遗传学复习(朱军主编 第三版)
选课技巧-中考满分作文600字
绪论
遗传(heredity):生物世代间相似的现象;遗传物质从亲代传给子代的过程。
变异(variation):生物个体间的差异。
遗传学(Genetics):研究生物的遗传和变异的科学。
分离规律
1、F1代个体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。
显性性状;隐性性状。
2、F2有两种性状表现类型的植株,一种表现为显性性状,另种表现
为隐性性状;并且表现
显性性状的植株数与隐性性状个体数之比接近3:1。
分离现象的解释(遗传因子假说)
1
、生物性状是由遗传因子决定,且每对相对性状由一对遗传因子控制;
2、显性性状受显性因子控制,
而隐性性状由隐性因子控制;只要成对遗传因子中有一个显
性因子,生物个体就表现显性性状;
3、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
父本和母本
。
分离规律的验证方法
(一)、测交法
1.
杂种F1的基因型及其测交结果的推测
杂种F1的表现型与红花亲本(CC)一致,但根据孟德尔的解释,其基因型是杂合的,即为Cc;
因此杂种F1减数分裂应该产生两种类型的配子,分别含C和c,并且比例为1:1。
(二)、自交法
F2基因型及其自交后代表现推测
(14)表现隐性性状F2个体基因型为隐性纯合,如白花F2为cc;
(34)表现显性性状F2个体中:13是纯合体(CC)、23是杂合体(Cc);
推测:在显性(红花)F2中:
13自交后代不发生性状分离,其F3均开红花;
23自交后代将发生性状分离。
(三)淀粉粒性状的花粉鉴定法
含Wx基因的花粉
粒具有直链淀粉,而含wx基因的花粉粒具有支链淀粉,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:
12 Wx 直链淀粉(稀碘液) 蓝黑色
12 wx
支链淀粉(稀碘液) 红棕色
用稀碘液处理玉米(糯性×非糯性)F1(Wxwx)植株花粉,在显微镜下观察,结果表明:
花粉粒呈两种不同颜色的反应;
蓝黑色:红棕色≈1:1。
结论:分离规律对F1基因型及基因分离行为的推测是正确的。
自由组合规律
(一) 测交法
(二)自交法
独立分配规律的意义与应用
一、独立分配规律的理论意义:
解释了生物性状变异产生的另一个重要原因——非等位基因间的自由组合。
二、在遗传育种中的应用
可以预测杂交后代分离群体的基因型、表现型结构,确定适当的杂种
后代群体种植规模,提
高育种效率。
多对基因的遗传
当具有3对不
同性状的植株杂交时,只要决定3对性状遗传的基因分别载在3对非同源染色
体上,它们的遗传仍符合独
立分配规律。
多基因病的特点:1为常见病和常见畸形
2有家族聚集倾向
3不同种族间同一多基因病发病率不同
4随着亲属级别降低,患者亲属发病风险迅速下降
5近亲婚配,子女发病风险增高
遗传通式
F₁配子类型:2ⁿ
F₂的组合:4ⁿ F₂基因型:3ⁿ F₂表现型:2ⁿ
概率原理
概率的概念:指一定事件总体中某一事件出现的机率。
F1 红花 Cc
当F1植
株的花粉母细胞进行减数分裂时,C与c基因分配到每个雄配子的机会是均等的,
即所形成的雄配子总体
中带有C或c基因的雄配子概率各为12。
1.乘法定理:两个独立事件同时发生的概率等于各个事件发生概率的乘积。
2.加法定理:两个互斥事件同时发生的概率是各个事件各自发生概率之和。
互斥事件:是某一事件出现,另一事件即被排斥。
例如:豌豆子叶颜色不是黄色就是绿色,二
者只居其一。如求豌豆子叶黄色和绿色的概率,
则为二者概率之和,即 (12) + (12) =
1
练习题
如果两对基因A、a,B、b是独立分配的,而且A对a,B对b显性。
(1)从AaBb个体得到AB配子的概率?
(2)AaBb与AaBb杂交,得到AABB合子的概率?
(3)AaBb与AaBb杂交,得到AB表型的合子的概率?
2下面的家系的个别成员患
有极为罕见的病,已知这病是以隐性方式遗传的,所以患病个
体的基因型是aa。
(1)
注明Ⅰ-1,Ⅰ-2,Ⅱ-4,Ⅲ-2,Ⅳ-1和Ⅴ-1的基因型。这儿Ⅰ-1表示第一代第一
人,余类
推。
(2)Ⅴ-1个体的弟弟是杂合体的概率是多少?
(3)Ⅴ-1个体两个妹妹全是杂合体的概率是多少?
(4)如果Ⅴ-1与Ⅴ-5结婚,那么他们第一个孩子有病的概率是多少?
(5)如果他们第一个孩子已经出生,而且已知有病,那么第二个孩子有病的概率是多
少?
二项式展开
设p = 某一事件出现的概率,q =
另一事件出现的概率,p + q = 1。N = 估测其出现概率的
事件数。
二项式展开的公式为:
nnnnnn1n1n(n1)00n0
nnn
如仅推算其中某一项事件出现的概率,可用以下通式:
r
P(rn)C
n
p
r
q
nr
rnr
n!
pq
r!(nr)!
r代表某事件(基因型或表现型)出现的次数;n -
r代表另一事件(基因型或表现型)出现的次
数。!代表阶乘符号。
练习题:
对轻度智力降低隐形基因杂合的双亲,若有4个孩子,其情形如下,问概率各为多少?
