genetics 1.pptx

Y
Yy
y
100%
F1
♀ ♂ 1/2 Y
Heterozygote (杂合体)
Phenotype (表现型)
y 1/2 3
:
1
F2
1/2
Y
1/4
YY
1/4
Yy
Genotype (基因型)
1/2 y 1/4
yY
1/4
yy
1YY：2Yy：1yy
分离规律的验证方法
测交法 自交法 F1花粉鉴定法
(测交)
自交法
• 如何检测某一个体是纯合还是杂合的呢？ • 纯合体(如CC)只产生一种类型的配子，其自交后 代也都是纯合体，不会发生性状分离现象； • 杂合体(如Cc)产生两种配子，其自交后代会产生 3:1的显性:隐性性状分离现象。
F1花粉鉴定法
• 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(体)上表现，因此无法通过配子(体)鉴定配子类型， 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。 例 如 玉 米、 水 稻、高粱 、谷子等禾谷类 Wx( 非糯性 )对 wx(糯性)为显性，它不仅控制籽粒淀粉粒性状，而且控制
(character segregation)现象。
Mendel’s hypothesis and analysis
ble H-factor control character
one from pollen, another from egg
double H-factor segregation gametes unite at random
• Product rule: The probability that two events will both occur simultaneously is the product of their separate probabilities. p(A and B) = p(A) X p(B).
♂：作为父本，提供花粉粒的杂交亲本。
×：表示人工杂交过程； F1：表示杂种第一代(first filial generation)； ：表示自交，采用自花授粉方式传粉受精产生后代。 F2：F1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F2。由于F2总是由F1自交得到的所以 在类似的过程中符号往往可以不标明。
Garden peas, Why is it?
Natural self-fertilization(自花授粉) makes Peas
homozygous(纯合的) to start with Self-fertilization (自交) and cross-fertilization (杂交) are controllable, enabling Mendel to design and perform experiments with ease Significant and stable characters (明显稳定性状) to easily observe Some math and counting (计数) reasons to put
花粉粒淀粉粒性状。
F1 pollen identification
Branched starch (支链淀粉)
Unbranched starch(直链淀 粉) I2 wx
I2
Wx
1
:
1
Allele R
Mutation (突变)
Allele r
Inactive enzyme (无活性酶)
Active enzyme (有活性酶)
纯合体与杂合体
Dominant character
recessive character
Segregation of character
Two types yellow peas
YY
homozygote
Yy
heterozygote
Third filial (F3)
All
~3:1
F4 (Same results)
experiment to test，examples: seeds and pods
Seven contrasting characters
子叶颜色 种子形状
花色
荚颜色
荚形状
株高 花着生位置
花粉，精子
柱头
花粉囊
卵子，胚囊 子房
植物杂交试验的符号表示
P：亲本(parent)，杂交亲本； ♀：作为母本，提供胚囊的亲本；
• wrinkled Yellow
101
3/16
recombined type
• wrinkled green
Yellow: green= 3:1
32
1/16
round: wrinkle= 3:1
Parent type
Mendel’s second rule: Independent Assortment(独立分配规律)
Rules of Probability
• Sum rule: The probability that either of two events will occur is the sum of their separate probabilities. p(A or B) = p(A) + p(B)
Aa
AABBCCDD的频率是：1/4 ×1/4 ×1/4 ×1/4
基因型 1/4AA 表现型
2/4Aa
1/4aa
AaBBccDd的频率是：2/4 ×1/4 ×1/4 ×2/4
表型同于显性亲本的频率是： 3/4 ×3/4 ×3/4 ×3/4
3/4A_
1/4aa
表型同于隐性亲本的频率是： 1/4 ×1/4 ×1/4 ×1/4
性状分离现象
1. F1代个体(植株)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。 2. F2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；并且表现显性性状的植株数与隐 性性状个体数之比接近3:1。 – 隐性性状在F1中并没有消失，只是被掩盖了，在F2代 显性性状和隐性性状都会表现出来，这就是性状分离
F1代表现出来的相对性状称为显性性状(dominant
character)，而在F1中未表现出来的相对性状称为隐性性状
(recessive character) dominant can exhibit the
characteristic dictated in heterozygotes. The recessive allele is not lost; it can still exert its influence when paired with another recessive allele in a homozygote
• 测交法，是把被测验的个
体与隐性纯合的亲本杂交。 根据测交子代所出现的表 现型种类和比例，可以确 定被测个体的基因型。 • 被测个体不仅仅是F1，可 以是任一需要确定基因型 的生物个体。 • 因为隐性纯合体只能产生 一种类型配子，它们和含 有任何基因的某一种配子
结合，其子代将只能表现
出那一种配子所含基因的 表现型。所以测交子代的 表现型的种类和比例正好 反映了被测个体所产生的 配子种类和比例。
“my scientific studies have afforded me great gratification; and I am convinced that it will not be long before the whole world acknowledges the results of my work”
– 控制同一性状的两个等位基因在形成配子时分
离，同时控制不同相对性状的等位基因自由组
合，形成4种机会均等的配子类型。
– 自由组合定律适用条件是控制两对或多对性状
的基因他们位于不同的染色体上或同一染色体 上较远的距离。
• 分枝图解)
P
AABBCCDD ×aabbccdd
F1
AaBbCcDd
分解成4对单独性状 F2个体中
Y and y is two different form of one gene, Y is dominant for y yellow phenotype have two types which is determined by two genotype
P
100%
YY
×
yy
Homozygote (纯合体)
Rediscovery of Mendel’s laws by Hugo de Vries, Carl Correns and Erich von Tschermak)
Several terms
Unit character(单位性状): seed shape, flower color, stem length Contrasting character(相对性状): red/white flower, round/wrinkled seed Phenotype(表型)：Observation by eyes or detection by physical and chemical methods Genotype(基因型)：Genetic constitution/information
独立分配规律
又称“自由组合规律”：两对及两以上相
对性状(等位基因)在世代传递过程中表现
出来的相互关系
F2 phenotypes
Observed Ratio
亲本型
Parent type
• round Yellow
• round green
315
108
9/16
3/16
重组型
recombined type
测交法
如何检测杂种F1的基因型是杂合的呢？
杂种F1的表现型与红花亲本(CC)一致，但根据孟 德尔的解释，其基因型是杂合的，即为Cc； – 推测：如果用杂种F1与白花植株(cc)杂交，后 代应该有两种基因型(Cc和cc)，分别表现为红 花和白花，且比例为1:1。
测交(test cross)的概念与作用

