孟德爾遺傳規(guī)律及其擴展

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1、第三章孟德爾遺傳規(guī)律及其擴展Mendel’sGeneticLawsandTheirExtension孟德爾及其雜交試驗Mendel開展了長達8年時間的豌豆雜交試驗研究，對豌豆差別明顯的7對簡單性狀進行了研究，并于1865年首次提出了分離規(guī)律與自由組合規(guī)律；1900年Vris等人重新發(fā)現(xiàn)了Mendel遺傳規(guī)律，從此遺傳學(xué)誕生并蓬勃發(fā)展；Mendel遺傳學(xué)通常又被成為經(jīng)典遺傳學(xué)。Mendel在做豌豆雜交試驗孟德爾植物雜交試驗成功的因素選用適當(dāng)?shù)难芯坎牧稀愣梗洪]花授粉(天然純合的純種)；相對性狀差異明顯；(從22個初選性狀中)選擇的7個單位性狀正

2、好分別位于7對同源染色體上；易于種植和進行人工授粉(雜交)操作。嚴格的試驗方法、正確的試驗結(jié)果統(tǒng)計與分析方法：試驗方法：有目的的試驗設(shè)計、足夠大的試驗群體等。統(tǒng)計分析方法：按系譜進行考察記載、進行歸類統(tǒng)計并計算其類型間的比例。獨特的思維方式：由簡到繁、先易后難，高度的抽象思維能力，“假設(shè)—推理—論證”科學(xué)思維方法的充分應(yīng)用。第一節(jié)分離規(guī)律Lawofsegregation一、一對相對性狀的雜交試驗基本概念：性狀(character/trait)：生物體或其組成部分所表現(xiàn)的形態(tài)、生理或行為特征。單位性狀(unitcharacter)：孟德爾把植株

3、性狀總體區(qū)分為各個單位，稱為單位性狀，即生物某一方面的特征特性。相對性狀(contrastcharacter)：不同生物個體在單位性狀上存在不同的表現(xiàn)，這種同一單位性狀的相對差異稱為相對性狀。雜交(cross)：不同遺傳型個體之間進行有性交配。1.植物雜交試驗的符號表示Ｐ：親本(parent)，雜交親本；♀：作為母本，提供胚囊的親本；♂：作為父本，提供花粉粒的雜交親本；×：表示人工雜交過程；F1：表示雜種第一代(firstfilialgeneration)；?：表示自交，采用自花授粉方式傳粉受精產(chǎn)生后代；F2：F1代自交得到的種子及其所發(fā)育形

4、成的生物個體稱為雜種二代，即F2。豌豆的人工雜交方法雜交種子的產(chǎn)生過程2.Mendel所選用的豌豆7對相對性狀F1(雜種一代)的花色全部為紅色；F2(雜種二代)有兩種類型的植株，一種開紅花，一種開白花；并且紅花植株與白花植株的比例接近3:1。3.紅花豌豆與白花豌豆的雜交試驗結(jié)果正交試驗孟德爾又用白花親本作母本、紅花親本作父本進行雜交，即：白花親本(♀)×紅花親本(♂)。通常人們將這兩種組合方式之一稱為正交(directcross)，另一種稱為反交(reciprocalcross)。反交試驗結(jié)果：F1植株的花色仍然全部為紅色；F2紅花植株與白花

5、植株的比例也接近3:1。反交試驗反交與正交結(jié)果完全一致，表明：F1、F2的性狀表現(xiàn)不受親本組合方式的影響(與哪一個親本作母本無關(guān))。二、性狀分離現(xiàn)象F1代個體(植株)只表現(xiàn)親本之一的性狀，而另一個親本的性狀隱藏不表現(xiàn)。親本性狀中，在F1代表現(xiàn)出來的相對性狀稱為顯性性狀(dominantcharacter)，而F1中未表現(xiàn)的相對性狀稱為隱性性狀(recessivecharacter)。F2有兩種的個體，一種表現(xiàn)顯性性狀，另一種表現(xiàn)隱性性狀，且兩者個體數(shù)之比接近3:1。隱性性狀在F1中并沒有消失，只是被掩蓋，而F2代顯性性狀與隱性性狀都會得到表現(xiàn)

6、，重新產(chǎn)生兩種表現(xiàn)型個體，這就是性狀分離(charactersegregation)現(xiàn)象。三、性狀分離現(xiàn)象的解釋Mendel的遺傳因子假說：生物性狀是由遺傳因子(inheritedfactor)控制，遺傳因子在體細胞內(nèi)成對存在，一個來自母方，一個來自父方。它們各自獨立，彼此互不混雜；雜種在形成配子時，成對的遺傳因子互相分開，各自分配到不同的配子中去，所以每個配子中只含有成對遺傳因子中的一個；雜種產(chǎn)生的各類配子數(shù)目相等，不同類型雌雄配子的受精結(jié)合是隨機的。母本紅花豌豆含有CC遺傳因子，產(chǎn)生的配子(卵細胞)含有C遺傳因子；白花含有遺傳因子cc，配

7、子(精子)只含有遺傳因子c；F1植株的遺傳因子為Cc，由于C對c是顯性的，所F1的花表現(xiàn)為紅色；F1植株產(chǎn)生配子時，C和c因子分別隨機分配到不同的配子中去，兩種的比例各占50%，即1:1。這種情況在雌雄配子都一樣。所以F1中所產(chǎn)生的雄配子含C和c的比例為1:1；產(chǎn)生的雌配子含C和c的比例也為1:1；F1代自交時，就產(chǎn)生1CC:2Cc:1cc三種組合，其中CC和Cc控制紅花的表達，cc控制白花的表達，兩者比例為3:1。等位基因、基因型和表現(xiàn)型根據(jù)遺傳因子假說，生物世代間所傳遞的是遺傳因子，而非性狀本身；生物個體性狀由細胞內(nèi)遺傳因子組成決定；因此

8、，對生物個體而言就存在遺傳因子組成和性狀表現(xiàn)兩方面特征。1909年約翰遜提出用基因(gene)代替遺傳因子，成對遺傳因子互為等位基因(allele)。在此基礎(chǔ)上形成