第二節遺傳的基本定律
概 要
性狀
相對性狀
雜交實驗法
遺傳的三大規律
分離規律
自由組合規律
連鎖互換規律
孟德爾
摩爾根
孟德爾生平
孟德爾(,1822---1884)是現代遺傳學的
奠基人,出生于貧苦農民家庭,年輕時進入修
道院。
1851年被派到維也納大學學習。
1854年返回修道院任職。
1857年開始在修道院的花園做豌豆遺傳試驗。8
年后發表了題為“植物雜交實驗”的劃時代論
文。但當時並未引起人們注意。
直到1900年才引起遺傳學家、育種家的高度重
視,現代遺傳學迅速發展起來。
實驗中的母本、
父本如何決定
?
凡是接受花粉的植株稱為母本
(即去雄者) ;凡是傳出花粉
的植株稱為父本。
一對相對性狀的遺傳實驗
親本︰P
子一代︰ F1
子二代︰F2
圓 粒 皺 粒
?
圓 粒
?
圓 粒 皺 粒
(5474) (1850)
自花傳粉
孟德爾豌豆雜交實驗的結果
性狀 F2 的表現
顯性 隱性 顯性︰隱性
種子的形狀 圓粒 5474 皺粒 1850 : 1
莖 的 高 度 高莖 787 矮莖 277 : 1
子葉的顏色 黃色 6022 綠色 2001 : 1
種皮的顏色 灰色 705 白色 224 : 1
豆莢的形狀 飽滿 882 不滿 299 : 1
豆莢 的顏色 綠色 428 黃色 152 : 1
花 的 位置 腋生 651 頂生 207 : 1
第二節遺傳的基本定律(P19)
• 一、來源:
• 是由遺傳學之父孟德爾用豌豆作實驗材料,進行雜
交調實驗的研究,最先揭示遺傳的兩個基本定律---
• ------(一)基因的分離規律。(二)基因的自由組合規律。
是研究基因的傳遞規律主要是通過性狀的遺傳來推
知,觀察這些性狀在後代的表現,找出性狀遺傳的
規律。
• (一)基因的分離規律:
• 是孟德爾通過豌豆一對相對性狀的遺傳實驗總結出
來。(即孟德爾的第一定律) (P19)
• 1.定律中的相關名詞:
• (1)相對性狀:
• 同種生物同一性狀的不同表現的類型。例如豌
豆莖的高與矮;種子種皮的圓滑與皺縮等。
• (2)顯性性狀:
• 雜種子一代(F1)中顯現出來的那個親本(P)性狀,
叫做顯性性狀,如高莖、圓滑種子等。
• (3)隱性性狀:
• 雜種子一代(F1)中未顯現出來的那個親本(P)性
狀,叫做隱性性狀。如矮莖、皺縮種子等。
人類單對基因遺傳的實例:
性 狀 顯 性 隱 性
耳垂(圖8-8) 與臉頰分離 緊貼臉頰
捲舌狀(圖8-9) 能 不能
美人尖(圖8-10) 有 無
拇指豎起時變曲情形(圖8-11) 挺直 拇指第一節向指背彎曲
食指長短(圖8-12) 較無名指長 較無名指短
雙手手指嵌合(圖8-13) 右手拇指在上 左手拇指在上
上眼瞼有無皺褶(圖8-14) 有(雙眼皮) 無(單眼皮)
酒窩(圖8-15) 有 無
多指(趾)症 六指(或趾) 五指(或趾)
白化症:皮膚缺黑色素
眼睛畏強光
正常膚色 皮膚白化
紅綠色盲 正常 無法區別紅綠兩色
血友病:缺少凝血因子
出血不容易止住
正常 容易出血而不止
蠶豆貧血症:食用蠶豆後
引起溶血
正常 食用蠶豆後會發病
侏儒絨猴
人的正常皮膚色
對白化病為顯性。
選出下列不是相對性狀的一項︰
A.果蠅的紅眼和白眼 B.人類的近視和色盲
C.棉花的長絨與短絨 D.豌豆花的腋面生與頂生
下列屬于相對性狀的是:
A.玉米的黃粒與皺粒 B.狗的長毛與直毛
C.果蠅的長翅與殘翅 D.豌豆的高莖和豆莢的綠色
C
B
• (4)等位基因:
• 在生物的體細胞中,控制性狀的基因都是成
對存在。故在一對同源染色體的同一位置上
的、控制相對性狀的基因,叫做等位基因。