1、
全部正常
2 、全不正常
3、 3个正常1个低能
X²测验
对于计数资料,通常先计算衡量差异大小的统计量
X 2 ,根据X 2 X 2 测验。
(OE)
2
2
X 2 测验基本公式:
E
参数估计与检验:
1.按公式计算Χ2值;
2.自由度=分离类型-1。(k-1)k为表现型类型
3.P>0.05
差异不显著;P<0.01差异极显著。
x2测验法不能用于百分比,如果遇到百分比应根据总数把他们化成频数,然后计算差数.
例
如,在一个实验中得到雌果蝇44%,雄果蝇56%,总数是50只,现在要测验一下这
个实际数值与理
论数值是否相符,这就需要首先把百分比根据总数化成频数,即: 50×44% =
22只
50×56% = 28只,然后按照x2测验公式求x2值。
练习题:
真实遗传的紫茎、
缺刻叶植株(AACC)与真实遗传的绿茎、马铃薯叶植株(aacc)杂交,
F2结果如下:
紫茎缺刻叶247
紫茎马铃薯叶90
绿茎缺刻叶83
绿茎马铃薯叶34
(1)在总共454株F2中,计算4种表型的预期数。
(2)进行x2测验。
(3)问这两对基因是否是自由组合的?
(pq)CpqCpq...Cpq
在作显著性检验时,如果观测值有两个,例如a和b,则可以根据它们的预期比例
,如r:s,
依下列关系式求X2值。为什么?
X2 =(as – br
)2rs(a+b)
3在小鼠中,有一复等位基因系列,其中三个基因列在下面:AY =黄色,纯质
致死;A=鼠
色,野生型;a=非鼠色(黑色)。这一复等位基因位于常染色体上,列在前面的基因对列
在
后面的基因是显性。AY AY 个体胚胎期死亡。
假定进行很多AYa X
Aa的杂交,平均每窝生8只小鼠。问在同样的条件下,进行很多
AYa X
AYa杂交,你预期每窝平均生几只小鼠?
复等位现象
复等位基因:在同源染色体的相同位点上,存在三个或三个以上的等位基因。
练习题:
当母亲的表型是ORh- MN,子女的表型是ORh+
MN时,问在下列的组合中,哪一个或
哪几个组合不可能是子女父亲的表型?
ABRh+ M
ARh+ MN BRh- MN ORh- N
非等位基因作用:
㈠、互补作用
两对独立遗传基因分别处于纯合显性或杂合显性状态时,共同决定一种性状的发
育;当只有
一对基因是显性,或两对基因都是隐性时,则表现为另一种性状,F2产生9:7的比例。
如香豌豆:
P 白花CCpp ×
白花ccPP
↓
F1 紫花(CcPp)
↓
F2 9 紫花(C_P_):7白花(3C_pp+3ccP_+1ccpp)
㈡、积加作用
两种显性基因同时存在时产生一种性状,单独存在时能分别表示相似的性状,两
种基因
均为隐性时又表现为另一种性状,F2产生9:6:1的比例。
2个显性 1个显性 全隐性
㈢、重叠作用
两对或多对独立基因对表现型能产生相同影响,F2产生15:1的比例。重叠作用也称重复
作用,只要有一个显性重叠基因存在,该性状就能表现。
重叠基因:表现相同作用的基因.
例如:荠菜:
㈣、显性上位作用
上位性:两对独立遗传基因共同对一对性
状发生作用,其中一对基因对另一对基因的表现有
遮盖作用;下位性:与上述情形相反,即后者被前者所
遮盖。
显性上位:起遮盖作用的基因是显性基因,F2的分离比12:3:1。
例如:西葫芦:显性白皮基因(W)对显性黄皮基因(Y)有上位性作用。
P
白皮WWYY × 绿皮wwyy
↓
F1 白皮WwYy
↓
F2 12白皮(9W_Y_+3W_yy):3黄皮(wwY_):1绿皮(wwyy)
五、隐性上位作用
在两对互作的基因中,其中一对隐性基因对另一对基因起上位性作用,F2的分离比例为
9:3:4。
㈥、抑制作用
显性抑制作用:
在两对独立基因中.其中一对显性基因,本身并不控
制性状的表现,但对另一对基因的
表现有抑制作用,这对基因称显性抑制基因.F2的分离比例为13:
3 。
例如,玉米胚乳蛋白质层颜色杂交试验中,如果C(基本色泽基因)和I(抑制基因)决定蛋<
br>白质层的颜色,两亲本、F1及F2的表现型如下,试推出两亲本、F1的基本型及F2的表现
比
例。
P 白色蛋白质层( CCII )× 白色蛋白质层( ccii )
↓
F1
白色( CcIi )
↓
F2 13 白色( 9C_I_+3ccI_+1ccii ):3 有色(
c_ii )
显性上位作用与抑制作用不同:因为
(1).抑制基因本身不能决定性状,F2只有2种类型;
(2).显性上位基因所遮盖的其它基因(显性和隐性)本身还能决定性状,F2有3种类型。
在上述基因互作中:
F2可以分离出二种类型 9:7 互补
15:1 重叠
13:3 抑制
三种类型 9:6:1 积加
9:3:4 隐性上位
12:3:1 显性上位
基因间表现互补或累积 9:7 互补
9:6:1 积加 15:1 重叠
不同基因相互抑制
12:3:1 显性上位
9:3:4 隐性上位
13:3 抑制
以上各种情况实际上是9:3:3:1基本型的演变,由基因间互作结果而造成的。
练习: 用两种燕
麦进行杂交,一种是白颖,一种是黑颖,两者杂交,F1是黑颖。F2共560
株,其中黑颖418,灰
颖106,白颖36.
1、说明硬壳颜色的遗传方式。
2、写出F2中白颖和灰颖的基因型。
3、进行X2测验。实得结果与理论假定的符合度?
南瓜中,球状果基因型对长形果基因为显性。两个不同的纯型合子球状品系杂交产生
如下F2,盘状果
89 球状果 62 长形果11
问:F1的基因型及表型,F2的基因型?
