孟德尔定律及其扩展课件.ppt

1、孟德尔定律及其扩展ppt课件2本章要点本章要点 掌握分离规律和自由组合规律的基本概念、实质掌握分离规律和自由组合规律的基本概念、实质及验证方法。及验证方法。掌握遗传学数据的统计处理方法。掌握遗传学数据的统计处理方法。理解基因与环境的关系，等位基因、非等位基因理解基因与环境的关系，等位基因、非等位基因间的相互作用及复等位基因的概念。间的相互作用及复等位基因的概念。3第一节第一节 孟德尔及其定律孟德尔及其定律 一、孟德尔生平及成就一、孟德尔生平及成就 孟德尔（孟德尔（Gregor.MendelGregor.Mendel，1822.7.22-1822.7.22-1884.1.61884.1.6）出生

2、于奥地利布隆城）出生于奥地利布隆城 现捷克布尔诺现捷克布尔诺(Bruo)(Bruo)，1854-18681854-1868年这年这1414年任教期间，利用年任教期间，利用修道院一小块土地作豌豆杂交实验，并取得成功。修道院一小块土地作豌豆杂交实验，并取得成功。41865年年2月月8号、号、3月月8号在布尔诺自然博物馆两次宣号在布尔诺自然博物馆两次宣读了他的论文读了他的论文植物杂交试验植物杂交试验。u 孟德尔成功的原因孟德尔成功的原因 1、总结了前人工作的教训总结了前人工作的教训 2、选择了合适的试验材料、选择了合适的试验材料 3、采取了科学的工作方法，精心安排实验组合。采取了科学的工作方法，精心

3、安排实验组合。5u科学成就科学成就 发现了发现了2个定律个定律:分离定律和自由组合定律分离定律和自由组合定律 即孟德尔定律，其实质是即孟德尔定律，其实质是提出了颗粒式遗传提出了颗粒式遗传理论，理论，创立了创立了“遗传学遗传学”6植物杂交试验的符号表示植物杂交试验的符号表示：亲本：亲本(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；F1：表示杂种第一代表示杂种第一代(first filial generation)；：表示自交，采用自花授粉方式

4、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。F2：F1代自交得到的种子及其所发育形成的生物个体称为杂代自交得到的种子及其所发育形成的生物个体称为杂种二代，即种二代，即F2。由于由于F2总是由总是由F1自交得到的所以在类似的自交得到的所以在类似的过程中过程中 符号往往可以不标明。符号往往可以不标明。回交、测交、正交、反交回交、测交、正交、反交7豌豆是遗传学实验的良好材料豌豆是遗传学实验的良好材料8二、分离定律二、分离定律（Law of segregation）（一）性状、相对性状（一）性状、相对性状l 遗传学上，把生物表现出来的形态特征和生理特征统称为遗传学上，把生物表现出来的

5、形态特征和生理特征统称为性状。如小麦的株高、穗长、抗病性等性状。如小麦的株高、穗长、抗病性等。l 同一性状的两种不同表现形式叫相对性状同一性状的两种不同表现形式叫相对性状。如玉米籽粒。如玉米籽粒颜色是一个性状，而籽粒颜色的黄与白就颜色这个性状而颜色是一个性状，而籽粒颜色的黄与白就颜色这个性状而言，是同一性状的两种不同表现形式，所以玉米的黄与白言，是同一性状的两种不同表现形式，所以玉米的黄与白是一对相对性状。是一对相对性状。9（二）性状分离现象（二）性状分离现象PF1F23:1分离分离 7052241对基因对基因10亲本亲本F1F2黄色豌豆黄色豌豆绿色豌豆绿色豌豆全黄全黄自交自交黄黄绿绿花粉卵细

6、胞11正反交一样，孟德尔把正反交一样，孟德尔把F1F1表现出来的性状叫表现出来的性状叫显性性显性性状状，F1F1不表现出来的性状叫不表现出来的性状叫隐性性状隐性性状。把把F2F2中显现性状与隐性性状同时表现出来的现象叫中显现性状与隐性性状同时表现出来的现象叫做做性状分离现象，性状分离现象，由这一现象得出遗传的第一定由这一现象得出遗传的第一定律律 -分离定律分离定律。12杂交实验的子二代结果杂交实验的子二代结果(7(7对基因对基因)种子饱满种子皱缩13试验结果显示了三个有试验结果显示了三个有规律性的共同现象规律性的共同现象 ：o 1.F11.F1只表现出一个亲本的某个性状，即只出现只表现出一个亲

