遗传学课件

杂种(2n)
↓ 配子(n) ↓加倍 纯合二倍体植株(2n) ↓ 品种
＆4.2 独立分配规律
孟德尔以豌豆为材料，选用具有两对相对性状
差异的纯合亲本进行杂交，研究两对相对性状的遗
传后提出:独立分配规律(自由组合规律)。
一、两对相对性状的遗传
㈠、试验结果：
P 黄色子叶、圆粒× 绿色子叶、皱粒 ↓ 黄色子叶、圆粒 15株自交结556粒种子 ↓ 黄、圆 黄、皱 绿、圆 绿、皱 总数
∴差异不显著，即符合9∶3∶3∶1理论比例。
x
P 0.99 df
1 2
0.0201 0.115 0.297 0.554 2.558 0.00016 0.0039 0.103 0.352 0.711 1.145 3.940
2
表
0.10
2.71 4.61 6.25 7.78 9.24 15.99
0.95 0.50
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，称 为相对性状(contrasting character) 。如：豌豆花色有红 花和白花等。 例如：(图)
孟德尔为什么会成功？
孟德尔在前人实践的基础上，通过 (1). 以严格自花授粉植物豌豆为材料(遗传纯)； (2). 选择简单而区分明显的7对性状进行杂交试验(稳定性状)；
均等的机会相互自由结合。 3．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．研究的相对性状差异明显，显性表现是完全的。
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。 这些条件在一般情况下是具备的，所以大量试验结果
都能符合这个基本遗传规律。
六、分离规律的应用
分离规律是遗传学中基本的一个规律，这一规律从理论上说明了 生物由于杂交和分离所出现的变异的普遍性。 1. 根据分离规律，必须重视表现型之间的联系和区别。
CC纯合体
Cc杂合体 cc纯合体
稳定遗传；
不稳定遗传； 稳定遗传。
四、分离规律的验证
分离规律是完全建立在一种假设的基础上的，这个假 设的实质就是成对的基因(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。 为了证明这一假设的真实性，可以采用以下几种方法进行
验证。
1
细胞学基础：
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： YR Yr yR yr 配子比例1 ： 1 ： 1 ： 1
表型比例9 ： 3 ： 3 ： 1
独立分配规律的实质： 控制这两对性状的两对等位基因，分别位于不同的同 源染色体上。在减数分裂形成配子时，每对同源染色体上
第二章
孟德尔遗传
1. 孟德尔分离规律、验证、应用； 2. 显性性状的表现及与环境的关系； 3．二对相对性状的遗传；
4．多对相对性状的遗传；
5．基因互作； 6．基因的作用和性状的表现； 一因多效、多因一效。
人类很早就从整体上认识了遗传现象亲子性状相似
在直观上认为子代所表现的性状是父、母本性状的混合 遗传，在以后的世代中不再分离。 孟德尔(Gregor Johann Mendel，1822–1884) 从 1856年起在修道院的花圆里种植豌豆，开始了他的“豌豆杂 交试验”，到1864年共进行了8年。 孟德尔认为父母本性状遗传不是混合，而是相对独立 地传给后代 后代还会分离出父母本性状。
绿、皱
32 34.75 -2.25
2
总数
556 556
101 -3.75
2
按理论比例粒数(E) 312.75
104.25 104.25
差数(O-E)
2
(O E ) 2.25 ( 2.25) x ... 0.5116 E 312 .75 34.35
Df=k-1=4-1=3
2 x 2 0.5116 x0.05,3 7.81
可按上图把F2 基因型和表现型归类：
表现型
Y_R_黄、圆 Y_rr黄、皱 yyR_绿、圆
基因型
YYRR YyRR YYRr YyRr YYrr Yyrr yyRR yyRr
基因型比例
1 2 2 4 1 2 1 2
表现型比例
9
3 3