如D和d就是表示等位基因的符號。
• (當形成配子時,這兩個基因便互相分離而進
入配子中。)
• (5)顯性基因:
• 控制顯性性狀的基因叫做顯性基因,用大寫
英文字母(如高莖用D)表示。
• (6)隱性基因:
• 控制隱性性狀的基因叫做隱性基因。用小
寫英文字母(如矮莖用d)表示。
• 總結以上內容:
• 控制
• 基因(基因型) (表現型)性狀
• 控制
• 等位基因 顯性基因 顯性性狀 相對性狀
• 控制
• 隱性基因 隱性性狀
• 等位基因分離 相對性狀分離
• (7)基因型:基因型是生物體細胞內部的遺
傳物質結構,定生物個體遺傳性狀(表現
型) 之成對遺傳基因;分為同基因型,即組
成的兩個基因相同者,如DD或dd等;以及
異基因型,即組成的兩個基因不同者,如
Dd。如高莖基因型為DD或Dd;矮莖基因
型為dd等。(D對d有顯性作用) 。
• (8) 表現型:是指生物個體表現出來的遺傳
性狀。如豌豆的高莖與矮莖;圓粒與皺粒
等。(P21)( 也受外界環境條件影響)
• (由此得知,基因型是性狀表現的內在因素,
而表現型則是基因型的表現形式;表現型
相同,基因型不一定相同。)
• 基因型與表現型的關係:
• 環境相同時:
• 基因型相同,表現型一定相同。
• 表現型相同,基因型不一定相同。
• 環境不同時:
• 基因型相同,表現型不一定相同。
• 表現型不同,基因型不一定不同。
例:玉米幼苗的綠色(G) 對白色(g)為顯性,以雜合體(Gg)自交
產生的種子為材料做實驗,將其中400粒種子播種在有光處,
另400粒種子播種在暗處,數月后,種子萌發成幼苗。統計結
果如表分析。請據表回答:(顏色的表現與植物所含的植物色
素有關)
1.從理論上推斷,這批雜合體自交產生
的種子,基因型有______種,分別
是:_________________,比例是
________________。
• 2.從理論上推斷,所得幼苗的表現
型是:___________,其比例是:
________。
• 3.黑暗中白色幼苗的可能基因型是:
_________________;其比例會是:
_______________。(該批種子亦是雜
合體自交獲得。)
環境 幼苗數目
綠色 白色
黑暗 0 398
光照 298 98
3
GG、Gg、gg
1:2:1
綠色、白色
3:1
1:2:1
GG、Gg、gg
• (9) 純合體:由含有相同基因的配子(即生殖
細胞如含有D或d) 結合成的合子(即純合子,
如含有DD或dd)發育成的個體,叫做純合
體。(即純種)
• (10)雜合體:由含有不同基因的配子(如含有
D與含有d的配子)結合成的合子(即雜合子,
如含有Dd)發育成的個體,叫做雜合體。
(即雜種)
• (11)雜交:同種生物相對性狀而不同表現型
之個體,或不同基因型之個體間相互交配
現象。(如異花傳粉即純種高莖豌豆與矮莖
豌豆所作之交配;DDxDd亦為雜交。)
• (12)自交:經雜交後所產生的F 互相交配就叫做
自交。(如自花傳粉即雜種高莖的互相交配便是。
)
• (13)性狀分離:在雜種後代中顯現不同性狀(如高
莖和矮莖) 的現象,叫做性狀分離。
1.下列关于基因型的说法中,不正确的是
A.基因型是指每一生物体内所含的全部基因
B.基因型是生物个体内部的遗传物质结构
C.基因型是指与表现型有关系的基因组成
D.基因型是生物性状表现的内在因素
關于等位基因概念的內涵中,
表述其主要作用是:
A. 位于同源染色體相同位置上
B.控制同一性狀表現的不同類型
C.姐妹染色單體上,一般只有等位基因的一個
D.通常在體細胞中成對存在
A
B
孟德爾對分離現象的假說