7、本的某个性状，即只出现显性性状；显性性状；o 2.2.杂交亲本的相对性状在杂交亲本的相对性状在F2F2中同时出现，即显中同时出现，即显性性状与隐性性状在性性状与隐性性状在F2F2同时出现；同时出现；o 3.F23.F2群体中显性与隐性个体的分离比大致约为群体中显性与隐性个体的分离比大致约为3 3：1 114o 孟德尔从以上七对相对性状的杂交中，得出一孟德尔从以上七对相对性状的杂交中，得出一个概念：个概念：o 代表一对相对性状的遗传因子在同一个体内各代表一对相对性状的遗传因子在同一个体内各别存在，而不相沾染，不相混合，这就是别存在，而不相沾染，不相混合，这就是“颗粒颗粒式遗传式遗传”的一个重要概

8、念。的一个重要概念。15孟德尔假设孟德尔假设遗传性状由遗传因子决定。遗传性状由遗传因子决定。遗传因子在体细胞中是成对存在的。遗传因子在体细胞中是成对存在的。生殖细胞中具有成对因子中的一个。生殖细胞中具有成对因子中的一个。每对因子分别来自雌雄亲代的生殖细胞。每对因子分别来自雌雄亲代的生殖细胞。形成生殖细胞时，成对因子相互分离。形成生殖细胞时，成对因子相互分离。生殖细胞的结合是随机的。生殖细胞的结合是随机的。遗传因子有不同形式，即显隐性之分。遗传因子有不同形式，即显隐性之分。16 根据假设解释分离现象。根据假设解释分离现象。设控制红花性状的遗传因子为设控制红花性状的遗传因子为C C，控制白花性状，

9、控制白花性状的遗传因子为的遗传因子为c c，且，且C C对对c c为显性，为显性，按照假设，亲本红花植株的细胞中有两个红花因按照假设，亲本红花植株的细胞中有两个红花因子子CCCC，亲本白花植株的细胞中有两个白花因子，亲本白花植株的细胞中有两个白花因子cccc，红花植株产生的配子中只有一个红花植株产生的配子中只有一个C C，白花植株产，白花植株产生的配子中也只有一个生的配子中也只有一个c c，17 受精时，受精时，C与与c结合成为结合成为Cc，即为杂种第一代的遗传，即为杂种第一代的遗传因子，由于因子，由于C对对c为显性，所以杂种为显性，所以杂种F1代表现红花性状。代表现红花性状。F1代产生的配子

10、，只能得到成对遗传因子中的一个，代产生的配子，只能得到成对遗传因子中的一个，即即C与与c分离，这样雌雄配子各产生两种，分离，这样雌雄配子各产生两种，C与与c，数目，数目相等，雌雄配子结合，有四种不同的组合。相等，雌雄配子结合，有四种不同的组合。18 这就是分离定律假说，其实质这就是分离定律假说，其实质 是杂种体细胞中的遗传因子各自保持相对的独立是杂种体细胞中的遗传因子各自保持相对的独立性，不相沾染，不相混合，形成生殖细胞时，成性，不相沾染，不相混合，形成生殖细胞时，成对的遗传因子相互分离，互不干扰地分配到不同对的遗传因子相互分离，互不干扰地分配到不同的配子中去。的配子中去。19（四）假设的验证

11、（四）假设的验证1 1、测交验证、测交验证 CC CC cccc Cc Cc cccc c c 1/2C 1/2Cc 1/2C 1/2Cc 1/2c 1/2cc 1/2c 1/2cc 即红花：白花即红花：白花1 1：1 120试验结果共得试验结果共得166166株后代，其中株后代，其中8585株开红花，株开红花，8181株株开白花，与预期符合，说明遗传因子在开白花，与预期符合，说明遗传因子在形成配子形成配子时确实分离了。时确实分离了。212 2、自交验证、自交验证l 如果假设正确，将如果假设正确，将F2红花植株自交，红花植株自交，F3中应有中应有1/3的的红花植株后代全开红花，红花植株后代全开

12、红花，2/3的红花植株后代有开红花的红花植株后代有开红花的，也有开白花的，红白分离比为的，也有开白花的，红白分离比为3：1。l 实验结果共得实验结果共得929株株F2，其中，其中705株是红花，从株是红花，从705株株中任取中任取100株，自花授粉，其中有株，自花授粉，其中有36株的株的F3全为红花，全为红花，64株的株的F3分离为分离为3/4的红花植株，的红花植株，1/4的白花植株。的白花植株。22另外可用花粉直接验证，另外可用花粉直接验证，如水稻的糯性和非糯性如水稻的糯性和非糯性,非糯性对糯性是显性：非糯性对糯性是显性：非糯性非糯性(WxWx)(WxWx)糯性糯性(wxwx)(wxwx)非

