的解释，其基因型是杂合的，即为一致，但根据孟德尔的解释，其基因型是杂合的，即为CcCc；因此杂种因此杂种F1F1减数分裂应该产生两种类型的配子，分别含减数分裂应该产生两种类型的配子，分别含C C和和c c，并且比例为，并且比例为1:11:1。白花植株的基因型是白花植
22、株的基因型是cccc，只产生含，只产生含c c的一种配子。的一种配子。推测：如果用杂种推测：如果用杂种F1F1与白花植株与白花植株(cc)(cc)杂交，后代应该有两种基因型杂交，后代应该有两种基因型(Cc(Cc和和cc)cc)，分别表现为红花和白，分别表现为红花和白花，且比例为花，且比例为1:11:1。第28页/共179页29红花F1的测交结果推测第29页/共179页302.测交试验结果MendelMendel用杂种用杂种F1F1与白花亲本测交，结果表明：与白花亲本测交，结果表明：在在166166株测交后代中：株测交后代中：8585株开红花，株开红花，8181株开白花；株开白花；其比例接近其比
23、例接近1:11:1。结论：分离规律对杂种结论：分离规律对杂种F1F1基因型基因型(Cc)(Cc)及其分离行为的推测是正确的。及其分离行为的推测是正确的。第30页/共179页31(二)、自交法纯合体纯合体(如如CC)CC)只产生一种类型的配只产生一种类型的配子，其自交后代也都是纯合体，不子，其自交后代也都是纯合体，不会发生性状分离现象；会发生性状分离现象；杂合体杂合体(如如Cc)Cc)产生两种配子其自交产生两种配子其自交后代会产生后代会产生3:13:1的显性的显性:隐性性状分隐性性状分离现象。离现象。F2F2基因型及其自交后代表现推测基因型及其自交后代表现推测(1/4)(1/4)表现隐性性状表现
24、隐性性状F2F2个体基因型为隐性纯个体基因型为隐性纯合，如白花合，如白花F2F2为为cccc；(3/4)(3/4)表现显性性状表现显性性状F2F2个体中：个体中：1/31/3是纯合是纯合体体(CC)(CC)、2/32/3是杂合体是杂合体(Cc)(Cc)；推测：在显性推测：在显性(红花红花)F2)F2中：中：1/31/3自交后代不发生性状分自交后代不发生性状分离，其离，其F3F3均开红花；均开红花；2/32/3自交后代将发生性状分自交后代将发生性状分离。离。第31页/共179页32F2基因型及其自交后代表现推测第32页/共179页33F2自交试验结果孟德尔将孟德尔将F2F2代显性代显性(红花红花
25、)植株按单株收获、分装。植株按单株收获、分装。由一个植株自交产生的所有后代群体称为一个株系。由一个植株自交产生的所有后代群体称为一个株系。将各株系分别种植，考察其性状分离情况。所有将各株系分别种植，考察其性状分离情况。所有7 7对对性状试验结果均列于性状试验结果均列于表表4-24-2中。中。发生性状分离现象的株系数与没有发生性状分离现象的株系数之比总体上是趋向于发生性状分离现象的株系数与没有发生性状分离现象的株系数之比总体上是趋向于2:12:1。表现出性状分离现象的株系来自杂合表现出性状分离现象的株系来自杂合(Cc)F2(Cc)F2个体；个体；未表现性状分离现象的株系来自纯合未表现性状分离现象
