1、孟德尔(Gregor J.Mendel,1822-1884Gregor J.Mendel,1822-1884)及其杂交试验从从1856-18711856-1871年进行了大量植物杂交试验研究；年进行了大量植物杂交试验研究；其中对其中对豌豆豌豆(严格自花授粉严格自花授粉/闭花授粉闭花授粉)差别明显差别明显的的7 7对简单性状进行了长达对简单性状进行了长达8 8年研究，提出年研究，提出遗传因遗传因子假说子假说及其及其分离与自由组合规律分离与自由组合规律(后称后称MendelMendels s Laws)Laws)；18651865年年2 2月月8 8日和日和3 3月月8 8日先后两次在日先后两次在
2、布尔诺自然科布尔诺自然科学会例会学会例会上宣读发表；上宣读发表；18661866年整理成长达年整理成长达4545页的页的植物杂交试验植物杂交试验一文，一文，发表在发表在布隆自然科学会志布隆自然科学会志第第4 4卷上。卷上。豌豆杂交操作方法在杂交时，必须先在杂交时，必须先将母本花蕾的雄蕊将母本花蕾的雄蕊完全摘除，然后将完全摘除，然后将父本的花粉授到已父本的花粉授到已去雄的母本柱头上。去雄的母本柱头上。去了雄和授粉的母去了雄和授粉的母本花朵还必须本花朵还必须套袋套袋隔离隔离，防止其他花，防止其他花粉授粉。粉授粉。*孟德尔的成败与原因1.1.孟德尔植物杂交试验成功的因素孟德尔植物杂交试验成功的因素2
3、.2.孟德尔规律长期不被接受的原因孟德尔规律长期不被接受的原因3.3.孟德尔规律的重新发现与证实孟德尔规律的重新发现与证实孟德尔植物杂交试验成功的因素选用适当的研究材料：选用适当的研究材料：豌豆：闭花授粉豌豆：闭花授粉(天然纯合的纯种天然纯合的纯种)；相对性状差异明显；相对性状差异明显；7 7个单位性状正好分别位于个单位性状正好分别位于7 7对同源染色体上；对同源染色体上；易于种植和进行人工授粉易于种植和进行人工授粉(杂交杂交)操作。操作。严格的试验方法与正确的试验结果统计与分析方法：严格的试验方法与正确的试验结果统计与分析方法：独特的思维方式：独特的思维方式：由简到繁、先易后难，高度的抽象思
4、维能力，由简到繁、先易后难，高度的抽象思维能力，“假设假设推理推理论证论证”科学思维方法的充分应用。科学思维方法的充分应用。孟德尔规律长期不被接受的原因孟德尔思想的超前性。孟德尔思想的超前性。颗粒遗传观念、统计分析方法、严密的逻辑思颗粒遗传观念、统计分析方法、严密的逻辑思维等都超出了同时代学者们的理解和接受能力。维等都超出了同时代学者们的理解和接受能力。遗传因子是一个抽象概念。遗传因子是一个抽象概念。当时对生物有性生殖过程及其机制知之基少。当时对生物有性生殖过程及其机制知之基少。孟德尔本人对其理论普遍适用性的研究遇到挫折。孟德尔本人对其理论普遍适用性的研究遇到挫折。孟德尔规律的重新发现与证实1
5、9001900年之后，孟德尔规律重新发现并被广泛接受。年之后，孟德尔规律重新发现并被广泛接受。首先，自然选择学说的地位已经基本确立；首先，自然选择学说的地位已经基本确立；其次，细胞学对生物有性生殖的研究取得重要进其次，细胞学对生物有性生殖的研究取得重要进展；展；再者，分别以不同的生物为研究对象，重复孟德再者，分别以不同的生物为研究对象，重复孟德尔的杂交试验，得到相似的结果。尔的杂交试验，得到相似的结果。19001900年前夕生物有性生殖研究进展18961896年年植物植物18921892年年动物动物减数分裂过程减数分裂过程18841884年年植物植物18761876年年动物动物受精过程受精过程
6、Chpter3 The Principle of SegregationChpter3 The Principle of Segregation3.13.1一对相对性状的分离现象一对相对性状的分离现象3.23.2分离现象的解释分离现象的解释3.33.3基因型与表现型基因型与表现型3.43.4分离规律的验证分离规律的验证3.53.5性状表现及其与环境的关系性状表现及其与环境的关系3.63.6分离规律的意义与应用分离规律的意义与应用3.13.1一对相对性状的分离现象相关背景知识相关背景知识单位性状与相对性状单位性状与相对性状豌豆的豌豆的7 7个单位性状及其相对性状个单位性状及其相对性状孟德尔的豌豆