交换值
连锁遗传的表现为:
两个亲本型配子数是相等,多于50%;
两个重组型配子数相等,少于50%。
用玉米研究基因的连锁,好处很多:
(1)下一代性状很多可在种子上看到。
(2)同一果穗上有几百粒种子,适于统计分析。
(3)去雄容易,杂交便当。
(4)经济作物,有些实验结果可直接用在生产上。
交换值:也称重组率重组值,指同源染色体非姐妹染色单体间
有关基因的染色体片段发生
交换的频率,一般利用重新组合配子数占总配子数的百分率进行估算。
重组型配子数
交换值(%)100%
总配子数
交换值的测定:
(一)测交法:利用F1与双隐性测交求算交换值 。
例如:玉米、烟草较易:去雄和授粉容易,可结大量种子。
交换值(%)=重组型配子数总配子数X 100%
=测交子代新组合个体数测交子代总个体数X 100%
3、交换值的意义:
(1)交换值的大小表示基因间的连锁强度。
(2)交换值的幅度变化在0——50%之间。
(3)连锁基因在染色体上的位置是相对恒定的,所以交换值也相对恒定。
练习题
1、在番茄中,圆形(O)对长形(o)是显性,单一花序(S)对复状花序(s)是显性。这
两对基因
是连锁的,现有一杂交
得到下面4种植株:
圆形、单一花序(OS)23
长形、单一花序(oS)83
圆形、复状花序(Os)85
长形、复状花序(os)19
问O—s间的交换值是多少?
3双杂合体产生的配子比例可以用测交来估算。现有一交配如下:
( 12
- P ) P P ( 12 - P )
(1)独立分配时,P=?
(2)完全连锁时,P=?
(3)有一定程度连锁时,其中r为重组值, p=?
三点测验(three-point
testcross)
一次测验就考虑三对基因的差异,从而通过一次测验获得三对基因间的距离并确定其排列
次序。
三点测验:基因定位最常用的方法,它是通过一次杂交和一次用隐性亲本测交,同时确定三
对基因在染
色体上的位置。
(1)确定基因在染色体上的相对位置:
利用三点测验,首先要在找出双交
换类型(即个体数最少的),然后以亲本类型(即个体数最多
的)为对照,在双交换中居中的基因就是三
个连锁基因中的中间基因,它们的排列顺序就被
确定下来。
================ wx在中间
+ wx
+
+ sh +
================ sh在中间
wx +
c
+ + sh
================ c在中间
wx c +
第② 种排列顺序才有可能出现双交换配子。
+ sh +
================ sh 在中间
wx
+ c
所以这三个连锁基因在染色体的位置为 wx sh c 。
2).确定基因之间的距离:
估算交换值确定基因之间的距离。
由于每个双交换中都包括两个单交换,故估计两个单交换值时,应分别加上双交换值:
双交换值=〔(4+2)6708〕×100% = 0.09%
wx-
sh间单交换=〔(601+626)6708〕×100% + 0.09% = 18.4%
sh-c 间单交换=〔(116+113)6708〕×100% + 0.09% = 3.5%
1、 在果蝇中,性连锁显性棒眼基因(B)在染色体
图57.0的位点上,隐性肉色眼基因(car)在
62.0的位点上。问在下列交配中,预期1000
个子代中类型和比例将如何?
2如果并发率为60%,在αβγ +++ X αβγ
αβγ 杂交的1000个子代中预期表型频
率是多少?
α
β γ
0
10 20
3、番茄中,基因O,P,S在第二染色体上。对这三对基因是杂和的F1用三隐性个体进行
测交,
结果如下:
测交子代类型 数目
+ + + 73
+ + s 348
+ p + 2
+ p s 96
o + + 110
o + s 2
o p + 306
o p s 63
(1)这三个基因在染色体上的顺序如何?
(2)这些基因间的图距是多少?
(3)并发系数是多少?
性别决定
一、性染色体
性染色体
成对染色体中直接与性别决定有关的一个或一对染色体。
成对性染色体往往是异型的:
形态、结构、大小、功能上都有所不同。
常染色体
同源染色体是同型的。
二、性别由性染色体差异决定
1、XY 型:例如果蝇、人、牛、羊等
同型:XX,为雌性
异型:XY,为雄性
2、ZW型:例如家蚕、鸟类、鹅类、蝶类等
同型:ZZ,为雄性
异型:ZW,为雌性
3、XO型:例如蝗虫、蟋蟀等
同型:XX,为雌性 异型:XO,为雄性,无Y.