13、糯性非糯性(Wxwx)(Wxwx)23 非糯性对糯性在花粉时期就已经表现出来，可用非糯性对糯性在花粉时期就已经表现出来，可用碘染色在显微镜下进行检验，碘染色在显微镜下进行检验，非糯性亲本花粉碘染色后呈蓝黑色，糯性亲本花非糯性亲本花粉碘染色后呈蓝黑色，糯性亲本花粉碘染色后呈红褐色，子一代花粉碘染色后一半粉碘染色后呈红褐色，子一代花粉碘染色后一半呈蓝黑色，另一半呈红褐色，呈蓝黑色，另一半呈红褐色，这直接证明了孟德尔分离定律的正确性，且分离这直接证明了孟德尔分离定律的正确性，且分离比为比为1 1：1 1。24u 分离现象在生物界是普遍存在的，如耳垂的有分离现象在生物界是普遍存在的，如耳垂的有无，白化

14、病等。无，白化病等。u P17表表2-2人类常见的由单对基因所控制的性人类常见的由单对基因所控制的性状。状。25隐性性状白化症（隐性性状白化症（albino）白化病人：不能产生防止紫白化病人：不能产生防止紫外线照射的黑色素外线照射的黑色素（melanin pigment）全身毛发始终白色全身毛发始终白色 皮皮肤娇嫩而微红肤娇嫩而微红 眼睛象白兔那样眼睛象白兔那样 呈粉红色呈粉红色 对阳光敏感对阳光敏感26 分离定律与我们的生活，分离定律与我们的生活，p1927三、基本概念三、基本概念1 1、等位基因、非等位基因、等位基因、非等位基因 等位基因是指位于同源染色体上，占有同一位点，但以等位基因是指

15、位于同源染色体上，占有同一位点，但以不同的方式影响同一性状发育的两个基因。非等位基因不同的方式影响同一性状发育的两个基因。非等位基因指位于不同位点上，控制非相对性状的基因。指位于不同位点上，控制非相对性状的基因。2、基因型和表型、基因型和表型 基因型是生物体的遗传组成，是性状得以表现的内在物基因型是生物体的遗传组成，是性状得以表现的内在物质基础，是肉眼看不到的，要通过杂交试验才能检定。质基础，是肉眼看不到的，要通过杂交试验才能检定。如如cc,CC,Cc。28表型是生物体所表现出来的性状，是基因型和内外环境相互表型是生物体所表现出来的性状，是基因型和内外环境相互作用的结果，是肉眼可以看到的。如花

16、的颜色性状。作用的结果，是肉眼可以看到的。如花的颜色性状。3 3、纯合体、杂合体、纯合体、杂合体 由两个同是显性或同是隐性的基因结合的个体，叫纯合由两个同是显性或同是隐性的基因结合的个体，叫纯合体，如体，如CC,ccCC,cc。由一个显性基因与一个隐性基因结合而成。由一个显性基因与一个隐性基因结合而成的个体，叫杂合体，如的个体，叫杂合体，如CcCc。4 4、真实遗传、真实遗传 指纯合体的物种所产生的子代表型与亲本表型相同的现指纯合体的物种所产生的子代表型与亲本表型相同的现象。纯合体所产生的后代性状不发生分离，能真实遗传，象。纯合体所产生的后代性状不发生分离，能真实遗传，杂合体自交产生的后代性状

17、要发生分离，它不能真实遗杂合体自交产生的后代性状要发生分离，它不能真实遗传。传。29四、自由组合定律四、自由组合定律（一）两对相对性状的杂交试验（一）两对相对性状的杂交试验 孟德尔选择的两个亲本，一个是黄色圆形，另一个是绿色孟德尔选择的两个亲本，一个是黄色圆形，另一个是绿色皱形，皱形，其中黄与绿是一对相对性状，黄对绿为显性，其中黄与绿是一对相对性状，黄对绿为显性，圆形与皱形是另一对相对性状，圆形对皱性为显圆形与皱形是另一对相对性状，圆形对皱性为显性，性，将这两个亲本杂交，得到子一代，全为黄色圆形的豆粒，将这两个亲本杂交，得到子一代，全为黄色圆形的豆粒，子一代自交，子二代出现四种类型，分别为黄圆