7、杂交试验孟德尔的豌豆杂交试验3.1.13.1.1豌豆花色杂交试验豌豆花色杂交试验3.1.23.1.2七对相对性状杂交试验结果七对相对性状杂交试验结果3.1.33.1.3性状分离现象性状分离现象单位性状与相对性状单位性状单位性状(unit characterunit character)：生物某一方面的：生物某一方面的特征特性。特征特性。相对性状相对性状(contrasting charactercontrasting character)：不同生物不同生物个体在单位性状上存在不同的表现，这种同一单个体在单位性状上存在不同的表现，这种同一单位性状的相对差异。位性状的相对差异。豌豆的7 7个单位性
8、状及其相对性状性状性状相对性状相对性状F1的表现的表现1.植株高度植株高度高高/矮矮高高2.花着生位置花着生位置腋生腋生/顶生顶生腋生腋生3.豆荚形状豆荚形状饱满饱满/缢缩缢缩饱满饱满4.未成熟豆荚色未成熟豆荚色绿绿/黄黄绿绿5.花色花色红红/白白红红6.种子性状种子性状圆圆/皱皱圆圆7.子叶颜色子叶颜色黄黄/绿绿黄黄孟德尔的豌豆杂交试验所选择的七个单位性所选择的七个单位性状的相对性状间都存状的相对性状间都存在明显差异，后代个在明显差异，后代个体间表现明显的类别体间表现明显的类别差异；差异；按杂交后代的按杂交后代的系谱系谱进进行的记载和分析，对行的记载和分析，对杂交后代性状表现进杂交后代性状表
9、现进行归类统计、并分析行归类统计、并分析了各种类型之间的比了各种类型之间的比例关系。例关系。3.1.13.1.1豌豆花色杂交试验1.1.试验方法试验方法P P（亲本）（亲本）红花红花()白花白花()F F1 1（子一代）（子一代）红花红花 F F2 2 （子二代）（子二代）红花红花 白花白花植物杂交试验的符号表示 P P：亲本：亲本(parent)(parent)，杂交亲本；，杂交亲本；：作为：作为母本母本，提供胚囊的亲本；，提供胚囊的亲本；：作为：作为父本父本，提供花粉粒的杂交亲本。，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；F F1 1：表示：表示杂种第一代杂种第一代(
10、first filial generationfirst filial generation)；：表示：表示自交自交，采用自花授粉方式传粉受精产生后代。，采用自花授粉方式传粉受精产生后代。F F2 2：F F1 1代自交得到的种子及其所发育形成的的生物个代自交得到的种子及其所发育形成的的生物个体称为体称为杂种二代杂种二代，即，即F F2 2。由于。由于F F2 2总是由总是由F F1 1自交得到自交得到的所以在类似的过程中的所以在类似的过程中 符号往往可以不标明。符号往往可以不标明。2.2.试验结果(p66)(p66)F F1 1(杂种一代杂种一代)的花的花色全部为色全部为红色红色；F F2
11、2(杂种二代杂种二代)有有两两种类型的植株种类型的植株，一，一种开红花，一种开种开红花，一种开白花；并且红花植白花；并且红花植株与白花植株的比株与白花植株的比例接近例接近3:13:1。3.3.反交(reciprocal cross)(reciprocal cross)试验及其结果正交：正交：两种杂交组合方式之一，如：白花两种杂交组合方式之一，如：白花()红花红花()。反交反交(reciprocal cross)(reciprocal cross)：另一种杂交组合方式。：另一种杂交组合方式。反交试验结果：反交试验结果：F F1 1植株的花色仍然全部为植株的花色仍然全部为红色红色；F F2 2红花
12、植株与白花植株的比例也接近红花植株与白花植株的比例也接近3:13:1。反交试验结果与正交完全一致反交试验结果与正交完全一致。表明：表明：F F1 1、F F2 2的性状表现不受亲本组合方式的的性状表现不受亲本组合方式的影响，与哪一个亲本作母本无关。影响，与哪一个亲本作母本无关。3.1.23.1.2七对相对性状杂交试验结果性状性状相对性状相对性状F1F2显性显性隐性隐性比例比例植株高度植株高度高高/矮矮高高高高:787矮：矮：2772.84：1花着生位置花着生位置腋生腋生/顶生顶生 腋生腋生腋生腋生:651顶生：顶生：207 3.14：1豆荚形状豆荚形状饱满饱满/缢缩缢缩 饱满饱满饱满饱满:88