果蝇性别决定——由X染色体与常染色体的组成比例决定。
X:A=1
X:A=0.5
X:A> 1 X:A< 0.5
0.5< X:A<
1
试验观察表明:超雌和超雄个体的生活力都很低,
而且高度不育。间性个体总是不育的。
几种常见的畸变现象:
XO: 表现为女性,但出现唐纳氏综合症;
XXY:
表现为男性,但出现克氏综合症;
XYY: 表现为男性。
XO型(2n=45):唐纳氏(Turner’s)综合症。
性别为女性,身材矮小(120-140cm),肘外翻;部分表现为智力低下;无生育能力。
XXY型(2n=47):克氏(Klinefelter’s)综合症。
性别为男性,身材高大,一般智力低下,无生育能力。
XYY型(2n=47):
性别为男性,智力稍差(也有智力高于一般人的)、较粗野、进攻性强,有生育能力。
性别畸形发生的机制:
由于亲本的生殖细胞在减数分裂过程中,性染色体不分开引起的:
1、如果性染色体不分离发生在雌性生殖细胞的减数分裂时,则形成XX卵子和O卵子;
2、如果性染色体不分离发生在雄性生殖细胞的减数分裂时,则形成XY精子和O精子;
3、
当正常的X卵子和不正常的XX、O卵子同正常的X、Y精子和不正常的XY、O精子随
机受精时,就形
成各种性别畸形。
精子 卵
X X XX O
X XX(正常女) XXX(三X女) XO(不育)
Y XY
XXY(不育) YO(不活)
XY XXY XXXY(多X男) XY(正常)
O XO XX OO(不活)
四、性别控制
1、环境条件的控制:
2、通过基因型控制:
例如:精子分离:沉降法、电泳法
3、控制受精和胚胎条件:巴氏小体:是浓缩了的X染色体,其上的基因不转录。
巴氏小体的临床意义:鉴别性别
伴性遗传:性染色体上的基因,它的遗传方式是与性别相联系的。
1.伴X显性遗传的特点:
(1)患者双亲中必有一方患有此病。女性患者多于男性。
(2)男性患者的女儿都是患者,儿子正常。
(3)女性患者的子女有12可能患病。
(4)子病母必病、父病女必病。
2、伴X 隐性遗传:X染色体携带隐性基因。
例如:色盲
女:
XC Xc 杂合时非色盲,只有Xc Xc 纯合时才是色盲。
男:
Y 染色体上不携带对应基因, XC Y正常。
伴X染色体隐性遗传的特点:1、交叉遗传
2、男性患者多于女性患者
一个色盲男
孩的父母、外祖父母、祖母均正常,而祖父是色盲。那么,这个男孩的色盲基因
是由谁传给他的?
女性色盲,她的什么亲属一定患色盲?
A、父亲和母亲
B、儿子和女儿
C、母亲和女儿 D、父亲和儿子
染色体变异
在自然和人为条件下,可能使染色体折断,之后再接起来,再接合时发生差错,导
致染色体
结构变异。这种通过“折断—重接”出现的染色体结构变异分为四类: (1)缺失
(2)重复 (3)
倒位 (4)易位
三、倒位
染色体某一区段的正常顺序颠倒了。
类别:1、臂内倒位:倒位区段发生在染色体的某一臂上。
2、臂间倒位:倒位区段涉及染色体的两个臂,倒位区段内有着丝点。
倒位染色体的联会和鉴定:1、倒位区段很长:
倒位区反转过来与正常染色体的同源区段联会,倒位以外的部分只有保持分离。
2、倒位区段较短:
倒位杂合体联会的二价体在倒位区段内形成倒位圈。
倒位的遗传效应:
1、对倒位纯合体而言,改变了重组率
2、倒位可以形成新种,促进生物进化
练习题:
1、画出果蝇唾液腺核中两条同源染色体的配对图,一条染色体的顺序是1
234567,另一
条染色体的顺序是
1 265437.
如果上述的一
个杂合体在减数分裂时,在染色单体2和4之间、基因3和4之间发生一
个交换,交换产物是什么?
A1 a1
A2 a2
A1A2 ____a1a2
A1a1___A2a2
A1a2 ___A2a1
即AA:Aa:aa=1:4:1 所以显性:隐性=5:1
练习题:
四倍体AAAa Aaaa 各形成何种基因型的配子及比例?
非整倍体:
比该物种中正常合子的染色体数(2n)多或少一个至几个染色体的个体。
遗传学上有代表性的非整倍体有:
三体: 2n + 1,多一条染色体;
双三体: 2n + 1+ 1,多两条非同源染色体;
四体:2n +
2,多一对同源染色体;
单体: 2n – 1 ,少一条染色体;
双单体:2n – 1
– 1,少两条非同源染色体;
缺体:2n – 2,少一对同源染色体。
练习:一个生物体二倍体数目是12。以下各为多少:
1、单体 2、三体
3、四体
4、双三体 5、缺体 6、三倍体
7、同源四倍体
1.单体:2n-1
比合子染色体数少一条染色体的生物。
(1)自然界有些动物有单体的存在特点:
蝗虫、甲虫:雌 XX 2n 雄 X
2n-1
鸟类、鳞翅目昆虫:雌 Z 2n-1;雄 ZZ 2n
(2)自然界也有由于染色体丢失产生的嵌合体:
例如:蝴蝶,2n-1,丢失了一条Y染色体。
2、缺体:单体自交产生
普通小麦缺体的特征:
1、生活力较差;
2、育性较低;
例如:
7D缺体:生长慢,有半数植株是雄性不育或雌性不育;
4D缺体:花粉表面正常,但不能受精;
3D缺体:种子是白果皮,双体为红果皮。
3、三体:2n+1
人工三体的产生:三倍体与二倍体杂交
三体的基因分离:例如AAa
A1A2__a
A1a___A2
A2a___A1
所以AA:Aa:A:a=1:2:2:1 显性:隐性=5:1
4、四体:2n+2
来源:三体自交
例如:普通小麦三体自交后代中,1%是四体。
四体的自交子代(n+1 n)
74%四体,24%三体,2%2n。
㈢、非整倍体的应用
非整倍体本身
虽然没有任何直接的实用价值,但对遗传研究和染色体工程则是一种重要
材料。
缺体、单体、三体都可用以测定基因的所在染色体,都可用以进行染色体的替换。
2.染色体结构变异类型:(1)
发生在一对同源染色体内:①.缺失:形成缺失圈(由正常染色
体构成)
假显性;②.重复:形成重复圈(由畸变染色体构成)
剂量效应;③.倒位:形
成倒位圈(由一对着丝点染色体)、后期桥 (双着丝点染色体)
(交换值改变形成新
种)。
非整倍体:①.亚倍体:只存在异源多倍体之中,二倍体中不存在。
②.超倍体:二倍体、多倍体中均有三倍体子代产生。
③.间接利用:确定基因所在染色体、进行染色体替换。
练习题:
假定有一存活的
三体植株,两条染色体携带显性基因B,第三条染色体携带隐性基因b。
让这个植株同基因型是bb的二
倍体杂交。
1、后代中的二倍体占多少?
