孟德尔遗传定律优质课件---国家级精品课程系列

基因互作方式
无互作 显性互补 抑制作用 隐性上位 积加作用 显性上位 重叠作用
9
3
3
A B A bb aaB
9
3
3
9
7
9
3
3
9
3
9
6
12
3
15
1
aabb
1
1 4
1 1 1
表现型比例
9∶3∶3∶1 9∶7 13∶3
9∶3∶4 9∶6∶1 12∶3∶1
15∶1
Mendel比例的变形
多因一效
➢ multigenic effect ➢ 许多基因影响同一单位性状的现象
人类的ABO血型
➢ ABO血型 ➢ 第9 Chr.上
➢ IA＞i ➢ IB＞i ➢ IA＝IB
▪ IAIA IAi A型
▪ IBIB IBi B型
▪ IAIB
AB型
▪ ii
O型
ABO血型的遗传 ➢IAIA × IAIA → IAIA 全A型 ➢IAIA × IAi → 1IAIA : 1IAi 全A型 ➢IAi × IAi → 1IAIA A型 : 2IAi A型 : 1ii O型
家兔毛色的遗传
家兔中有四种不同的毛色： ➢ 全色（全灰或全黑），C ➢ 银灰 cch ➢ 喜玛拉雅型（耳尖，鼻尖，尾尖，四肢末端为
黑色，其余部分为白色）ch ➢ 白化 c
➢ 是一组复等位基因，C>cch>ch>c ➢ 任何两种毛色的纯合体兔交配，再让子代近亲
交配，F2代均呈3：1的分离。
致死基因 lethal allele
显隐性关系的相对性
完全显性 complete dominance
不完全显性 incomplete dominance
F1的表现介于 双亲之间
不完全显性性 状便于研究
基因型与表现 型一致
共显性 codominance
双亲的性状同时在F1个体上表现。
AA 碟形红血球，aa 镰刀形红血球，Aa两种红血球同时存在
双因子杂合体测交
AaBቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ×aabb
♂ 配子 ab ♀配子 AB Ab aB ab
合子 比例
AaB Aabb aaB
b
b
1
1
1
aabb 1
双因子杂种的Mendel比例
❖ AaBb 双因子杂合体 dihybrid
❖ 测交表现型 ❖ AaBb：Aabb：aaBb：aabb＝1：1：
1：1
❖ 自交表现型 ❖ A B ：A bb：aaB ：aabb＝9：3：3：
• 合子致死 • 配子致死
非等位基因的相互作用
❖任何一个性状都不可能是一个基因控制的！
❖通常所说的一个基因控制是指所研究的两 个亲本只有一对基因的差异。
基因与基因之间的相互作用
三叶草中氰化物含量的遗传
L 基因
H基因
↓
↓
（L酶）
（H酶）
↓
↓
前体 ——→含氰葡萄糖苷 ——→氰化物
基因互作（interaction of genes）
隐性上位作用 epistatic recessiveness
家兔毛色 灰色 CCGG × 白色ccgg
↓
灰色CcGg
↓互交
9C G ：3C gg ： 3ccG +1ccgg
9灰 3黑
4白
重叠作用 duplicate effect
大豆子叶颜色
黄子叶 D1D1D2D2 × 绿子叶d1d1d2d2 （满仓金） （保定青皮青）
• 两对以上的非等位基因相互作用控制同 一个单位性状的表现
鸡冠的遗传
单片冠 （rrpp） 胡桃冠 （R P ） 豌豆冠 （rrP ） 玫瑰冠 （R pp）
R＞r P＞p
两个纯合体杂交
RRPP 胡桃冠× rrpp单片冠 ↓
RrPp胡桃冠 ↓
9R P ：3rrP ：3R pp ：1rrpp
胡桃冠 豌豆冠 玫瑰冠 单片冠
第3章 Mendel遗传
经典遗传学 or 传递遗传学 （transmission genetics）
经典遗传学的奠基人是Mendel
第1节 分离规律
The law of segregation
性状 （character，trait）
❖生物体所表现出来的形态特征和生理生 化特征统称为性状。
❖这里所说的性状是统称，也可以说是一 个抽象概念，是指生物体的总的表现型 特征。
注意：这里是1个单位性状，而不是2个单位性状！
互补作用 complementary effect
豌豆白花品种A CCpp × ccPP白花品种B
↓
紫花CcPp
↓ 自交