18、、黄皱、子一代自交，子二代出现四种类型，分别为黄圆、黄皱、绿圆、绿皱绿圆、绿皱 30亲亲 本本亲亲 本本黄黄 圆圆绿绿 皱皱黄黄 皱皱绿圆绿圆黄圆黄圆黄圆黄圆黄圆黄圆黄圆黄圆绿圆绿圆黄皱黄皱绿皱绿皱31 在这四种类型中，在这四种类型中，黄色圆形与黄色圆形与绿色皱形绿色皱形是亲本原有性状是亲本原有性状的组合，称为的组合，称为亲组合亲组合，黄色皱形、绿色圆形是亲本原来没黄色皱形、绿色圆形是亲本原来没有的性状组合，称为有的性状组合，称为重组合。重组合。32如果单从子叶的如果单从子叶的黄色与黄色与绿色绿色来看来看 如果单从种子的圆形与皱形来看，如果单从种子的圆形与皱形来看，圆形：圆形：315+1084

19、23 皱形：皱形：101+32133 圆形：皱形圆形：皱形3：1单从一对相对性状来看，仍符合分离定律单从一对相对性状来看，仍符合分离定律 33即说明一对相对性状的分离与另一对相对性状的分离是即说明一对相对性状的分离与另一对相对性状的分离是互互相独立的。相独立的。从这一试验结果得出颗粒式遗传的另一基本概念：从这一试验结果得出颗粒式遗传的另一基本概念：决定着不相对应性状的遗传因子在遗传传递上有相对独立决定着不相对应性状的遗传因子在遗传传递上有相对独立性，可以完全拆开。性，可以完全拆开。34如果两对相对性状分组合是随机的，那么在如果两对相对性状分组合是随机的，那么在3/43/4的圆形里面，的圆形里面

20、，应该有应该有3/43/4的的黄色的黄色的，1/41/4的的绿色的，绿色的，在在1/41/4的皱形里面，也应该有的皱形里面，也应该有3/43/4的的黄色的黄色的，1/41/4的的绿色的，绿色的，两对性状合起来看，两对性状合起来看，黄色圆形黄色圆形3/43/43/43/49/169/16 黄色皱形黄色皱形3/43/41/41/43/163/16绿色圆形绿色圆形1/41/43/43/43/163/16 绿色皱形绿色皱形1/41/41/41/41/161/1635（二）自由组合现象的解释（二）自由组合现象的解释 为了解释自由组合现象，孟德尔提出了遗传因子为了解释自由组合现象，孟德尔提出了遗传因子的自

21、由组合假设，即不同对的遗传因子在形成配的自由组合假设，即不同对的遗传因子在形成配子时的分离彼此独立，它们之间的组合是自由搭子时的分离彼此独立，它们之间的组合是自由搭配的。配的。设控制子叶黄色与绿色的基因为设控制子叶黄色与绿色的基因为Y与与y，控制种子，控制种子圆形与皱形的基因为圆形与皱形的基因为R与与r。36配子配子F1F237F1F1形成配子时，单拿形成配子时，单拿Y Y与与y y来看，应有来看，应有1/21/2配子带有配子带有Y Y，1/21/2配子带有配子带有y y，单拿单拿R R与与r r看，也应有看，也应有1/2 1/2 配子带有配子带有R R，1/21/2配子带有配子带有r r，合

22、起来看，由于合起来看，由于Y Y、y y的分离与的分离与R R、r r的分离彼此独立，的分离彼此独立，则在则在1/2Y1/2Y的配子中，应有的配子中，应有1/2R1/2R和和1/2r1/2r，1/2y1/2y的配子中，也有的配子中，也有1/2R1/2R和和1/2r1/2r。38Y Y与与R R组合的配子组合的配子1/2Y1/2Y1/2R1/2R1/4YR 1/4YR Y Y与与r r组合的配子组合的配子1/2Y1/2Y1/2r1/2r1/4Yr1/4Yry y与与R R组合的配子组合的配子1/2y1/2y1/2R1/2R1/4yR1/4yRy y与与r r组合的配子组合的配子1/2y1/2y1