13、2缢缩：缢缩：299 2.95：1未熟豆荚色未熟豆荚色绿绿/黄黄绿绿绿绿:428黄：黄：1522.82：1花色花色红红/白白红红红：红：705白：白：2243.15：1种子性状种子性状圆圆/皱皱圆圆圆：圆：5474皱：皱：18502.96：1子叶颜色子叶颜色黄黄/绿绿黄黄黄：黄：6022绿：绿：20013.01：13.1.33.1.3性状分离现象F F1 1代个体代个体(植株植株)均只表现亲本之一的性状，而另一均只表现亲本之一的性状，而另一个亲本的性状隐藏不表现。个亲本的性状隐藏不表现。显性性状显性性状(dominant character)(dominant character)：相对性状中
14、，相对性状中，在在F F1 1代表现出来的相对性状称为；代表现出来的相对性状称为；隐性性状隐性性状(recessive character)(recessive character)：在在F F1 1中未表中未表现出来的相对性状称为。现出来的相对性状称为。F F2 2出现性状的分离，显隐比例出现性状的分离，显隐比例 3:1 3:1。隐性性状在隐性性状在F F1 1中并没有消失，只是被掩盖了，中并没有消失，只是被掩盖了，在在F F2 2代显性性状和隐性性状都会表现出来，这代显性性状和隐性性状都会表现出来，这就是就是性状分离性状分离(character segregation)(character
15、 segregation)现象现象。3.23.2分离现象的解释3.2.13.2.1遗传因子假说遗传因子假说3.2.13.2.1遗传因子的分离规律遗传因子的分离规律3.2.33.2.3豌豆花色分离现象解释豌豆花色分离现象解释3.2.13.2.1遗传因子假说孟德尔在试验结果分析基础上提出了孟德尔在试验结果分析基础上提出了遗传因子遗传因子(inherited factor/determinant,hereditary(inherited factor/determinant,hereditary determinant/factor)determinant/factor)的概念，认为：的概念，认为：
16、1 1）生物性状是由遗传因子决定，且一个单位性状）生物性状是由遗传因子决定，且一个单位性状由一对遗传因子控制；由一对遗传因子控制；2 2）遗传因子之间存在显隐关系；显性性状受）遗传因子之间存在显隐关系；显性性状受显性显性因子因子(dominant)(dominant)控制，而隐性性状由控制，而隐性性状由隐性因子隐性因子(recessive)(recessive)控制；控制；3 3）遗传因子在体细胞内成对存在，而在配子中成）遗传因子在体细胞内成对存在，而在配子中成单存在。体细胞中成对遗传因子分别来自父本和母单存在。体细胞中成对遗传因子分别来自父本和母本。本。3.2.23.2.2遗传因子的分离规律
17、遗传因子在世代间的传递遵循遗传因子在世代间的传递遵循分离规律分离规律(the(the Principle of segregation)Principle of segregation)：In the formation of gametes，the paired hereditary determinants separate（segregate）in such a way that each gamete is equally likely to contain either members of the pair.3.2.33.2.3豌豆花色分离现象解释孟德尔利用其遗传孟德尔利用其遗传因
18、子假说、分离规因子假说、分离规律对性状分离现象律对性状分离现象进行解释，认为：进行解释，认为：F F2 2产生性状分离产生性状分离现象是由于现象是由于遗传遗传因子的分离与组因子的分离与组合合。3.33.3基因型(genotype)(genotype)和表现型(phenotype)(phenotype)基本概念基本概念3.3.1 基因型与表现型的相互关系基因型与表现型的相互关系3.3.2 纯合纯合(homozygous)与杂合与杂合(heterozygous)3.3.3 生物个体基因型的推断生物个体基因型的推断基因型(genotype)(genotype)和表现型(phenotype)(phen