9C P : 3C pp : 3ccP : 1ccpp
9紫花
7白花
积加作用 additive effect
南瓜果形 圆球形 AAbb × 圆球形aaBB ↓
独立分配
双因子棋盘格法
双因子杂交
双因子遗传的分支法
独立分配规律的实质：
❖ 控制两对性状的两对等位基因，分别位于非同 源的两对Chr.上
❖ 杂因合 进体 入F不1在同减的数配分子裂，时而，位同于源非C同h源r.上Ch的r.等上位的基基 因自由组合进入同一个配子，形成四类配子， 且比例相等。
❖ 在受精过程中四类♀配子和四类♂配子随机结 合，共有16种组合方式
❖ 控制相对性状的基因位于同源染色体的对等位 置上，因此称为等位基因（allele）
表现型和基因型
➢表现型（phenotype）：人们所能见到 或用仪器设备能够检测到的相对性状。
➢基因型（genotype）：细胞内决定相应 表现型的基因的组合。
➢表现型＝基因型＋环境影响
纯合基因型杂合基因型
➢ DD、dd 纯合基因型（homozygous genotype）
AaBb扁盘形 ↓自交
9A B : 3A bb :3aaB :1aabb 9扁盘形 6圆球形 1细长形
显性上位作用 epistatic dominance （也称异位显性）
燕麦 黑颖 BByy × 黄颖bbYY
↓
BbYy黑颖
↓自交
9B Y : 3B yy : 3bbY : 1bbyy
12黑颖
3黄颖 1白颖
❖ AaBb 4 → 9A B ：3A bb：3aaB ： 1aabb
多对相对性状的遗传
• 当具有多对相对性状差异的个体杂交时， 只要决定这些性状的基因是分别位于非 同源Chr.上的，仍然受独立分配规律的 支配。
三因子杂合体（trihybrid）产生8中配子
三因子杂合体自交后代F2的表现型比例
➢ 水稻株高是一个单位性状，表现类型有高株、有矮株，高 与矮为相对性状。
➢ 豌豆花色是一个单位性状，表现类型有红花、白花，红花 与白花为相对性状。
➢ 果蝇的翅有长翅、短翅之分，猪的毛色有黑、白之差，等 等。
鸽子羽毛颜色
狗的毛色
单片冠 胡桃冠 豌豆冠 玫瑰冠
鸡冠的形状
南瓜的果形
相对性状差异是遗传研究的基础
（heterozygote）。
杂交cross和测交test cross
测交 test cross
• F1（待测个体）与隐性个体杂交，从杂交后代 的表现型种类及其比例推测被测个体是纯合基 因型还是杂合基因型。
• 测交子代（Ft）表现型的种类和比例正好反映 了被测个体所产生的配子的种类和比例。
Mendel 比例
1
双因子杂合体自交后代（F2）基因型及表现型比例
❖ AABB 1 → AABB ❖ AAbb 1 → AAbb ❖ aaBB 1 → aaBB ❖ aabb 1 → aabb
❖ AaBB 2 → BB不分离，1AA：2Aa：1aa ❖ Aabb 2 → bb不分离，1AA：2Aa：1aa ❖ aaBb 2 → aa不分离，1Bb：2Bb：1bb ❖ AABb 2 → AA不分离，1Bb：2Bb：1bb
单位性状 (unit character)
❖把生物体的性状总体区分为各个单位才 能进行详细的研究，这样区分开来的性 状叫做单位性状。
❖如：动物的毛色，昆虫翅的大小，植株 的花色、高度、抗病性，人的发色、肤 色等。
相对性状 （contrasting character）
➢同一单位性状不同的表现类型叫做相对性状。
F2杂合基 因型种类
1 5 19 65 211 ∶ ∶ 3n－2n
F2表现型 分离比例
（3∶1）1 （3∶1）2 （3∶1）3 （3∶1）4 （3∶1）5
∶
∶ （3∶1）n
第3节 Mendel规律的扩展
复等位基因的遗传
• 在同源Chr.的对等座位上，有三个或三个以 上不同性质的基因存在，称为复等位基因 （multiple alleles）。
❖ 有些基因一旦表达，就会导致生物体死亡。
❖ 植物，合成叶绿素相关的基因如果发生突变： ▪ A→a ▪ AA、Aa 绿色，aa 白化，死亡 ▪ a就是致死基因
刺豚鼠毛色遗传
Agouti，正 常毛色，灰 色，野生型
Yellow，黄色， 突变型
几个相关概念
• 显性致死基因 domonant lethal allele • 隐性致死基因 recessive lethal allele