23、/2r1/2r1/4yr1/4yr39这四种类型的配子数目相等，雌雄各产生这四种，雌雄结这四种类型的配子数目相等，雌雄各产生这四种，雌雄结合，就有合，就有1616种组合。种组合。归结起来有归结起来有9 9种基因型，种基因型，4 4种表型种表型，即黄色圆形：黄色皱形：绿色圆形：绿色皱形即黄色圆形：黄色皱形：绿色圆形：绿色皱形9 9：3 3：3 3：1 140（三）自由组合定律的验证（三）自由组合定律的验证1 1、测交验证、测交验证 YyRrYyRryyrryyrr yr yr1/4YR 1/4YyRr1/4YR 1/4YyRr黄色圆形黄色圆形 1 11/4Yr 1/4Yyrr1/4Yr 1/4Y

24、yrr黄色皱形黄色皱形 1 11/4yR 1/4yyRR1/4yR 1/4yyRR绿色圆形绿色圆形 1 11/4yr 1/4yyrr1/4yr 1/4yyrr绿色皱形绿色皱形 1 1将将F1F1与双隐性绿色皱缩测交，如果与双隐性绿色皱缩测交，如果假设正确，假设正确，F1F1能产生四种类型的能产生四种类型的配子，且数目相等配子，且数目相等，yyrryyrr只产生只产生一种配子，测交结果应得到一种配子，测交结果应得到1/41/4黄色圆形，黄色圆形，1/41/4黄色皱形，黄色皱形，1/41/4绿绿色圆形，色圆形，1/41/4绿色皱绿色皱形。形。41孟德尔实验结果：孟德尔实验结果：F1F1作父本作父本

25、 黄色圆形黄色圆形 黄色皱形黄色皱形 绿色圆形绿色圆形 绿色皱形绿色皱形2424222225252626F1F1作母本作母本 3131272726262626合计合计5555494951515252比例比例1 1：1 1：1 1：1 1422 2、自交验证、自交验证 用子二代自交，看子三代的分离情况用子二代自交，看子三代的分离情况 （四）多对相对性状的遗传分析（四）多对相对性状的遗传分析 一对相对性状杂交一对相对性状杂交F2F2的表型分离比为的表型分离比为3 3：1 1，两对相对性状杂交，两对相对性状杂交，F2F2的表型分离比为（的表型分离比为（3 3：1 1）2 29 9：3 3：3 3：1

26、 1，三对相对性状杂交，三对相对性状杂交，F2F2的表型分离比为（的表型分离比为（3 3：1 1）3 32727：9 9：9 9：9 9：3 3：3 3：3 3：1 1，n n对相对性状杂交，对相对性状杂交，F2F2的表型分离比为的表型分离比为（3 3：1 1）n n，43杂交中包括的基因对数与基因型与表型的关系杂交中包括的基因对数与基因型与表型的关系 杂交中包杂交中包括的基因括的基因对数对数 显性完全显性完全时子二代时子二代的表型数的表型数 子一代子一代 杂杂种形成的种形成的配子数配子数子二代的子二代的基因型数基因型数 子一代配子一代配子的可能子的可能组合数组合数 分离比分离比 12234（

27、3+1）1244916（3+1）23882764（3+1）34161681256（3+1）4n2n2n3n4n（3+1）n44（五）孟德尔定律的普遍性及意义（五）孟德尔定律的普遍性及意义、普遍性、普遍性 、作物性状的遗传作物性状的遗传 杂合体是不能留作种子杂合体是不能留作种子45、人类性状的遗传、人类性状的遗传 遗传病约有遗传病约有43444344种（种（19881988年）年）显性：侏儒（先天性软骨发育不全），裂手裂显性：侏儒（先天性软骨发育不全），裂手裂足，多指，舞蹈病（足，多指，舞蹈病（HuntingtonHuntington）隐性：隐性：白化病白化病，半乳糖血症，苯丙酮尿症，全色，半乳

28、糖血症，苯丙酮尿症，全色盲，早老症，自毁容貌综合征盲，早老症，自毁容貌综合征46显性性状多指（显性性状多指（polydactyly）有的人手或脚多生一个或有的人手或脚多生一个或两个指（趾）头，额两个指（趾）头，额外的指头可以发育完外的指头可以发育完全，但大多数不很完全，但大多数不很完全，这是由一个显性全，这是由一个显性基因基因P决定的。决定的。472、意义、意义A、理论意义、理论意义：为解释生物多样性提供理论基础。为解释生物多样性提供理论基础。B、实践意义、实践意义 p 可应用于育种可应用于育种 小麦品种小麦品种A 小麦品种小麦品种B (抗霜抗霜+,抗锈抗锈-）(抗霜抗霜-,抗锈抗锈+）小麦品种小麦品种C(抗霜抗霜+,抗锈抗锈+)