17 遗传学 孟德尔遗传及补充

YyRr
YR
Yr
yR
YyRr Yyrr yyRr yyrr 1 : 1 : 1 : 1
♀ yyrr
♂ YyRr YR Yr yR yr
yr YyRr Yyrr yyRr yyrr 1 : 1 : 1 : 1
2、自交法
按分离和独立分配规律，F2中推断
1/16 YYRR,yyRR,YYrr,yyrr→F3, 不分离
F2 基因型种类 27种 (3n)
表现型种类 8种 (2n)
不完全显性和共显性情况下：？
例如： P F1 F1配子类型 黄、圆、红 × 绿、皱、白
YYRRCC ↓ yyrrcc
黄、圆、红 YyRrCc 23=8 完全显性
(YRC、YrC、YRc、yRC、yrC、Yrc、yRc、yrc)
F2组合
Yy×Yy Rr×Rr
Cc×Cc
1CC 2Cc 1cc 1CC 2Cc 1cc 1CC 2Cc 1cc . . . .
1YY
2Yy 1yy
1RR 2Rr 1Yy 1RR 2Rr 1Yy 1RR 2Rr 1Yy
总结:豌豆三对(n对)基因独立遗传
F1 YyRrCc
配子类型 8种 (2n)
可能组合数 64种 (22n)
1、测交法
测交：被测验的个体与隐性纯 合个体间的杂交 所得的后代为测交子代，Ft
红花F1的测交结果推测 P 配子
测交后代
红花 白花 P CC cc
配子 C
红花 白花
Cc C c cc c
c
Ft 红花 Cc
红花Cc cc白花 1 ：1 遗传分离规律的验证
2、自交法
P F1
F2 F3
F4
理特性的总称
单位性状：每一个具体性状 相对性状：同一单位性状在不同个体
间所表现出来的相对差异
植物杂交的有关符号
P: 表示亲本(parent) ♀: 表示母本(female parent) ♂: 表示父本(male parent) ×: 表示杂交,在母本上授上外来 的花粉
植物杂交的有关符号
F (filial generation): 表示杂 种后代 F1: 杂种一代 F2: 杂种二代 Fn: 杂种n代 : 自交,指同一植株上的自花授 粉或同株上的异花授粉。
F2基因型 F2表现型
43 = 64 雌雄配子间随机结合
33 = 27 23 = 8 27:9:9:9:3:3:3:1
为了方便起见，复杂的基因组合也可以先将各对基因杂种 的分离比例分解开，而后按同时发生事件的机率进行综合。 例如：3对基因的F1自交相当于(YyRrCc)3 =(Yy×Yy)(Rr×Rr)(Cc×Cc)单基因杂交； 每一单基因杂种的F2均按3:1比例分离。
粉)差别明显的7对简单性状进行了长达
8年研究，提出遗传因子假说及其分离
与自由组合规律(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。
第一节 分离规律
一、孟德尔的豌豆杂交试验 性状：生物体所表现的形态特征和生
P 有芒抗病 × 无芒感病 AARR aarr F1 AaRr F2 9A-R-:3A-rr:3aaR-:1aarr
如希望在 F3获得 10个稳定遗传的无芒、 抗病 (aaRR)株系，那么在 F2至少要选择 多少株无芒抗病的植株供F3株系鉴定。
2018/7/11
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1.遗传的染色体学说
第二章 孟德尔遗传
Qq:17380308
本章内容
第一节 分离规律 第二节 独立分配规律 第三节 遗传学数据的统计原理 第四节 孟德尔规律的补充和发展
孟德尔(Gregor J. Mendel,1822-1884) 及其杂交试验
从1856-1871年进行了大量植物杂交试
验。
其中对豌豆(严格自花授粉/闭花授
所以3对相对性状遗传的F2表现型的分离比例是(3:1)3
= 27:9:9:9:3:3:3:1。
如有n对独立基因，则F2表现型比例应按(3:1)n展开。
试验结果是否符合3:1、1:1、9:3:3:1、1:1:1:1等比例均应进行x2 测验。
五、独立分配规律的应用