2、后代中三体并且基因型为Bbb的占多少?
果蝇的ClB测定法
是检查X染色体隐性突变的方法。
C为倒位抑制子或
抑制子:代表X染色体上有一个大倒位,从而抑制互换类型的发生
——只产生2种配子;
l表示C与X染色体上的隐性致死基因——纯合的死亡;
B代表上述X染色体上的显性棒眼基因——识别依据。
复习题:
(1)一个有克氏综合症的人被认为是:
(a)单体 (b) 三体 (c) 三倍体
(d) 缺失杂合子
(2)一条染色体的顺序是1 234567,另一条染色体的顺序是1
265437,如果在染色单体2
和3之间发生一个交换,则第一次减数分裂后期无着丝点的片断是
(a)123456 (b) 125436 (c) 65436 (d) 1234521
(3)以下性果蝇的别决定中,哪一种是中间性:
(a)2条常染色体和2条性染色体
(b)4条常染色体和2条性染色体 (c) 3条常染色
体和2条性染色体
(d)
2条常染色体和3条性染色体
(4)利用以下信息解答问题:已知A1A1=致死,
A1A2=灰色,
A2A2=黑色, B1B1=长毛, B1B2=短毛, B2B2=非常短
毛,亲本是A1A2 B1B2
1、成年后代预期为灰色、非常短毛的比例:
(a)14
(b)12 (c)16 (d) 34
2、如果非常短毛出生后不久致死,成年后预期黑色短毛的比例:
(a)14 (b)13
(c)23 (d) 29
基因突变的一般特征
1、重演性:
同一生物不同个体间可以多次发生同样的突变。
2、可逆性:
3、突变的多方向性和复等位基因:突变的方向不定:突变的多方向性是相对的:
4、突变的有害性和有利性:
有害性:
突变
长期自然选择进化的平衡关系
被打破或消弱
打乱代谢关系
引起有害后果 生育反常或死亡
致死突变:例如白化苗
中性突变:不影响该生物的正常生理活动,例如:小麦的红皮突变为白皮
有利性:
如抗倒、抗病等
突变有害的相对性:
例如:高杆突变为矮杆
有害性:矮杆在高杆群体中受光不足、发育不良
有利性:矮杆在多风地抗倒伏、生长茁壮
5、突变的平行性:亲缘关系相近物种因遗传基础近似,常发生相似的基因突变。
突变的平行性对人工诱变有一定的意义:
人类突变的捡出:
1、家系分析和出生调查:
隐性突变很难捡出;
显性突变很容易捡出。
2、筛选蛋白质和酶的微小变化。
基因突变的鉴定
植物基因突变的鉴定
基因突变表现世代的早晚和选出纯合株速度的快慢,因而显隐性不同。
自发突变的原因:1、自然界中的辐射:
2、温度的极端变化:黄鹌菜3、化学药品:
4、细胞内某些生理、生化过程的变化:
生化突变的鉴定:
生化突变:由于诱变因素影响导致生物代谢功能变异。
1、红色面包酶的生化突变型:
基本培养基:
完全培养基:
红色面包酶突变型:
2、红色面包酶生化突变的鉴定方法:
诱发突变:
X射线或紫外线照射 纯型分生孢子 处理 处理后的
分生孢子与野生型交
配 取出子囊孢子 置于完全培养基 产生菌丝和分生孢子
取出一部分分生孢
子置基本培养基上
突变的鉴定:
1. 突变的真实性:
在基本培养基上培养——
2. 突变的类型:
(加入各种氨基酸)
(加入各种维生素)
3. 进一步鉴定具体类型:
硫胺素(VB1)、吡醇素(VB6)、泛酸、肌醇。
4.确定变异是由一个基因控制的:
把突变型与不同的野生型交配,产生的子囊孢子
如是1:1的分离,表明是一个基因的突变。
四、植物基因突变的鉴定:
显、隐性的鉴定:
利用杂交实验鉴定。
例如:
突变体矮株 X 原始品种(高)
F1: 高杆
F2:
有高、也有矮
说明该突变属于隐性突变
5-溴尿核苷 (
5BU )
改变碱基结构:
亚硝酸(HNO2):氧化脱氨作用,通过氧化作用,以氧
代替 A 和 C 的 C6 位置上氨基。
练习题:
1、溴尿嘧啶可引起两种类型的碱基转换:
A G(A T G
C)
G A(G C A T)
请说明这两种类型的碱基转换过程。
2、
一具有四核苷酸的DNA分子(如图):
—C G A
T
G C T A
用亚硝酸处理,这条DNA复制时,核苷酸顺序会发生怎样变化?
用硫酸二酯处理,核苷酸顺序发生怎样变化?
3有一个被亚硝酸处理的细胞,其一个胞嘧啶分子已经变为尿嘧啶,问:
此突变可否被亚硝酸回复?
(1)光修复:
损伤部位就地修复。
(2)暗复活:
取代损伤部位,切除
(3)重组修复:
(4)SOS修复:后复制修复
细胞质遗传的特点
细胞质遗传:
由于细胞质中构成要素的作用,这些构成要素能够自律地复制,通过细胞质由一代
传至另一代。
特征:
遗传方式是非孟德尔式的,后代一般不出现一定比例;
正反交表现不同,F1通常只表现母方性状;
连续回交能将母本核基因全部置换。
母性影响:
母体核基因有时对细胞质产生前定的作用;即子代的表型受母亲基因型的影响。
母性影响不属于细胞质遗传范畴,十分相似而已。
特点:
下一代表现型受上一代母体基因的影响:
短暂的:仅影响子代个体的幼龄期
持久的:影响子代个体的终身
练习题:
1、蜗牛中,右旋(R)对左旋(r)显性
,一个Rr的个体用rr精子受精,可得到什么样的后代?