26、的株系来自纯合(CC)F2(CC)F2个体。个体。结论：结论：F2F2自交结果证明根据分离规律对自交结果证明根据分离规律对F2F2代基因型代基因型的推测是正确的。的推测是正确的。第33页/共179页34豌豆7对相对性状显性F2自交后代表现第34页/共179页35(三三)、F F1 1花粉鉴定法花粉鉴定法测交法是根据测交后代表现型类型和比例来测定测交法是根据测交后代表现型类型和比例来测定F F1 1产生配产生配子类型和比例，并进而推测子类型和比例，并进而推测F F1 1基因型，即：基因型，即：FtFt表现型类型和比例表现型类型和比例F F1 1配子类型和比例配子类型和比例F F1 1基因型基因型
27、性状是在生物生长发育特定阶段表现，大多数性状不会在性状是在生物生长发育特定阶段表现，大多数性状不会在配子配子(体体)上表现，因此无法通过配子上表现，因此无法通过配子(体体)鉴定配子类型，鉴定配子类型，如花色、籽粒形状等。如花色、籽粒形状等。也有一些基因在二倍孢子体水平和配子体水平都会表现。也有一些基因在二倍孢子体水平和配子体水平都会表现。例如玉米、水稻、高粱、谷子等禾谷类例如玉米、水稻、高粱、谷子等禾谷类Wx(Wx(非糯性非糯性)对对wxwx(糯性糯性)为显性，它不仅控制籽粒淀粉粒性状，而且控制花为显性，它不仅控制籽粒淀粉粒性状，而且控制花粉粒淀粉粒性状。粉粒淀粉粒性状。第35页/共179页3
28、62.2.淀粉粒性状的花粉鉴定法淀粉粒性状的花粉鉴定法含含WxWx基因的花粉粒具有直链淀粉，而含基因的花粉粒具有直链淀粉，而含wxwx基因的花粉粒具基因的花粉粒具有支链淀粉，用稀碘液对花粉粒进行染色，就可以判断花有支链淀粉，用稀碘液对花粉粒进行染色，就可以判断花粉粒的基因型，粉粒的基因型，推测推测：1/2 1/2 WxWx直直链淀粉链淀粉(稀碘液稀碘液)蓝黑色蓝黑色1/2 1/2 wxwx支支链淀粉链淀粉(稀碘液稀碘液)红棕红棕色色用稀碘液处理玉米用稀碘液处理玉米(糯性糯性非糯性非糯性)F)F1 1(Wxwx)(Wxwx)植株花粉，在植株花粉，在显微镜下观察，显微镜下观察，结果结果表明：表明：
29、花粉粒呈两种不同颜色的反应；花粉粒呈两种不同颜色的反应；蓝黑色蓝黑色:红棕色红棕色1:11:1。结论结论：分离规律对：分离规律对F F1 1基因型及基因分离行为的推测是正确基因型及基因分离行为的推测是正确的。的。第36页/共179页371、研究的生物体必须是二倍体研究的生物体必须是二倍体(体内染色体成对存在体内染色体成对存在)，并且所研究的相对性状差异明显并且所研究的相对性状差异明显。2 2、在减数分裂过程中，形成的各种配子数目相等，或接在减数分裂过程中，形成的各种配子数目相等，或接近相等；不同类型的配子近相等；不同类型的配子具有同等的生活力；具有同等的生活力；受精时受精时各种雌雄配子均能以均
30、等的机会相互自由结合各种雌雄配子均能以均等的机会相互自由结合。3 3、受精后不同基因型的合子及由合子发育的个体具有同受精后不同基因型的合子及由合子发育的个体具有同样或大致同样的存活率样或大致同样的存活率。4 4、研究的相对性状差异明显，显性表现是完全的。、研究的相对性状差异明显，显性表现是完全的。5 5、杂种后代都处于相对一致的条件下，而且试验分析的杂种后代都处于相对一致的条件下，而且试验分析的群体比较大。群体比较大。（五）、分离比例实现的条件第37页/共179页38(二)孟德尔规律的补充和发展1.显隐性性关系的相对性2.显性转换3.基因作用和显性实质4.分离比例实现的条件第38页/共179页