1、通过杂交造成基因重组，引 起生物丰富的变异类型，有 利于生物进化 2、在杂交育种中有目的的组合 两个亲本的优良性状，预测 后代中优良性状组合的比例
1．乘法定理：
两个独立事件同时发生的概率等于各个事件发生概率的乘积。 例如：豌豆黄子叶、圆粒r 绿子叶、皱粒 YyRr
由于这两对性状是受两对独立基因的控制，属于独立事件。
·Y 或y、R 或r进入一个配子的概率均为1/2 两个非等位基因 同时进入某一配子的概率则是各基因概率的乘积(1/2)2=1/4。 根据乘法定理，四个配子中的基因组合及其出现的概率是： YR=(1/2)2=1/4， Yr=(1/2)2=1/4 yR=(1/2)2=1/4， yr=(1/2)2=1/4
人类遗传分析中常用的符号
显
性
隐
性
♀ P F1 F2 705 正交
♂
♀
♂
224
3:1
720 反交
235
显性性状：F1表现出与亲本之一
同样的单位性状 隐性性状：亲代未在F1表现出的
单位性状
性状分离：显性性状和隐性性状 在F2都同时表现出来
二、分离现象的解释
显性性状受显性因子(dominant )控 制，而隐性性状由隐性因子(recessive ) 控制；只要成对遗传因子中有一个显 性因子，生物个体就表现显性性状； 遗传因子在体细胞内成对存在， 而在配子中成单存在。体细胞中成对 遗传因子分别来自父本和母本。
Y Y
y y
r r R R
r r R R
Y
Y
Y
y
y
Y y y
第三节 遗传学数据的统计处理
孟德尔在豌豆遗传试验中已认识到3:1、1:1等分离 比例都必须在子代个体数较多的条件下才比较接近。 在20世纪初人们才认识到概率原理在遗传研究中的 重要性和必要性。
一、概率原理
㈠、概率的概念：指一定事件总体中某一事件出现的机率。
YYRR YyRr
♀ YR YR Yr
yyrr
yR yr♂
Yr
yR yr
亲本 配子
F1 ♀
♂
F2
三、独立分配规律的验证
1、测交法 用F1与双隐性纯合体测交。当 F1形成配子时，不论雌配子或 雄配子，都有四种类型，即YR 、Yr、yR、yr，而且出现的比 例相等，即1：1：1：1
♀
♂ yyrr yr yr
(1/2) ＋ (1/2) = 1 同一配子中不可能同时存在具有互斥性质的等位基因，
只可能存在非等位基因 形成YR、Yr、yR、yr四种配子，
且其概率各为1/4，其雌雄配子受精后成为16种合子。
通过受精所形成的组合彼此是互斥事件 各雌雄配子受 精结合为一种基因型的合子后，它就不可能再同时形成为另
F1 红花
Cc
当F1植株的花粉母细胞进行减数分裂时，C与c基因分配 到每个雄配子的机会是均等的，即所形成的雄配子总体中带 有C或c基因的雄配子概率各为1/2。 遗传研究中可通过概率来推算遗传比率，从而分析和判 断该比率发生的真实性和可靠性。
(二)概率的基本定理
在遗传学研究的应用中，主要根据概率的两个基本定理，即乘法定 理和加法定理。
P YYRRCC × yyrrcc

F1
YyRrCc

F2
27:9:9:9:3:3:3:1
64组合、8表型、27基因型
三对相对性状表现型分析 Yy× Yy Rr× Rr Cc× Cc
3圆粒
3黄色子叶
1皱粒 3圆粒
1绿色子叶
1皱粒
3红花 1白花 3红花 1白花 3红花 1白花 3红花 1白花
三对相对性状基因型遗传分析方法
3、F1花粉鉴定法
玉米籽粒：糯性、非糯性受一对 等位基因控制的，分别控制着籽粒及 其花粉粒中的淀粉性质。 非糯性：直链淀粉，Wx，蓝黑色 糯性：支链淀粉，wx红棕色 F1(Wxwx)花粉— 红棕色：蓝黑色=1：1
糯性 wxwx
非糯性 WxWx
F1 Wxwx
显微镜下的糯性与非糯性配子
四、分离比例实现的条件
·F1中杂合基因(YyRr)对数n = 2，故可形成2n = 22 = 4 种配子。
2．加法定理 两个互斥事件同时发生的概率是各个事件各自发生概率之和。
互斥事件：是某一事件出现，另一事件即被排斥。
例如：豌豆子叶颜色不是黄色就是绿色，二者只居其一。 如求豌豆子叶黄色和绿色的概率，则为二者概率之和，即