19、otype)19091909年年约翰生约翰生提出用提出用基因基因(gene)(gene)代替遗传因子，成代替遗传因子，成对遗传因子互为等位基因对遗传因子互为等位基因(allele)(allele)。在此基础上形成了基在此基础上形成了基因型和表现型两个概因型和表现型两个概念。念。基因型基因型(genotype)(genotype)指生物个体基因组指生物个体基因组合，表示生物个体合，表示生物个体的遗传组成，又称的遗传组成，又称遗传型；遗传型；表现型表现型(phenotype)(phenotype)指生物个体的性状指生物个体的性状表现，简称表型。表现，简称表型。3.3.1 3.3.1 基因型与表现型
20、的相互关系基因型决定表现型基因型决定表现型，基因型往往只能根据生物性，基因型往往只能根据生物性状表现来进行状表现来进行推断；推断；如一株豌豆的基因型是如一株豌豆的基因型是CCCC或或CcCc，则该植株会开，则该植株会开红花，红花，而基因型为而基因型为cccc的植株才会开白花。的植株才会开白花。表现型表现型是基因型与环境条件共同作用下的是基因型与环境条件共同作用下的外在表外在表现，现，往往可以直接观察、测定。往往可以直接观察、测定。3.3.23.3.2纯合与杂合纯合基因型纯合基因型(homozygous genotype)(homozygous genotype)：具有一对：具有一对相同基因的基
21、因型称为，如相同基因的基因型称为，如CCCC和和cccc。纯合体纯合体(homozygote)(homozygote)：具有一对相同基因的基因：具有一对相同基因的基因型的生物个体。型的生物个体。显性纯合体显性纯合体(dominant homozygote),(dominant homozygote),如：如：CC.CC.隐性纯合体隐性纯合体(recessive homozygote),(recessive homozygote),如：如：cc.cc.3.3.23.3.2纯合与杂合杂合基因型杂合基因型(heterozygous genotype)(heterozygous genotype)：具
22、有一对：具有一对不同基因的基因型称为，如不同基因的基因型称为，如CcCc。杂合体杂合体(heterozygote)(heterozygote)：具有一对不同基因的基：具有一对不同基因的基因型的生物个体称为。因型的生物个体称为。由于纯合体与杂合体的基因组成不同，所以它们由于纯合体与杂合体的基因组成不同，所以它们所产生的配子及自交后代的遗传稳定性均有所不所产生的配子及自交后代的遗传稳定性均有所不同：同：1)1)产生配子上的差异；产生配子上的差异；2)2)自交后代的遗传稳定性。自交后代的遗传稳定性。3.3.33.3.3生物个体基因型的推断通常可以根据生物的表现型来对一个生物的基通常可以根据生物的表现
23、型来对一个生物的基因型作出推断，尤其是推断表现为因型作出推断，尤其是推断表现为显性性状显性性状的的生物个体的基因型是纯合的，还是杂合的。生物个体的基因型是纯合的，还是杂合的。例：有一株豌豆例：有一株豌豆A A开红花，如何判断它的基开红花，如何判断它的基因型？因型？例:红花植株基因型推断因为表现型为红花，所以至少含有一个显性基因因为表现型为红花，所以至少含有一个显性基因C C；判断判断A A植株是纯合体植株是纯合体(CC)(CC)还是杂合体还是杂合体(Cc)(Cc)，要看它，要看它所所产生配子的类型产生配子的类型、比例比例或者或者自交后代是否出现性自交后代是否出现性状分离现象状分离现象。用用A
24、A植株进行自交，如果自交后代都开红花，则植株进行自交，如果自交后代都开红花，则A A植株是纯合体，其基因型是植株是纯合体，其基因型是CCCC；如果自交后代有红花和白花两种：且两种个体如果自交后代有红花和白花两种：且两种个体的比例为的比例为3:13:1，则，则A A植株是杂合体植株是杂合体CcCc。3.43.4分离规律的验证方法3.4.13.4.1测交法测交法3.4.23.4.2自交法自交法3.4.3F3.4.3F1 1花粉鉴定法花粉鉴定法3.4.43.4.4红色面包霉杂交法红色面包霉杂交法测交(test cross)(test cross)的概念与作用测交测交(test cross)(test