yyrr 1 yyrr绿、皱 F2 群体共有9种基因型，其中： 4种基因型为纯合体； 1种基因型的两对基因均为杂合体，与F1一样； 4种基因型中的一对基因纯合，另一对基因杂合。 F2 群体中有4种表现型，因为Y对y显性，R对r显性。
孟德尔在豌豆的其它6对相对性状的杂交试验中，都 获得同样的试验结果。现将他的豌豆杂交试验资料汇总列 于表4－1。
3. 特点： (1).F1性状表现一致，只表现一个亲本性状，另一个亲本
性状隐藏。
显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交,F1表现出来的性状。 隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交, F1未表现，而在F2 重新出现的性状。 (2).F2分离：一部分植株表现这一亲本性状，另一部分植 株表现为另一亲本性状，说明隐性性状未消失。 (3).以上F2群体中显隐性分离比例大致总为3:1。
（自交）
红花 白花 705 224 3.15 : 1
注：P表示亲本，♀表示母本，♂表示父本，×表示杂交。
（1）反交
P F1 F2 比例
白花(♀) × 红花(♂) 红花
（自交）
红花 3 :
白花 1
图4-1 豌豆花色的遗传
以上说明了：F1和F2的性状表现不受亲本组合方式的影响。
但必须注意
在杂交时，必须先将母本花蕾的雄蕊完全摘除，这称为 去雄，然后将父本的花粉授到已去雄的母本柱头上，这称 为人工授粉。去了雄和授了粉的母本花朵还必须套袋隔离， 防止其它花粉授粉。
F1
F2 种子
实得粒数
理论比例
315
9 ：
101
3： 104.25
108
3：
32
1
556
16 556
理论粒数 312.75
104.25 34.75
在两对相对性状遗传时： F1出现显性性状； F2会出现4种表型： 2 种亲本型＋ 2 种新的重组型（两者成一定比例）。
㈡、结果分析:
先按一对相对性状杂交的试验结果分析：
从而孟德尔提出:
① 分离规律； ② 独立分配规律。
&4.1 分离规律
一、孟德尔的豌豆杂交试验 1.概念 性状(character) 是生物体所表现的形态特征和生理特性的总称。 单位性状(unit character) 植株所表现的性状总体区分为各个单位作为研究对象， 这些被区分开的每一个具体性状称为单位性状。如：豌豆的 花色等。
0.15 1.39 2.37 3.36 4.35 9.34
0.05
3.84
5.99 7.82 9.49 11.07
0.02
5.41
7.82 9.84 11.67 13.39
0.01
6.64
9.21 11.35 13.28 15.09
3
4 5 10

18.31
21.wk.baidu.com6
23.21
自由度：在各项预期值决定后，实得数中能自由变动的项数。 df= n-1（分离组数-1)
位基因也随之分离分配到不同的配子之中。
这种现象在水稻、小麦、玉米、高粱、谷子等植 物中可以通过花粉粒鉴定进行观察 。
例如：玉米、水稻等的子粒有糯性、非糯两种。
糯性的为支链淀粉，非糯性的为直链淀粉；以稀碘液处理糯性的花粉或籽粒的
胚乳，呈红棕色反应；以稀碘液处理非糯性的花粉或籽粒，则呈蓝黑色反应。
糯性
每一配子（花粉或卵细胞）中只含其中一个；
④ 遗传因子在受精过程中能保持其独立性 表现为随 机性。
以遗传因子解释
现以豌豆红花×白花的杂交试验为例，加以具体说明：
三、表现型和基因型
孟德尔提出的遗传因子 基因(gene) 1.基因型(genotype)：个体的基因组合即遗传组成； 如花色基因型CC、Cc、cc 2.表现型(phenotype)：生物体所表现的性状，是可以观测的。 如红花，白花 在基础环境内、外在表现 基因型------表现型 (根据表现型决定) 3. 基因型、表现型与环境的关系： 基因型+ 环境 表现型。
4. 基因型类型： (1). 纯合基因型（homozygous genotype）： 成对的基因型相同。如CC、cc 或称纯合体，纯质结合。 (2). 杂合基因型（heterozygous genotype）：
成对的基因不同。如Cc 或称杂合体，为杂质结合。
虽然Cc与CC的表现型一致，但其遗传行为不同。 可用自交鉴定：