↓ 黄子叶D1d1D2d2
↓自交 15黄（9D1 D2 +3D1 d2d2+3d1d1D2 ）：1绿 d1d1d2d2
抑制作用 inhibiting effect
蚕茧颜色
显性白茧 IIyy × 黄茧iiYY
↓
白茧IiYy
↓互交
9I Y ：3I yy : 3iiY : 1iiyy
13白
3黄
2对基因互作模式表
❖ 一对相对性状的遗传，就是Mendel提出来的 遗传学第一定律：分离定律 the law of segregation
❖测交后代（Ft）显性性状和隐性性状1∶1 ，基 因型Aa和aa也是1∶1
❖ F2代显性性状和隐性性状3∶1，基因型AA、 Aa和aa是1 ∶ 2 ∶ 1
❖这些比例称为Mendel比例 Mendelian ratios
▪ 玉米糊粉层的颜色7对等位基因 ▪ 玉米叶绿素的形成至少涉及50对等位基因 ▪ 果蝇眼睛的颜色受40几对基因控制
一因多效
➢ Pleiotropism
➢ 一个基因也可以影响许多性状的发育
▪ 豌豆中控制花色的基因也控制种皮的颜色和叶腋有无黑斑。红花 豌豆，种皮有色，叶腋有大黑斑。
▪ 家鸡中有一个卷羽（翻毛）基因，是不完全显性基因，杂合时， 羽毛卷曲，易脱落，体温容易散失，因此卷毛鸡的体温比正常鸡 低。体温散失快又促进代谢加速来补偿消耗，这样一来又使心跳 加速，心脏扩大，血量增加，继而使与血液有重大关系的脾脏扩 大。同时，代谢作用加强，食量又必然增加，又使消化器官、消 化腺和排泄器官发生相应变化，代谢作用又影响肾上腺，甲状腺 等内分泌腺体，使生殖能力降低。由一个卷毛基因引起了一系列
❖男人秃顶比女人秃顶多 ❖秃顶与雄性激素直接有关 ❖太监没有患秃顶的
秃顶
棋盘格方法 Punnett square
可以用棋盘格 来研究遗传 学问题
第2节 独立分配规律
➢又称自由组合规律 the law of independent assortment
➢当2对等位基因分别位于2对Chr.上时， 其遗传行为符合这一规律
显性性状和隐性性状
• 双亲具有相对性状
• 在杂种中表现出来的性状称为显性性状 （dominant charater）
• 在杂种中不表现的性状称为隐性性状 （recessive character）
等位基因
❖ 控制显性相对性状的基因称为显性基因 ❖ 控制隐性相对性状的基因称为隐性基因
❖ 基因（gene）在染色体上有固定的位置，称 为基因座位（locus，loci），简称基因座
显性表现与环境的关系
➢ 表现型 = 基因型 + 环境
➢ 兔子 皮下脂肪有白色和黄色之分 ➢ 白色YY × yy 黄色→F1 Yy白脂肪
↓ F2 3/4白脂肪 1/4的黄脂肪
➢ 若yy个体只喂给麸皮（不含叶绿素），则皮下 脂肪也是白色的。
➢ Y基因编码合成分解色素的酶
显性表现与环境的关系
❖人的秃顶 ❖秃顶基因在男人为显性，在女人为隐性
➢ 具有纯合基因型的个体或细胞，称为纯合体 （homozygote）。
➢ DD 显性纯合体（dominant homozygote） ➢ Dd 隐性纯合体（recessive homozygote）
➢ Dd 杂合基因型（heterozygous genotype) ➢ 具有杂合基因型的个体或细胞,称为杂合体
➢只有在单位性状上有明显的相对差异， 才能通过杂交试验对其后代的遗传表现 进行对比分析和研究，从而了解相对性 状的遗传规律。
➢ Mendel以前的研究 ➢ Mendel每次试验只注意一个单位性状
Mendel研究的7对性状
单因子杂交
相关符号
➢ P parent 亲本 ➢ ♀ 母本 ➢ ♂ 父本 ➢ F filial generation ➢ F1 杂交第一代 ➢ F2 F1自交或互交的子代 ➢ F3 F2自交或互交的子代 ➢ × 杂交 ➢ 自交
杂合基因对数与F2表现型和基因型种类的关系
杂合基 因对数
1 2 3 4 5 ∶ ∶ n
F2表型 种类
2 4 8 16 32 ∶ ∶ 2n
F1形成的 F2基因型 F1配子可 配子种类 种类 能组合数
2
3
4
4
9
16
8
27
64
16
81
256
32
243
1024
∶
∶
∶
∶
∶
∶
2n
3n
4n
F2纯合基 因型种类
2 4 8 16 32 ∶ ∶ 2n