25、 cross)：用被测个体与隐性个体交：用被测个体与隐性个体交配的杂交方式，其后代称为测交后代配的杂交方式，其后代称为测交后代(F(Ft t)。被测个体不仅仅是被测个体不仅仅是F F1 1，可以是任一需要确定基因，可以是任一需要确定基因型的生物个体。型的生物个体。3.4.13.4.1测交法1.1.杂种杂种F F1 1的基因型及其测交结果的推测的基因型及其测交结果的推测杂种杂种F F1 1的表现型与红花亲本的表现型与红花亲本(CC)(CC)一致，但根据孟德一致，但根据孟德尔的解释，其基因型是尔的解释，其基因型是CcCc；因此杂种因此杂种F F1 1减数分裂应该产生配子减数分裂应该产生配子C C和
26、和c c，并且比，并且比例为例为1:11:1。白花植株的基因型是白花植株的基因型是cccc，只产生，只产生c c配子；配子；推测：杂种推测：杂种F F1 1（CcCc）白花白花(cc)(cc)红花（红花（Cc Cc）和白花（和白花（cc cc），且比例为，且比例为1:11:1。红花F F1 1的测交结果推测2.2.测交试验结果MendelMendel用杂种用杂种F1F1与白花亲本测交，结果表明：与白花亲本测交，结果表明：在在166166株测交后代中：株测交后代中：8585株开红花，株开红花，8181株开白花；株开白花；其比例接近其比例接近1:11:1。结论：分离规律对杂种结论：分离规律对杂种F
27、1F1基因型基因型(Cc)(Cc)及其分离及其分离行为的推测是正确的。行为的推测是正确的。3.4.2 3.4.2 自交法纯合体纯合体(如如CC)CC)自交，自交，后代不会发生性状分后代不会发生性状分离现象；离现象；杂合体杂合体(如如Cc)Cc)自交自交后代会产生后代会产生3:13:1的显的显性性:隐性性状分离现隐性性状分离现象。象。F F2 2基因型及其自交后代表现推测(1/4)表现隐性性状表现隐性性状F2个体基因型为个体基因型为隐性纯合隐性纯合，如，如白花白花F2为为cc；(3/4)表现显性性状表现显性性状F2个体中：个体中：1/3是是纯合体纯合体(CC)、2/3是是杂合体杂合体(Cc)；推
28、测：推测：在显性在显性(红花红花)F2中：中：1/3自交后代不发生性状分离，其自交后代不发生性状分离，其F3均开红花；均开红花；2/3自交后代将发生性状分离。自交后代将发生性状分离。F F2 2基因型及其自交后代表现推测F F2 2自交试验结果株系株系(line)(line)：由一个植株自交产生的所有后代群体。由一个植株自交产生的所有后代群体。将各株系分别种植，考察其性状分离情况。所有将各株系分别种植，考察其性状分离情况。所有7 7对对性状试验结果均列于表性状试验结果均列于表2-22-2中。中。发生性状分离：未发生性状分离的株系数发生性状分离：未发生性状分离的株系数 2:1 2:1。表现性状分
29、离的株系表现性状分离的株系杂合杂合(Cc)F(Cc)F2 2个体；个体；未表现性状分离未表现性状分离纯合纯合(CC)F(CC)F2 2个体。个体。结论：结论：F F2 2自交结果证明根据分离规律对自交结果证明根据分离规律对F F2 2代基因型代基因型的推测是正确的。的推测是正确的。豌豆7 7对相对性状显性F F2 2自交后代表现3.4.3 F3.4.3 F1 1花粉鉴定法测交法测交法：根据测交后代表现型类型和比例来测定：根据测交后代表现型类型和比例来测定F F1 1产生配子类型和比例，并进而推测产生配子类型和比例，并进而推测F F1 1基因型。基因型。有一些基因在二倍孢子体水平和配子体水平都会
30、有一些基因在二倍孢子体水平和配子体水平都会表现。表现。例如玉米、水稻、高粱、谷子等禾谷类例如玉米、水稻、高粱、谷子等禾谷类Wx(Wx(非糯非糯性性)对对wx(wx(糯性糯性)为显性，它不仅控制籽粒淀粉粒为显性，它不仅控制籽粒淀粉粒性状，而且控制花粉粒淀粉粒性状。性状，而且控制花粉粒淀粉粒性状。2.2.淀粉粒性状的花粉鉴定法含含WxWx基因的花粉粒具有基因的花粉粒具有直链淀粉直链淀粉，而含，而含wxwx基因的花基因的花粉粒具有粉粒具有支链淀粉支链淀粉，用稀碘液对花粉粒进行染色，用稀碘液对花粉粒进行染色，就可以判断花粉粒的基因型，推测：就可以判断花粉粒的基因型，推测：1/2Wx1/2Wx直链淀粉直