若后代自体受精,又得到什么样的后代? <
br>2、基因型为Dd的椎实螺自交,其子代的基因型和表型的比例如何?若这个子代的个体自
交,它
们下一代的表型比例又如何?
共生体的遗传
共生体:草履虫
草履虫放毒型的遗传特点:
放毒型:有K基因(核内)和卡巴粒(细胞质内)
敏感型:有K或k基因,无卡巴粒
结合时间短
结合时间长
共生体:不是细胞生存所需要的必要组成部分,仅以某种共生的形式存在于细胞之中的细胞
质颗粒。
能够自我复制,或在核基因组的作用下进行复制;对寄主表现产生影响,类似细胞质遗
传 练习:草履虫中,品系A是放毒型,品系B和C是敏感型。假定这三个品系都是纯型合子。
A品系与
B品系交配,所得子代任其自体受精,各自获得的品系都为放毒型。若A品系与
C品系交
配,用同样方式繁殖,则所得株系一半为放毒型,一半为敏感型。图示如上三个品
系的核型和细胞质卡巴
粒。
3、草履虫未知品系D与品系B交配后再自体受精,所得放毒型与敏感型的比例为3:1,
若D与C品系交配再自体受精,则放毒型与敏感型比例为1:3。问D品系的表型、基因型
和细胞质情
况?
细胞核和细胞质在个体发育中的作用
海胆卵的切割试验:结论:卵细胞质中含有一些分
化的物质,只有完全具备了这些物质,个
体发育才能正常进行。
伞藻的种间嫁接试验
细胞核和细胞质在个体发育中的协同作用
对生命的维持来讲,细胞核和细胞质相互依存,不可分割:
1、蛋白质的合成需要由核不断供
应mRNA,没有核就没有mRNA,没有mRNA蛋白质的
合成终必停止;
2、核内DNA的复制,mRNA的转录和tRNA、rRNA等的合成都需要原料和能量,这些原料和能量都从细胞质来。
数量性状
1.
表型值的效应分解。性状表现由遗传因素决定、并受环境影响,可得:
P = G + E.
P 为个体表现型值(也即性状观察值);
G
为个体基因型(效应)值,也称遗传效应值;
E 为环境效应值。
G = A +
D + I;P = A + D + I + E.
VP = VG +
VE此时基因型与环境间无互作效应,其中:
VP 为群体表型方差(由性状资料计算);
VG 为群体基因型差异所引起的变异方差,称为遗传方差也称为基因型方差;
VE
为环境因素所引起的变异方差,称为环境方差;无互作时为机误方差(Ve,).
VG = VA +
VD + VI;
VP = VA + VD + VI + VE.
广义遗传率(hB2):遗传方差占总方差(表型方差)的比率;
狭义遗传率(hN2):加性方差占总方差的比率。
广义:在不分离世代(P1,
P2和F1)中,由于个体间基因型一致,因而遗传方差为0,即:
VG = 0 VP =
VE
VP1 = VP2 = VF1 = VE .
在分离世代(如F2)中,个体间基因型不同:
VP = VG + VE VF2 =
VG + VE .
狭义:其中VP可由VF2估计:VP’ = VF2 = VA +
VD + VI + VE
练习:根据下表资料估算其广义遗传率和狭义遗传率。
世代 平均 方差
P1(矮脚南特) 38.3 4.7
P2(莲塘早) 28.1 5.7
F1
32.1 4.8
F2
32.5 9.0
B1
35.9 9.2
B2
31.0 5.4
群体的遗传平衡
群体:各个体间能相互交配的集合体,而不是一些个体的简单集合体。
群体遗传学:研究一个群体内基因传递情况及其频率改变的科学。
遗传平衡定律:
Hardy-Weinberg定律(哈迪-魏伯格定律)
设在一个随机交配群中,基因A、a的频率分别为p、
q,子代中基因频率存在的关系是:
P2 AA + 2pqAa + q2 aa =1
遗传平衡定律的意义:
揭示了基因频率和基因型频率的规律。
1、只要群体内个体间能进行随机交配 该群体
将能保持平衡状态和相对稳定;
2、即使由于某因素改变了群体的基因频率和基因
形频率,但只要这些因素不再继续产生作用而进行
随机交配时,这个群体仍保持平衡。 例如:我国人群中测定了1050人对苯硫尿的尝味能力,其中410人有尝味能力、杂合
的有50
0人、味盲的有140人,问是否达到Hardy-weiberg平衡?
练习题:某血型调查报道:在420人中,M型137人,MN型19
6人,N型87人。问
在这个群体中的血型分布是否与孟德尔比数相符?
绪论
遗传(heredity):生物世代间相似的现象;遗传物质从亲代传给子代的过程。
变异(variation):生物个体间的差异。
遗传学(Genetics):研究生物的遗传和变异的科学。
分离规律
1、F1代个体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。
显性性状;隐性性状。
2、F2有两种性状表现类型的植株,一种表现为显性性状,另种表现
为隐性性状;并且表现
显性性状的植株数与隐性性状个体数之比接近3:1。
分离现象的解释(遗传因子假说)
1
、生物性状是由遗传因子决定,且每对相对性状由一对遗传因子控制;
2、显性性状受显性因子控制,
而隐性性状由隐性因子控制;只要成对遗传因子中有一个显
性因子,生物个体就表现显性性状;
3、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
父本和母本
。
分离规律的验证方法
(一)、测交法
1.