• 在生物體內含有遺傳因子(即基因),用
英文字母表示。
• 生物的每一性狀都由一對基因控制的。
• 控制性狀的基因位于同源染色體的相對應
的位置上,稱為等位基因。
例如︰
D d
P 圓 粒 R R r r 皺 粒
配子G R r
F1 R r 圓 粒
減數分裂
配子 G R r
R
r
F2
減數分裂
R R R r
R r r r
圓粒 圓粒
圓粒 皺粒
F2代的結果:
1.基因型的種類:3種;RR、Rr、rr。
2.基因型的比例:
RR:Rr:rr= 1:2:1。
3.表現型種類:2種;圓粒、皺粒。
4.表現型比例:
圓粒:皺粒= 3:1
5.子代表現型出現的機率:
圓粒:3/4;皺粒:1/4。
6.子代顯性性狀中表現為純種或雜種的機率:
純種:1/3;雜種:2/3
• 1.桃果實表面光滑對有毛為顯性,在毛桃的
植株上授以純合光桃的花粉,該雌蕊發育成
的果實應為:
• A.毛桃 B.光桃
• C.毛桃的機率為1/3 D.光桃的機率為1/3
• 2.羊的毛色白色對黑色為顯性。兩隻雜合羊
為親本,接連生下了3隻小羊是白羊,若它
們再生第4隻小羊,其毛色為:
• A.一定是白色的 B.是白色的可能性大
• C.一定是黑色 D.是黑色的可能性大
A
B
基因分離規律的【驗証】:
• 孟德爾用測交法實驗証明對分離現象所作
的解釋是否正確。
• 過程:
• 讓雜種子代與隱性親本類型交配,用來測
定雜種F1的基因型,在F1的配子形成時,
等位基因分離,各自進入一個配子中。
測交實驗
測交親本 雜種一代 隱性純種
R r r r
G R r r
F: 基因型
圓 粒
R r r r
皺粒
表現型
比 例 1 ︰ 1
基因分離規律的實質:
• 其實質是在雜合體中,細胞內位于一對同
源染色體上的等位基因,具有一定的獨立
性(等位基因分離的原因)。
• 在進行減數分裂(第一次后期)形成配子(即生
殖細胞)時,等位基因會隨同源染色體的分
開而分離,分別進入到兩個配子中。
實驗
%E5%88%86%E9%9B%A2%E8%A6%8F%E5%BE%8B%E9%9B%9C%E4%BA%A4%E5%AF%A6%E9%A9%
基因分離規律在實踐中的應用:
• (1)雜交育種:
• 對于獲得具抗病能力類型的個體或檢定物
種的基因型是否純種都可用此法証明。
• (2)在醫學實踐中 :
• 利用分離規律對人類遺傳病的基因型和發
病概率做出科學的推斷。
• 顯示出近親結婚出現此等遺傳病的概率較
大,故應禁止。
体细胞染色体数
生殖细胞染色体数
受精卵染色体数
23对 23对
23条 23条
23对
總結
基因是成对的,有显性和隐性之分;
一般用大写字母表示显性基因,用小写
字母表示隐性基因;
当一对基因中有显性基因时一般表现显
性特征;
一对基因都是隐性基因时表现隐性特征。
例如:一对决定单、双眼皮的基因
AA Aa aa
若以單、雙眼皮相對性狀為例,他們的下一代
會有那些表現型?子代表現型的機率各為何
?子代的基因型會如何?下一代中會有純種眼
皮嗎?
若對象更換,則他們的下一代又會有那些表現
型?子代表現型的機率各為何?子代的基因型
會如何?
一對相對遺傳基因的概率計算:
(機率最大為1,最小為0)
• 例1.先天性聾啞是一種隱性遺傳病,它是由
隱性基因(d) 控制。有一對表兄妹均無此病,
結婚後生下一個聾啞的孩子。試問:
• (1)這一家三人的基因型如何?(2)他們所生
孩子患病的機會率有多少?(3)預計夫婦所
生正常孩子與聾啞孩子的表現比例是多少
?(4)若夫婦離婚後再婚,其配偶均沒有此
病的基因,則他們所生孩子患此病的機率
是多少?