一种基因型的合子。
根据上述概率的两个定理，可将豌豆杂种YyRr的雌雄配子 发生概率、通过受精的随机结合所形成的合子基因型及其概率 表示为：
∴同一配子中具有互斥性质的等位基因不可能同时存在，
只可能存在非等位基因 形成了YR、Yr、yR、yr四种配 子，且其概率各为（1/4）。 雌雄配子受精 结合成16种合子，各个雌配子和雄 配子受精结合为一种基因型的合子后，就不可能再同时形 成为另一种基因型的合子。即通过受精形成的组合彼此是 互斥事件。 可把上述F2群体表现型和基因型进一步归纳成下表
4-6。
二、二项式展开
设p = 某一事件出现的概率，q = 另一事件出现的概率， p + q = 1。N = 估测其出现概率的事件数。 二项式展开的公式为：
( p q) C p q
n n n
n nn
C p q
n
n1 n
n1 n( n1)
... C p q
0 n
0 n0
P
配子
红花CC
C
白花cc
红花 Cc C CC Cc c
♀
c
♂
C c
Cc cc
基因型：个体的基因组合 CC、Cc、cc 表现型：生物体所表现的性状 红花、白花 纯合基因型：等位基因一样 CC、cc – 纯合体 杂合基因型：等位基因不同 Cc、- 杂合体
遗传稳定
不稳定遗传
三、分离规律的验证
实质：成对的基因 ( 等位基因 ) 在配子形成过程中彼此分离， 互不干扰，因而配子中只具有 成对基因的一个。
p np q ... q
n
n1
当n较大时，二项式展开的公式过长。为了方便，如仅推 算其中某一项事件出现的概率，可用以下通式：
P( r / n ) C p q
r n r
nr

n! r !( n r )!
p q
r
nr
r代表某事件(基因型或表现型)出现的次数；n - r代表 另一事件(基因型或表现型)出现的次数。!代表阶乘符号； 如4!，即表示4×3×2×1= 24。 应该注意：0!或任何数的0次方均等于1。
孟德尔因子 A a A a A B A b 独立分配 自由组合 染色体 配对 分离
a B
a b
2.染色体学说对分离定律的解释
P: Y Y F1: F2: Y y Y × y y y
Y 雌配子 Y
Y Y Y y
y 雄配子
y Y y y y
3.配子形成时染色体和基因的分离
中期I 同源染色体配对 后期I 同源染色体分向两极 末期I 形成两个次级性母细胞 末期II 形成四个配子
１、研究的生物体是二倍体； ２、Ｆ１形成的不同种配子数目相等， 并且两 种配子活力是一样的； ３、不同基因型的合子发育的个体具有 同样的存活力； ４、研究的相对性状差异明显，显性完 全； ５、杂种后代处于相对一致的条件，试 验分析的群体大。
第二节
独立分配规律
一、两对相对性状的遗传 为了研究两对相对性状的遗传 ，孟德尔仍以豌豆为材料，选 取具有两对相对性状差异的纯 合亲本进行杂交。
F2 315 9
101 3
108 3
32 1
分别按一对性状进行分析： 黄色：绿色 ≈ 3：1 圆粒：皱粒 ≈ 3：1 仍然符合分离规律 F2群体出现重组型个体 ( 3：1)( 3：1)=9 ：3 ：3 ：1
二、独立分配现象的解释 独立分配规律：控制不同相对 性状的等位基因在配子形成过 程中，这一对等位基因与另一 对等位基因的分离和组合是互 不干扰，各自独立分配到配子 中去的。
ຫໍສະໝຸດ BaiduY Yy y Y Y y y
Y Y
y y Y Y y y
4.配子形成时染色体和基因的自由组合
中期I 同源染色体配对 后期I 同源染色体分向两极 末期I 形成两个次级性母细胞 末期II 形成四个配子 Y Y
y y Y Yy y R R r r R R r Rr R r r R R r r
Y Yy y
2/16 YyRR, YYRr, yyRr, Yyrr →F3, 3:1
4/16 YyRr-------------------→F3, 9:3:3:1 孟德尔的试验结果完全符合这一推论
四、多对基因的遗传 控制多对不同性状的等 位基因，分别载于不同对 的同源染色体上时，其遗 传都符合独立分配规律。