杂种F1的基因型及其测交结果的推测
杂种F1的表现型与红花亲本(CC)一致,但根据孟德尔的解释,其基因型是杂合的,即为Cc;
因此杂种F1减数分裂应该产生两种类型的配子,分别含C和c,并且比例为1:1。
(二)、自交法
F2基因型及其自交后代表现推测
(14)表现隐性性状F2个体基因型为隐性纯合,如白花F2为cc;
(34)表现显性性状F2个体中:13是纯合体(CC)、23是杂合体(Cc);
推测:在显性(红花)F2中:
13自交后代不发生性状分离,其F3均开红花;
23自交后代将发生性状分离。
(三)淀粉粒性状的花粉鉴定法
含Wx基因的花粉
粒具有直链淀粉,而含wx基因的花粉粒具有支链淀粉,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:
12 Wx 直链淀粉(稀碘液) 蓝黑色
12 wx
支链淀粉(稀碘液) 红棕色
用稀碘液处理玉米(糯性×非糯性)F1(Wxwx)植株花粉,在显微镜下观察,结果表明:
花粉粒呈两种不同颜色的反应;
蓝黑色:红棕色≈1:1。
结论:分离规律对F1基因型及基因分离行为的推测是正确的。
自由组合规律
(一) 测交法
(二)自交法
独立分配规律的意义与应用
一、独立分配规律的理论意义:
解释了生物性状变异产生的另一个重要原因——非等位基因间的自由组合。
二、在遗传育种中的应用
可以预测杂交后代分离群体的基因型、表现型结构,确定适当的杂种
后代群体种植规模,提
高育种效率。
多对基因的遗传
当具有3对不
同性状的植株杂交时,只要决定3对性状遗传的基因分别载在3对非同源染色
体上,它们的遗传仍符合独
立分配规律。
多基因病的特点:1为常见病和常见畸形
2有家族聚集倾向
3不同种族间同一多基因病发病率不同
4随着亲属级别降低,患者亲属发病风险迅速下降
5近亲婚配,子女发病风险增高
遗传通式
F₁配子类型:2ⁿ
F₂的组合:4ⁿ F₂基因型:3ⁿ F₂表现型:2ⁿ
概率原理
概率的概念:指一定事件总体中某一事件出现的机率。
F1 红花 Cc
当F1植
株的花粉母细胞进行减数分裂时,C与c基因分配到每个雄配子的机会是均等的,
即所形成的雄配子总体
中带有C或c基因的雄配子概率各为12。
1.乘法定理:两个独立事件同时发生的概率等于各个事件发生概率的乘积。
2.加法定理:两个互斥事件同时发生的概率是各个事件各自发生概率之和。
互斥事件:是某一事件出现,另一事件即被排斥。
例如:豌豆子叶颜色不是黄色就是绿色,二
者只居其一。如求豌豆子叶黄色和绿色的概率,
则为二者概率之和,即 (12) + (12) =
1
练习题
如果两对基因A、a,B、b是独立分配的,而且A对a,B对b显性。
(1)从AaBb个体得到AB配子的概率?
(2)AaBb与AaBb杂交,得到AABB合子的概率?
(3)AaBb与AaBb杂交,得到AB表型的合子的概率?
2下面的家系的个别成员患
有极为罕见的病,已知这病是以隐性方式遗传的,所以患病个
体的基因型是aa。
(1)
注明Ⅰ-1,Ⅰ-2,Ⅱ-4,Ⅲ-2,Ⅳ-1和Ⅴ-1的基因型。这儿Ⅰ-1表示第一代第一
人,余类
推。
(2)Ⅴ-1个体的弟弟是杂合体的概率是多少?
(3)Ⅴ-1个体两个妹妹全是杂合体的概率是多少?
(4)如果Ⅴ-1与Ⅴ-5结婚,那么他们第一个孩子有病的概率是多少?
(5)如果他们第一个孩子已经出生,而且已知有病,那么第二个孩子有病的概率是多
少?
二项式展开
设p = 某一事件出现的概率,q =
另一事件出现的概率,p + q = 1。N = 估测其出现概率的
事件数。
二项式展开的公式为:
nnnnnn1n1n(n1)00n0
nnn
如仅推算其中某一项事件出现的概率,可用以下通式:
r
P(rn)C
n
p
r
q
nr
rnr
n!
pq
r!(nr)!
r代表某事件(基因型或表现型)出现的次数;n -
r代表另一事件(基因型或表现型)出现的次
数。!代表阶乘符号。
练习题:
对轻度智力降低隐形基因杂合的双亲,若有4个孩子,其情形如下,问概率各为多少?
1、
全部正常
2 、全不正常
3、 3个正常1个低能
X²测验
对于计数资料,通常先计算衡量差异大小的统计量
X 2 ,根据X 2 X 2 测验。
(OE)
2
2
X 2 测验基本公式:
E
参数估计与检验:
1.按公式计算Χ2值;
2.自由度=分离类型-1。(k-1)k为表现型类型
3.P>0.05
差异不显著;P<0.01差异极显著。
x2测验法不能用于百分比,如果遇到百分比应根据总数把他们化成频数,然后计算差数.
例
如,在一个实验中得到雌果蝇44%,雄果蝇56%,总数是50只,现在要测验一下这
个实际数值与理
论数值是否相符,这就需要首先把百分比根据总数化成频数,即: 50×44% =
22只
50×56% = 28只,然后按照x2测验公式求x2值。
练习题:
真实遗传的紫茎、
缺刻叶植株(AACC)与真实遗传的绿茎、马铃薯叶植株(aacc)杂交,
F2结果如下:
紫茎缺刻叶247
紫茎马铃薯叶90
绿茎缺刻叶83
绿茎马铃薯叶34
(1)在总共454株F2中,计算4种表型的预期数。
(2)进行x2测验。
(3)问这两对基因是否是自由组合的?