P 红花× 白花 CC ↓ cc F1 红花Cc ↓ (自交) F2 红花 红花 白花 CC Cc cc ↓ ↓ ↓ F3 红花 分离 白花 1:2:1
豌豆试验结果：7对相对性状的试验结果相同
(三)、F1花粉鉴定法
F1花粉鉴定法的原理： 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，位于同源染色体上的等
wxwx F1
×
↓
非糯
WxWx Wxwx
↓观察花粉颜色（稀碘液） 红棕色(wx) : 兰黑色(Wx) 1:1
五、分离比例实现的条件
根据分离规律，由具有一对相对性状的个体杂交产生的
F1，其自交后代分离比为3：1，测交后代分离比为1：1 。
但是这些分离比的出现必须满足以下的条件： 1．研究的生物体是二倍体。 2．F1个体形成的两种配子的数目是相等的或接近相等的， 并且两种配子的生活力是一样的；受精时各雌雄配子都能以
例如：选用纯合基因型的两个亲本，F2才会出现分离。(图)
如果双亲不是纯合体，F1即可能出现分离现象。(图
2. 通过性状遗传研究，可以预期后代分离的类型和频率， 进行有计划种植，以提高育种效果，加速育种进程。 ·如水稻抗稻瘟病 F2抗性分离 一些抗病株在F3还会分离
3.根据分离规律的启示，杂种产生的配子在基因型上是纯粹的， 良种生产中要防止天然杂交而发生分离退化，去杂去劣及适当 隔离繁殖。 4. 利用花粉培育纯合体
二、 分离现象的解释
这7对相对性状在F2为什么都出现3：1的分离比呢？
孟德尔提出以下假说： ① 在生殖细胞中存在着与相对性状对应的遗传因子 控制着性状发育；
② 遗传因子在体细胞内成对：如F1植株内存在一个控
制红花显性性状和一个控制白花隐性性状的遗传因子； ③ 每对遗传因子在形成配子时可均等地分配到配子中
(3). 采用各对性状上相对不同的品种为亲本(相对性状)；
(4). 进行系统的遗传杂交试验(杂交)；
(5). 系统记载各世代中各性状个体数，并应用统计方法处理数据，
进而获得各种结果，否定了长期流行的混合遗传观念(统计分析)。
2. 豌豆杂交试验
（1）正交
P F1 F2 株数 比例
红花(♀) × 白花(♂) 红花
程中，这一对等位基因与另一对等位基因的分离和组
合互不干扰，各自独立分配到配子中去。
Rule of Segregation(Mendel’s second law)
两对基因在杂合状态时，保持其独立性，互不污
染。形成配子时，同一对基因各自独立分离，不同对 基因则自由组合。
以基因符号表示(从遗传角度考虑）：
统计的标准 P> 0.05，结果与理论数无显著差异，实 得值符合理论值； P< 0.05，结果与理论数有显著差异， 实得值不符合理论值； P< 0.01，结果与理论数有极显著差异， 实得值非常不符合理论值。
二、独立分配现象的解释
独立分配规律的基本要点：
控制两对不同性状的两对等位基因在配子形成过
按概率定律，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3/4×3/4 = 9/16 黄、皱3/4×1/4 = 3/16
绿、圆1/4×3/4 = 3/16
绿、皱1/4×1/4 = 1/16 (3∶1)2 = 9∶3∶3∶1
黄、圆 黄、皱
实得数(O) 315 2.25
2
绿、圆
108 3.75
（一）、测交法 测交法(test cross)：也称回交法，即把被测验的个 体与隐性纯合基因的亲本杂交，根据测交子代（Ft）出现 的表现型和比例来测知该个体的基因型。
供测个体×隐性纯合亲本 Ft 测交子代。
（二）、自交法 F2植株个体通过自交生成F3株系，根据F3株系的性状表现， 推论F2个体的基因型。
黄∶绿=(315+101)∶(108+32)=416∶140=2.97∶1≈3∶1 圆∶皱=(315+108)∶(101+32)=423∶133=3.18∶1≈3∶1
∴ 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3∶1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。