31、391、相对性状的显隐性关系显隐性关系的类型.孟德尔对豌豆七对相对性状的研究表明：杂合体(F1)总是表现为亲本之一的性状(显性性状)；也就是说杂合体表现型由等位基因之一(显性基因)决定；且杂种F2表现3:1显隐性分离比例。显隐性关系的四种类型：显隐性关系的四种类型：（1 1）.完全显性完全显性（2 2）.不完全显性不完全显性（3 3）.共显性共显性（4 4）.镶嵌显性镶嵌显性第39页/共179页402.2.不完全显性不完全显性杂种F1表现：为两个亲本的中间类型或不同于两个亲本的新类型；F2则表现：父本类型、中间类型(新类型)和母本三种类型，呈1:2:1的比例。表现型和基因型的种类和比例相对应，
32、从表现型可推断其基因型。第40页/共179页41例例1 1 紫茉莉紫茉莉(Mirabilis jalapaMirabilis jalapa)的花色遗传的花色遗传用紫茉莉红花亲本与白花亲本杂交：用紫茉莉红花亲本与白花亲本杂交：杂种杂种F F1 1表现为双亲的中间类型，开粉红色花；表现为双亲的中间类型，开粉红色花；F F2 2出现红花、粉红花和白花三种类型，呈出现红花、粉红花和白花三种类型，呈1:2:11:2:1的比例。的比例。如果用如果用R R表示红花基因，表示红花基因，r r表示白花基因，则红花亲本的基因型为表示白花基因，则红花亲本的基因型为RRRR，白花亲本的基因型为，白花亲本的基因型为rr
33、rr，上述杂交过，上述杂交过程可表示如图。程可表示如图。第41页/共179页42紫茉莉的花色遗传紫茉莉的花色遗传第42页/共179页43例例2 2 安德鲁西鸡羽毛颜色遗传安德鲁西鸡羽毛颜色遗传黑羽鸡黑羽鸡(BB)(BB)与白羽鸡与白羽鸡(bb)(bb)杂交杂交:杂种杂种F F1 1(Bb)(Bb)表现为蓝羽，表现为蓝羽，F F1 1自群交配得到的自群交配得到的F F2 2有三种有三种类型，黑羽类型，黑羽(BB)(BB)、蓝羽、蓝羽(Bb)(Bb)和白羽和白羽(bb)(bb)分别占分别占1/41/4、2/42/4、1/41/4。可以认为等位基因可以认为等位基因B B和和b b相互作相互作用产生了
34、新的表现型类型，见用产生了新的表现型类型，见下图。下图。第43页/共179页44安德鲁西鸡羽毛颜色遗传安德鲁西鸡羽毛颜色遗传第44页/共179页453.3.共显性共显性/并显性并显性(codominance)(codominance)两个纯合亲本杂交：F1代同时出现两个亲本性状；其F2代也表现为三种表现型，其比例为1:2:1。表现型和基因型的种类和比例也是对应的。例：人镰刀形贫血病遗传人镰刀形贫血病遗传正常人红细胞呈碟形，镰正常人红细胞呈碟形，镰(刀刀)形贫血症患者的红细形贫血症患者的红细胞呈镰刀形；胞呈镰刀形；镰形贫血症患者和正常人镰形贫血症患者和正常人结婚所生的子女结婚所生的子女(F(F1
35、 1)红细红细胞既有碟形，又有镰刀形。胞既有碟形，又有镰刀形。所以从红细胞的形状来看，所以从红细胞的形状来看，其遗传是属于共显性。其遗传是属于共显性。第45页/共179页46人类红细胞形状的遗传第46页/共179页474.4.镶嵌显性镶嵌显性(mosaic dominance)(mosaic dominance)双亲的性状在后代同一个体双亲的性状在后代同一个体不同部位表现出来，形成镶不同部位表现出来，形成镶嵌图式。嵌图式。例：异色瓢虫色斑遗传。例：异色瓢虫色斑遗传。与共显性并没有实质差异。与共显性并没有实质差异。例：大豆种皮颜色遗传例：大豆种皮颜色遗传.大豆有黄色种皮大豆有黄色种皮(俗称黄豆俗