31、链淀粉(稀碘液稀碘液)蓝黑色蓝黑色1/2wx1/2wx支链淀粉支链淀粉(稀碘液稀碘液)红棕色红棕色用稀碘液处理用稀碘液处理玉米玉米(糯性糯性非糯性非糯性)F1(Wxwx)F1(Wxwx)植株花植株花粉粉，在显微镜下观察，结果表明：，在显微镜下观察，结果表明：蓝黑色蓝黑色:红棕色红棕色1:11:1。结论：分离规律对结论：分离规律对F F1 1基因型及基因分离行为的推测基因型及基因分离行为的推测是正确的。是正确的。3.4.43.4.4红色面包霉杂交法红色面包霉的生活周期红色面包霉的生活周期.无性世代：单倍配子体世代无性世代：单倍配子体世代(菌丝体，菌丝体，n=7).n=7).无性生殖：菌丝体无性生
32、殖：菌丝体分生孢子分生孢子菌丝体菌丝体(如图如图).).有性世代：二倍孢子体世代有性世代：二倍孢子体世代(2n=14)(2n=14)。有性生殖：有两种方式有性生殖：有两种方式(如图如图)：(1)(1)不同接合型的菌丝融合不同接合型的菌丝融合接合；接合；(2)(2)一种接合型原子囊果与另一接合型分生孢子一种接合型原子囊果与另一接合型分生孢子融合。融合。接合子接合子(减数分裂减数分裂)子囊果子囊果(四分孢子或八分孢四分孢子或八分孢子子).).红色面包霉的生活周期3.4.43.4.4红色面包霉杂交法性状分离结果推测与实际结果：性状分离结果推测与实际结果：接合子接合子(杂合体杂合体)减数分裂产生的子囊
33、中含减数分裂产生的子囊中含两种类型的子囊孢子两种类型的子囊孢子，并且两种类型的比，并且两种类型的比例例1:11:1。红色面包霉的性状分离正常菌种：产生红色菌丝正常菌种：产生红色菌丝变变 种：产生白色菌丝种：产生白色菌丝3.5 3.5 性状表现及其与环境的关系3.5.1相对性状的显隐性关系相对性状的显隐性关系3.5.2显隐性关系的相对性显隐性关系的相对性3.5.3基因作用的代谢基础基因作用的代谢基础3.5.4性状表现与环境性状表现与环境3.5.13.5.1相对性状的显隐性关系显隐性关系的四种类型：显隐性关系的四种类型：1.1.完全显性完全显性(complete dominance)(comple
34、te dominance)2.2.不完全显性不完全显性(incomplete dominance)(incomplete dominance)3.3.共显性共显性(codominance)(codominance)4.4.镶嵌显性镶嵌显性(mosaic dominance)(mosaic dominance)1.1.完全显性(complete dominance)(complete dominance)杂种杂种F1表现：表现：一对相对性状杂交试验中，只表现出一个亲本一对相对性状杂交试验中，只表现出一个亲本的性状；的性状；F2表现：表现：父本类型、母本两类型，呈父本类型、母本两类型，呈3:1的比
35、例。的比例。2.2.不完全显性(incomplete dominance)(incomplete dominance)杂种杂种F F1 1表现：表现：为为两个亲本的中间类型两个亲本的中间类型或不同于两个亲本的新或不同于两个亲本的新类型；类型；F F2 2则表现：则表现：父本类型、中间类型父本类型、中间类型(新类型新类型)和母本三种类型，和母本三种类型，呈呈1:2:11:2:1的比例。的比例。表现型和基因型的种类和比例相对应，从表现型表现型和基因型的种类和比例相对应，从表现型可推断其基因型。可推断其基因型。例1 1 紫茉莉(Mirabilis jalapaMirabilis jalapa)的花色