• 解:親代 (父) Dd ╳ (母)Dd
• 配子 D d D d
• 子代 DD Dd Dd dd
• (正常) (攜帶者) (攜帶者) (患者)1/4
• 基因型比例----DD:Dd:dd=1:2:1
• ∴(1) 父母的基因型均為Dd;聾啞孩子的基因型是dd。
• (2) 根據圖解比例得知----正常孩子:聾啞孩子=3:1(表現
型的比例)
• 故所生孩子發病的機率是1/4 (正常孩子的機率是3/4)
• (3)依上題得知其比例是3:1
根據第二段婚姻遺傳圖解:
• 親代 (父或母)Dd ╳ (父或母)DD
• 配子 D d D D
• 子代 DD Dd DD Dd
• 表現型 (正常) (攜帶者) (正常) (攜帶者)
• 基因型比例---DD:Dd=2:2=1:1
• 表現型比例---正常:患病=4:0
• 即全部均表現正常的孩子。
一、判斷 ︰
1. 兔的白毛與長毛,人的身高與體重都是相對性狀。
2. 隱性性狀就是指生物體中表現不出來的性狀。
3. 在配子中只存在每對等位基因中的一個基因。
4. 基因型相同,表現型也一定相同,反之亦然。
二、選擇︰
1. 基因分離規律的實質是︰
A. 測交后代性狀的分離比為 1 ︰1 ;
B.子二代出現性狀分離;
. 子二代性狀的分離比為 3 ︰1 ;
D. 等位基因隨同源染色體的分開而分離。
D
X
X
O
X
2. 綿羊的白毛對黑毛是顯性,要判斷一頭白羊是否為純合體,
選用與它交配的羊最好是︰
A. 純種白羊 B. 雜種白羊 C. 黑羊 D. 都不對
3.家猫的毛色是黑褐色对白色为显性。两只黑褐色杂合体雌、
雄猫交配后,一窝产下了四只小猫。这四只小猫的毛色是 :
A.三只黑褐色、一只白色 B.一只黑褐色、三只白色
C.四只全是黑褐色 D.三者情况都可能出现
C
D
4.一对表现型正常的夫妇,有一个患白化病的儿子,从理论上
算,他们的女儿(表型正常)与母亲基因型相同的概率是 :
A. 0 B. 1/2 C. 2/3 D. 1/4
5. 人类褐眼(A)对蓝眼(a)是显性,一对褐眼夫妇,生了4个褐眼
男孩,则双亲的基因型是 :
A.AA×AA B.AA×Aa C.Aa×Aa D.无法确定
C
D
三、家兔毛色,褐色和黑色是由一对基因控
制的,用基因B和b表示。现有甲、乙、丙、
丁四只兔,甲和乙为黑色雌兔,丙为黑色雄
兔,丁为褐色雄兔。已知甲和丁交配产的F1
全是黑色小兔;乙和丁的F1中有褐色小兔。
试分析回答:
(1)在褐色与黑色这对相对性状中,属于
显性性状的是________。
(2)甲的基因型是________,乙的基因型是
________,丁的基因型是________。
(3)利用甲、乙、丙、丁四只兔鉴别丙兔
基因型的方法是_______________。
黑色
BB
Bb bb
用乙和丙交配,后代有褐色
兔则为Bb,无则为BB
五、圖5-3是某遺傳病系譜圖,
(1)如果Ⅲ6與有該病的女子結婚,則生育患該病男
孩的幾率是多少?
(2)II3和II4再生一個是正常女孩
的概率是多少?
(3)若III5個體與正常表現(攜帶者)結婚,計劃
生兩個表現為正常男孩的概率是多少?