36、称黄豆)和黑色种皮和黑色种皮(俗俗称黑豆称黑豆).).若用黄豆与黑豆杂交：若用黄豆与黑豆杂交：F F1 1的种皮颜色为黑黄镶嵌的种皮颜色为黑黄镶嵌(俗称花脸豆俗称花脸豆)；F F2 2表现型为表现型为1/41/4黄色种皮、黄色种皮、2/42/4黑黄镶黑黄镶嵌、嵌、1/41/4黑色种皮。黑色种皮。第47页/共179页48二、显隐性关系的相对性二、显隐性关系的相对性显性作用类型之间往往没有严格的界限，只是根据对性状表现的观察和分析进行的一种划分，因而显隐性显性作用类型之间往往没有严格的界限，只是根据对性状表现的观察和分析进行的一种划分，因而显隐性关系是相对的。关系是相对的。不同的观察和分析的水平或
37、者不同的分析角度看，相对性状间可能表现不同显隐性关系。不同的观察和分析的水平或者不同的分析角度看，相对性状间可能表现不同显隐性关系。第48页/共179页49例例1 1 豌豆种子形状与淀粉粒豌豆种子形状与淀粉粒孟德尔根据豌豆种子的外形，发现圆粒对皱粒是完全显性。孟德尔根据豌豆种子的外形，发现圆粒对皱粒是完全显性。但是用显微镜检查豌豆种子淀粉粒的形状和结构发现：但是用显微镜检查豌豆种子淀粉粒的形状和结构发现：纯合圆粒种子淀粉粒持水力强，发育完善，结构饱满；纯合圆粒种子淀粉粒持水力强，发育完善，结构饱满；纯合皱粒种子淀粉粒持水力较弱，发育不完善，表现皱缩；纯合皱粒种子淀粉粒持水力较弱，发育不完善，表
38、现皱缩；杂种杂种F F1 1种子淀粉粒发育和结构是前两者的中间型，而外形为圆粒。种子淀粉粒发育和结构是前两者的中间型，而外形为圆粒。从种子外表观察，圆粒对皱粒是完全显性；但是深入研究淀粉粒的形态结从种子外表观察，圆粒对皱粒是完全显性；但是深入研究淀粉粒的形态结构，则可发现它是不完全显性。构，则可发现它是不完全显性。第49页/共179页50豌豆种子淀粉粒的显微观察豌豆种子淀粉粒的显微观察第50页/共179页51例例2 2 镰刀形贫血病的遗传镰刀形贫血病的遗传如前所述：从红细胞形状上看，镰刀形贫血病属于共显性遗传。如前所述：从红细胞形状上看，镰刀形贫血病属于共显性遗传。从病症表现上来看，又可认为镰
39、刀形贫血病是不完全显性从病症表现上来看，又可认为镰刀形贫血病是不完全显性(表现表现为两种纯合体的中间类型为两种纯合体的中间类型)。基因型纯合的贫血病人经常性表现为贫血；基因型纯合的贫血病人经常性表现为贫血；杂合体在一般情况下表现正常，而在缺氧的条件下会表现为贫血。杂合体在一般情况下表现正常，而在缺氧的条件下会表现为贫血。第51页/共179页52 2.2.显性转换显性转换显隐性关系随着生物体内外条件的不同而发生变化。显隐性关系随着生物体内外条件的不同而发生变化。牛的角的有无，与体内的激素有关牛的角的有无，与体内的激素有关人的秃顶，也与体内激素有关人的秃顶，也与体内激素有关环境条件影响环境条件影响
40、第52页/共179页533.3.基因作用和显性实质基因作用和显性实质为什么一对相对基因处于杂合状态时，为什么显性基因起作用，而隐性基因不起作用呢？为什么一对相对基因处于杂合状态时，为什么显性基因起作用，而隐性基因不起作用呢？实质是基因控制不同的酶的合成，显性基因控制合成正常的酶，从而使生化代谢过程正常进行；而隐实质是基因控制不同的酶的合成，显性基因控制合成正常的酶，从而使生化代谢过程正常进行；而隐性基因不能合成正常的酶，所以正常的生化代谢过程无法完成。性基因不能合成正常的酶，所以正常的生化代谢过程无法完成。第53页/共179页54 4.4.分离比例实现的条件分离比例实现的条件1、研究的生物体必