36、遗传用紫茉莉红花亲本与白花亲本杂交：用紫茉莉红花亲本与白花亲本杂交：杂种杂种F1F1表现为双亲的中间类型，开粉红色花；表现为双亲的中间类型，开粉红色花；F2F2出现出现红花、粉红花和白花红花、粉红花和白花三种类型，呈三种类型，呈1:2:11:2:1的比例。的比例。如果用如果用R R表示红花基因，表示红花基因，r r表示白花基因，则红花表示白花基因，则红花亲本的基因型为亲本的基因型为RRRR，白花亲本的基因型为，白花亲本的基因型为rrrr，上，上述杂交过程可表示如图。述杂交过程可表示如图。粉红花粉红花白花白花红花红花例2 2 安德鲁西鸡羽毛颜色遗传黑羽鸡黑羽鸡(BB)(BB)与白羽鸡与白羽鸡(b
37、b)(bb)杂交杂交:杂种杂种F F1 1(Bb)(Bb)表现为蓝羽，表现为蓝羽，F F1 1自群交配得到的自群交配得到的F F2 2有三种类型，有三种类型，黑羽黑羽(BB)(BB)、蓝羽蓝羽(Bb)(Bb)和和白羽白羽(bb)(bb)分别占分别占1/41/4、2/42/4、1/41/4。可以认为等位基因可以认为等位基因B B和和b b相互作用产生了新的表现相互作用产生了新的表现型类型，见下图。型类型，见下图。安德鲁西鸡羽毛颜色遗传安德鲁西鸡羽毛颜色遗传3.3.共显性/并显性(codominance)(codominance)两个纯合亲本杂交：两个纯合亲本杂交：双亲性状同时出现在双亲性状同时出
38、现在F F1 1 个体上表现出来；个体上表现出来；其其F F2 2代也表现为三种表现型，代也表现为三种表现型，其比例为其比例为1:2:11:2:1。表现型和基因型的种类和比例也是对应的。表现型和基因型的种类和比例也是对应的。人类红细胞形状的遗传人类红细胞形状的遗传1.正常人红细胞呈碟形正常人红细胞呈碟形2.镰镰(刀刀)形贫血症患者的红细胞呈镰刀形；形贫血症患者的红细胞呈镰刀形；3.镰形贫血症患者和正常人结婚所生的子女镰形贫血症患者和正常人结婚所生的子女(F1)红细胞既有碟形，又有镰刀形。红细胞既有碟形，又有镰刀形。123*4.4.镶嵌显性(mosaic dominance)(mosaic do
39、minance)双亲的性状在后代同双亲的性状在后代同一个体不同部位表现一个体不同部位表现出来，形成镶嵌图式。出来，形成镶嵌图式。例：异色瓢虫色斑遗例：异色瓢虫色斑遗传。传。与共显性并没有实质与共显性并没有实质差异。差异。3.5.23.5.2显隐性关系的相对性显隐性关系是相对的显隐性关系是相对的不同的观察不同的观察和和分析的水平分析的水平或者或者不同的分析不同的分析角度角度看，相对性状间可能表现不同显隐性看，相对性状间可能表现不同显隐性关系。关系。例1 1 豌豆种子形状与淀粉粒孟德尔根据豌豆种子的外形，发现孟德尔根据豌豆种子的外形，发现圆粒圆粒对对皱皱粒粒是是完全显性完全显性。但是对豌豆种子的淀
40、粉粒研究发现：是但是对豌豆种子的淀粉粒研究发现：是不完不完全显性全显性。例2 2 镰刀形贫血病的遗传如前所述：从红细胞如前所述：从红细胞形状形状上看，镰刀形贫血病属上看，镰刀形贫血病属于于共显性遗传共显性遗传。从从病症表现病症表现上来看，又可认为镰刀形贫血病是上来看，又可认为镰刀形贫血病是不不完全显性完全显性。基因型纯合基因型纯合的贫血病人经常性表现为的贫血病人经常性表现为贫血贫血；杂合体杂合体在一般情况下表现正常，而在在一般情况下表现正常，而在缺氧缺氧的条的条件下会表现为件下会表现为贫血贫血。1233.5.3 3.5.3 基因作用的代谢基础通常等位基因间只是通常等位基因间只是个别核苷酸上有所
41、不同个别核苷酸上有所不同：显性基因能形成正常蛋白质，并行使正常功显性基因能形成正常蛋白质，并行使正常功能；能；而而隐性基因由于核苷酸序列变动，形成的蛋隐性基因由于核苷酸序列变动，形成的蛋白质常常不完全白质常常不完全，有时甚至可能完全不形成，有时甚至可能完全不形成蛋白质，因而不能很好地行使功能。蛋白质，因而不能很好地行使功能。这就是显性作用可能的代谢基础之一。这就是显性作用可能的代谢基础之一。例：兔子皮下脂肪颜色遗传与代谢基础白脂肪白脂肪 (YY)(YY)黄脂肪黄脂肪 (yy)(yy)杂交，结果表明：杂交，结果表明：Y Y y y为显性为显性代谢水平分析发现，脂肪代谢水平分析发现，脂肪颜色由一系