孟德尔分离定律的扩展
• 顯性的相對性:即顯性作用都不是絕對的而
是相對的。 (P25)
• 孟德尔的实验中,显性基因对于隐性基因
表现为完全显性,即隐性基因属于无效基
因,所以等位基因在一起时表现为显性性
状。但是,当隐性基因不表现为无效基因
的时候,的表现型比例3:1将被修饰而发
生改变。
孟德尔分离定律的扩展
(即顯性的相對性)
• 1.不完全显性(incomplete dominance) :例如紫
茉莉花、卷毛雞與直毛雞、安德魯西雞羽
毛顏色等。
• 2.共显性或并显性(codominance) :又稱為镶
嵌显性(mosaic dominance)例如混花毛馬、
異色瓢蟲色斑遺傳、大豆種皮顏色遺傳等、
人類的MN血型等。
不完全显性(incomplete dominance)
F1F1的表现不同于两个亲本,而是介于两亲本之间,的表现不同于两个亲本,而是介于两亲本之间,
这样的显性称不完全显性。这样的显性称不完全显性。亲显:中间型:亲隐亲显:中间型:亲隐==
((11::22::11))
如紫茉莉花
(即金魚草)
紫茉莉(Mirabilis jalapa)的花色遗传
• 用紫茉莉红花亲本与白花亲本杂交:
– 杂种F1表现为双亲的中间类型,开粉红色花;
– F2出现红花、粉红花和白花三种类型,呈1:2:1
的比例。
• 如果用R表示红花基因,r表示白花基因,
则红花亲本的基因型为RR,白花亲本的基
因型为rr,上述杂交过程可表示如图。
从表现型可推断其基因型。
以紫茉莉花為例 :
• 紅花基因型為RR、白花基因型為rr、粉紅花基因
型為Rr,若紅花與粉紅花或白花與粉紅花雜交,
其後代的基因型、表現型以及其比例、表現型所
佔的機率各自為何?
• 第一情況 親代 RR ╳ Rr
• 配子 R R R r
• 子代 (紅花) RR Rr(粉紅花)
• 結果:後代的基因型為RR、Rr,比例為1:1;
• 表現型為紅花、粉紅花,比例為1:1;
• 紅花機率為1/2,粉紅花機率為1/2。
• 第二情況 親代 rr ╳ Rr
• (白花) (粉紅花
)
• 配子 r r R r
• 子代 Rr rr
• (粉紅花) (白花)
• 結果:
• 後代的基因型為Rr、rr,比例為1:1;
• 表現型為粉紅花、白花,比例為1:1;
• 粉紅花機率為1/2,白花機率為1/2
P P 卷羽卷羽FF × FF × 正常羽正常羽ffff
F F11 轻度卷羽轻度卷羽FfFf
F F22 卷羽:轻度卷羽:正常羽卷羽:轻度卷羽:正常羽
1 FF 2 Ff 1 ff1 FF 2 Ff 1 ff
共显性或并显性(codominance)
• 双亲性状同时双亲性状同时在后代的在后代的
同一个体表现出来同一个体表现出来,即,即
等位基因同时得到表现等位基因同时得到表现
称共显性。称共显性。
• 亲显:镶嵌型:亲隐亲显:镶嵌型:亲隐
• ((11:: 22:: 11))
P P 红色牛红色牛 × × 白色牛白色牛
FF11 沙毛沙毛
FF22 1/4 1/4红色:红色:1/21/2沙毛:沙毛:1/41/4白毛白毛
图6 异色瓢虫鞘翅色斑的遗传
人的MN血型系统:L 、L 基因分别决定红细
胞上的M、N抗原。
P P LLM M LLMM × × LLN N LLNN
((MM血型)血型) ((NN血型)血型)
FF1 1 LLM M LLN N
((MNMN血型)血型)
FF22 LLM M LLMM:: LLM M LLNN :: LLNN LLNN
((MM血型)血型) ((MNMN血型)血型) ((NN血型)血型)
11:: 22:: ︰︰1 1
╳
血型(表現
型)
基因型 紅血球表
面抗原
血漿中的
抗體
M M 無
N N 無
MN M和N 無
MN血型特點
• 例:若有一家五口,已知三名子女的MN血型是N
型(2個)及MN型,問1.他們的父母會是什麼血型?
2.若N血型的子女受傷,能否接受其他成員的捐輸
?3.若夫婦希望再生一個是MN血型的男孩的機率
是多少?
Bye Bye