一对相对性状杂交
• • • Parent generation (亲代) First Filial generation (子一代) Second Filial generation(子二代)
♀ P1
X P2♂ F1

Self-fertilization(自交)
F2
• 每个杂交试验记录后代的表型及每种表型的数目，并 计算不同表型比率
Monohybrid crosses （正交和反交）
Self-fertilization
Several terms
homozygote (纯合体)：containing two identical alleles Heterozygote(杂合体)：containing two different alleles Dominant/recessive (显性/隐性)：relatively concepts;
Rr Yy Tt X rr Yy tt
• What is the probability that the first offspring will have a rr YY tt genotype? (基因型rr YY tt 的概率是多少？) • What is the probability that the first offspring will have a R_ Y_ t t phenotype? (表现型R_ Y_ t t的概率是多少？) • Rr x rr = 1/2 Rr, 1/2 rr = 1/2 round 1/2 wrinkled • Yy x Yy = 1/4 YY, 1/2Yy, 1/4 yy = 3/4 yellow, 1/4 green • Tt x tt = 1/2 Tt and 1/2 tt = 1/2 tall, 1/2 short
孟德尔定律
分离规律 独立分配规律
遗传规律统计检验
Gregor Mendel: the father of genetics
从1856-1871年进行了大量植物杂交试验研究；
对豌豆7对简单性状进行了长达10年研究，提出遗传因子假说及其
分离与自由组合规律(后称Mendel’s Laws)； 1865年2月8日和3月8日先后两次在布尔诺自然科学会例会上宣读 发表； 1866年整理成长达45页的《植物杂交试验》 一文，发表在《布隆自然科学会志》第4卷上。 他的论文没有得到同行的重视和认可