42、列代谢过程决颜色由一系列代谢过程决定定绿色植物绿色植物(黄色素黄色素)脂脂肪中积累：呈黄色肪中积累：呈黄色(yy)(yy)；黄色素黄色素 (YY/Yy:(YY/Yy:黄色黄色素分解酶素分解酶)脂肪中无黄脂肪中无黄色素积累。色素积累。豌豆籽粒淀粉形状遗传与代谢基础3.5.4性状表现与环境影响性状表现的环境影响性状表现的环境分外环境分外环境和和内环境内环境(生理环生理环境境)两方面。两方面。不同性状受环境影响的程度不同：不同性状受环境影响的程度不同：一些性状通常不受环境条件影响而发生表现类型一些性状通常不受环境条件影响而发生表现类型明显改变，如明显改变，如CCCC个体开红花，个体开红花，cccc个
43、体开白花。个体开白花。还有一些性状的表现会受环境条件影响而表现不还有一些性状的表现会受环境条件影响而表现不同。同。1.1.生理环境(内环境)对性状表现的影响同一种基因型，处于同一种基因型，处于不同的遗传背景不同的遗传背景(其它各其它各对基因的组成对基因的组成)和和生理环境生理环境下，可能会表现出下，可能会表现出不同的性状，等位基因间的不同的性状，等位基因间的显隐性关系显隐性关系也可也可能发生改变。能发生改变。例如，绵羊例如，绵羊有角有角/无角无角性状的遗传性状的遗传例，绵羊有角/无角性状的遗传HHHH基因型基因型母羊还是公羊都母羊还是公羊都有角有角，hhhh基因型基因型母羊还是公羊都母羊还是公
44、羊都无角无角。杂合体杂合体(Hh)(Hh)：公羊公羊有角有角，母羊母羊无角无角。杂合体杂合体(Hh)(Hh)：处于公羊的生理环境下，处于公羊的生理环境下，H H 显性显性，表现，表现出有角；出有角；而处于母羊的生理环境下，而处于母羊的生理环境下，H H 隐性隐性，表，表现出无角。现出无角。2.2.外界环境条件对性状表现的影响相同基因型个体处于不同外界环境中，可能产生相同基因型个体处于不同外界环境中，可能产生不同的性状表现。因此，显性作用的相对性，还不同的性状表现。因此，显性作用的相对性，还表现在表现在外界条件的不同外界条件的不同可能改变显隐性关系。可能改变显隐性关系。例：例：镰刀形贫血病杂合体
45、通常情况不表现严重病症，镰刀形贫血病杂合体通常情况不表现严重病症，在在缺氧条件缺氧条件下会表现为贫血；下会表现为贫血；兔子皮下脂肪颜色兔子皮下脂肪颜色金鱼草花色的遗传等。金鱼草花色的遗传等。例：金鱼草花色的遗传例：金鱼草例：金鱼草(Antirhinum majus)(Antirhinum majus)红红花品种花品种与与象牙色花品种象牙色花品种杂交，其杂交，其F F1 1：如果培育在如果培育在低温、强低温、强光光用的条件下，花为用的条件下，花为红色红色；如果在如果在高温、遮光高温、遮光的的条件下，花为条件下，花为象牙色象牙色。3.63.6分离规律的意义与应用3.6.1分离规律的理论意义分离规律
46、的理论意义3.6.2在遗传育种工作中的应用在遗传育种工作中的应用3.6.13.6.1分离规律的理论意义基因分离规律及后面将要介绍自由组合规律都是基因分离规律及后面将要介绍自由组合规律都是建立在建立在遗传因子假说遗传因子假说的基础之上。的基础之上。遗传因子假说及基因分离规律对以后遗传和生物遗传因子假说及基因分离规律对以后遗传和生物进化研究具有非常重要的理论意义。进化研究具有非常重要的理论意义。1.1.形成了形成了颗粒遗传颗粒遗传的正确遗传观念；的正确遗传观念；2.2.指出了指出了区分基因型与表现型区分基因型与表现型的重要性；的重要性；3.3.解释了解释了生物变异产生的部分原因生物变异产生的部分原
47、因；4.4.建立了建立了遗传研究的基本方法遗传研究的基本方法。3.6.23.6.2在遗传育种工作中的应用遗传因子假说及其分离规律不仅具有重要的理遗传因子假说及其分离规律不仅具有重要的理论意义，而且对生物遗传改良工作有重要的指论意义，而且对生物遗传改良工作有重要的指导意义。导意义。1.1.在在杂交育种杂交育种工作中的应用工作中的应用2.2.在在良种繁育良种繁育及及遗传材料繁殖保存遗传材料繁殖保存工作中工作中的应用的应用3.3.在在杂种优势利用杂种优势利用工作中的应用工作中的应用4.4.为为单倍体育种单倍体育种提供理论可能性提供理论可能性例：花粉培养方法培育二倍体植株本章要点遗传学的分离规律及其意义和验证方法；遗传学的分离规律及其意义和验证方法；等位基因、复等位基因的概念；等位基因、复等位基因的概念；基因型、表现型和环境之间的关系；基因型、表现型和环境之间的关系；显隐性的相对性。显隐性的相对性。