41、须是二倍体研究的生物体必须是二倍体(体内染色体成对存在体内染色体成对存在)，并且所研究的相对性状差异，并且所研究的相对性状差异明显明显。2 2、在减数分裂过程中，形成的各种配子数目相等，或接近相等；不同类型的配子在减数分裂过程中，形成的各种配子数目相等，或接近相等；不同类型的配子具具有同等的生活力；有同等的生活力；受精时各种雌雄配子均能以均等的机会相互自由结合受精时各种雌雄配子均能以均等的机会相互自由结合。3 3、受精后不同基因型的合子及由合子发育的个体具有同样或大致同样的存活率受精后不同基因型的合子及由合子发育的个体具有同样或大致同样的存活率。4 4、研究的相对性状差异明显，显性表现是完全的
42、。、研究的相对性状差异明显，显性表现是完全的。5 5、杂种后代都处于相对一致的条件下，而且试验分析的群体比较大。杂种后代都处于相对一致的条件下，而且试验分析的群体比较大。第54页/共179页55三、分离规律的意义与应用(一)、分离规律的理论意义(二)、在遗传育种工作中的应用第55页/共179页56(一一)、分离规律的理论意义分离规律的理论意义基因分离规律及后面将要介绍自由组合规律都是建立在遗传因子假说的基础之上。基因分离规律及后面将要介绍自由组合规律都是建立在遗传因子假说的基础之上。遗传因子假说及基因分离规律对以后遗传和生物进化研究具有非常重要的理论意义。遗传因子假说及基因分离规律对以后遗传和
43、生物进化研究具有非常重要的理论意义。1.1.形成了颗粒遗传的正确遗传观念；形成了颗粒遗传的正确遗传观念；2.2.指出了区分基因型与表现型的重要性；指出了区分基因型与表现型的重要性；3.3.解释了生物变异产生的部分原因；解释了生物变异产生的部分原因；4.4.建立了遗传研究的基本方法。建立了遗传研究的基本方法。第56页/共179页571.1.形成了颗粒遗传的正确遗传观形成了颗粒遗传的正确遗传观念念分离规律表明：体细胞中成对的遗传因子并不相互融分离规律表明：体细胞中成对的遗传因子并不相互融合，而是保持相对稳定，并且相对独立地传递给后代；合，而是保持相对稳定，并且相对独立地传递给后代；父本性状和母本性
44、状在后代中还会分离出来。父本性状和母本性状在后代中还会分离出来。它否定了融合它否定了融合(混合混合)遗传观念，确立了颗粒遗传的观遗传观念，确立了颗粒遗传的观念。念。在遗传学史上是一个非常重要的理论进步，促进了人在遗传学史上是一个非常重要的理论进步，促进了人们对遗传物质的本质的研究。们对遗传物质的本质的研究。第57页/共179页582.2.指出了区分基因型与表现型的指出了区分基因型与表现型的重要性重要性早期的遗传研究与育种工作在考察生物个体之间的早期的遗传研究与育种工作在考察生物个体之间的差异时，所考虑的就是可以直接观察到的性状表现差异时，所考虑的就是可以直接观察到的性状表现(表现型表现型)的差
45、异。的差异。遗传因子假说指出，生物性状只是其遗传因子组成遗传因子假说指出，生物性状只是其遗传因子组成(基因型基因型)的外在表现。的外在表现。在遗传研究和育种工作中，仅仅考虑生物的表现型在遗传研究和育种工作中，仅仅考虑生物的表现型是不适当的；必须对生物的基因型和表现型加以区是不适当的；必须对生物的基因型和表现型加以区分，重视表现型与基因型间的联系与区别。分，重视表现型与基因型间的联系与区别。第58页/共179页593.3.解释了生物变异产生的部分原因解释了生物变异产生的部分原因遗传变异是生物种类间和个体间性状差异的根本原因，是生物进化过程中进行自然选择的基础，也是遗传研究与育种工作的物质基础.因
46、此解释遗传变异产生的原因是遗传学的重要任务之一。分离规律表明：生分离规律表明：生物的变异可能产生物的变异可能产生于等位基因分离。于等位基因分离。由于杂合基因的分由于杂合基因的分离，可能会在亲子离，可能会在亲子代之间产生明显的代之间产生明显的差异。这就是变异差异。这就是变异产生的一个方面的产生的一个方面的原因。原因。第59页/共179页604.4.建立了遗传研究的基本方法建立了遗传研究的基本方法孟德尔所采用的一系列遗孟德尔所采用的一系列遗传研究和杂交后代观察、传研究和杂交后代观察、资料分析方法，对资料分析方法，对19001900年年重新发现孟德尔遗传规律重新发现孟德尔遗传规律的三人有重要启示，并
47、在的三人有重要启示，并在很长时期内成为遗传研究很长时期内成为遗传研究工作最基本的准则。工作最基本的准则。即使今天遗传研究方法得即使今天遗传研究方法得到了极大丰富，从各种方到了极大丰富，从各种方法之中仍然可以找到这些法之中仍然可以找到这些基本准则的影子。基本准则的影子。19001900年以后，人们采用这年以后，人们采用这些方法，进行了大量类似些方法，进行了大量类似的遗传研究，并最终证明的遗传研究，并最终证明了孟德尔遗传规律的普遍了孟德尔遗传规律的普遍适用性。适用性。同时也发现了许多用孟德同时也发现了许多用孟德尔遗传规律不能够解释的尔遗传规律不能够解释的遗传现象。但例外现象，遗传现象。但例外现象，
48、正是遗传学新的生长点。正是遗传学新的生长点。一种独特的例外现象的发一种独特的例外现象的发现往往导致新研究领域的现往往导致新研究领域的产生。产生。第60页/共179页61(二二)、在遗传育种工作中的应用在遗传育种工作中的应用遗传因子假说及其分离规律不仅具有重要的理论意义，而且对生物遗传改良工作有重要的指导意义。遗传因子假说及其分离规律不仅具有重要的理论意义，而且对生物遗传改良工作有重要的指导意义。在杂交育种工作中的应用在杂交育种工作中的应用在良种繁育及遗传材料繁殖保存工作中的应用在良种繁育及遗传材料繁殖保存工作中的应用在杂种优势利用工作中的应用在杂种优势利用工作中的应用为单倍体育种提供理论可能性
49、为单倍体育种提供理论可能性第61页/共179页621.1.在杂交育种工作中的应用在杂交育种工作中的应用亲本选择：纯合与否亲本选择：纯合与否后代选择：后代选择：后代连续自交繁殖、纯合才后代连续自交繁殖、纯合才能得到遗传稳定的个体。能得到遗传稳定的个体。显性纯合体的选择：要鉴定显性纯合体的选择：要鉴定显性个体是否纯合，可以进显性个体是否纯合，可以进行自交，如果后代发生性状行自交，如果后代发生性状分离表明它是杂合体；如果分离表明它是杂合体；如果不分离则是纯合体。不分离则是纯合体。隐性纯合体的选择：不能根隐性纯合体的选择：不能根据杂种据杂种F F1 1表现取舍，而要将表现取舍，而要将F F1 1继续进
50、行自交，在继续进行自交，在F F2 2进行选进行选择。择。杂交育种就是用不杂交育种就是用不同亲本材料杂交，同亲本材料杂交，从后代中选择更为从后代中选择更为优良的个体加以繁优良的个体加以繁殖作为生产品种。殖作为生产品种。在杂交育种中，常在杂交育种中，常常要多代选择和自常要多代选择和自交，以得到所需基交，以得到所需基因型纯合类型。因型纯合类型。第62页/共179页632.2.在良种繁育工作中的应用在良种繁育工作中的应用良种繁育工作就是大田栽培品种种子的良种繁育工作就是大田栽培品种种子的繁殖，而遗传材料的繁殖保存是通过栽繁殖，而遗传材料的繁殖保存是通过栽培繁殖遗传研究材料。培繁殖遗传研究材料。两者有