(pq)CpqCpq...Cpq
在作显著性检验时,如果观测值有两个,例如a和b,则可以根据它们的预期比例
,如r:s,
依下列关系式求X2值。为什么?
X2 =(as – br
)2rs(a+b)
3在小鼠中,有一复等位基因系列,其中三个基因列在下面:AY =黄色,纯质
致死;A=鼠
色,野生型;a=非鼠色(黑色)。这一复等位基因位于常染色体上,列在前面的基因对列
在
后面的基因是显性。AY AY 个体胚胎期死亡。
假定进行很多AYa X
Aa的杂交,平均每窝生8只小鼠。问在同样的条件下,进行很多
AYa X
AYa杂交,你预期每窝平均生几只小鼠?
复等位现象
复等位基因:在同源染色体的相同位点上,存在三个或三个以上的等位基因。
练习题:
当母亲的表型是ORh- MN,子女的表型是ORh+
MN时,问在下列的组合中,哪一个或
哪几个组合不可能是子女父亲的表型?
ABRh+ M
ARh+ MN BRh- MN ORh- N
非等位基因作用:
㈠、互补作用
两对独立遗传基因分别处于纯合显性或杂合显性状态时,共同决定一种性状的发
育;当只有
一对基因是显性,或两对基因都是隐性时,则表现为另一种性状,F2产生9:7的比例。
如香豌豆:
P 白花CCpp ×
白花ccPP
↓
F1 紫花(CcPp)
↓
F2 9 紫花(C_P_):7白花(3C_pp+3ccP_+1ccpp)
㈡、积加作用
两种显性基因同时存在时产生一种性状,单独存在时能分别表示相似的性状,两
种基因
均为隐性时又表现为另一种性状,F2产生9:6:1的比例。
2个显性 1个显性 全隐性
㈢、重叠作用
两对或多对独立基因对表现型能产生相同影响,F2产生15:1的比例。重叠作用也称重复
作用,只要有一个显性重叠基因存在,该性状就能表现。
重叠基因:表现相同作用的基因.
例如:荠菜:
㈣、显性上位作用
上位性:两对独立遗传基因共同对一对性
状发生作用,其中一对基因对另一对基因的表现有
遮盖作用;下位性:与上述情形相反,即后者被前者所
遮盖。
显性上位:起遮盖作用的基因是显性基因,F2的分离比12:3:1。
例如:西葫芦:显性白皮基因(W)对显性黄皮基因(Y)有上位性作用。
P
白皮WWYY × 绿皮wwyy
↓
F1 白皮WwYy
↓
F2 12白皮(9W_Y_+3W_yy):3黄皮(wwY_):1绿皮(wwyy)
五、隐性上位作用
在两对互作的基因中,其中一对隐性基因对另一对基因起上位性作用,F2的分离比例为
9:3:4。
㈥、抑制作用
显性抑制作用:
在两对独立基因中.其中一对显性基因,本身并不控
制性状的表现,但对另一对基因的
表现有抑制作用,这对基因称显性抑制基因.F2的分离比例为13:
3 。
例如,玉米胚乳蛋白质层颜色杂交试验中,如果C(基本色泽基因)和I(抑制基因)决定蛋<
br>白质层的颜色,两亲本、F1及F2的表现型如下,试推出两亲本、F1的基本型及F2的表现
比
例。
P 白色蛋白质层( CCII )× 白色蛋白质层( ccii )
↓
F1
白色( CcIi )
↓
F2 13 白色( 9C_I_+3ccI_+1ccii ):3 有色(
c_ii )
显性上位作用与抑制作用不同:因为
(1).抑制基因本身不能决定性状,F2只有2种类型;
(2).显性上位基因所遮盖的其它基因(显性和隐性)本身还能决定性状,F2有3种类型。
在上述基因互作中:
F2可以分离出二种类型 9:7 互补
15:1 重叠
13:3 抑制
三种类型 9:6:1 积加
9:3:4 隐性上位
12:3:1 显性上位
基因间表现互补或累积 9:7 互补
9:6:1 积加 15:1 重叠
不同基因相互抑制
12:3:1 显性上位
9:3:4 隐性上位
13:3 抑制
以上各种情况实际上是9:3:3:1基本型的演变,由基因间互作结果而造成的。
练习: 用两种燕
麦进行杂交,一种是白颖,一种是黑颖,两者杂交,F1是黑颖。F2共560
株,其中黑颖418,灰
颖106,白颖36.
1、说明硬壳颜色的遗传方式。
2、写出F2中白颖和灰颖的基因型。
3、进行X2测验。实得结果与理论假定的符合度?
南瓜中,球状果基因型对长形果基因为显性。两个不同的纯型合子球状品系杂交产生
如下F2,盘状果
89 球状果 62 长形果11
问:F1的基因型及表型,F2的基因型?
交换值
连锁遗传的表现为:
两个亲本型配子数是相等,多于50%;
两个重组型配子数相等,少于50%。
用玉米研究基因的连锁,好处很多:
(1)下一代性状很多可在种子上看到。
(2)同一果穗上有几百粒种子,适于统计分析。
(3)去雄容易,杂交便当。
(4)经济作物,有些实验结果可直接用在生产上。
交换值:也称重组率重组值,指同源染色体非姐妹染色单体间
有关基因的染色体片段发生
交换的频率,一般利用重新组合配子数占总配子数的百分率进行估算。
重组型配子数
交换值(%)100%
总配子数
交换值的测定:
(一)测交法:利用F1与双隐性测交求算交换值 。
例如:玉米、烟草较易:去雄和授粉容易,可结大量种子。
交换值(%)=重组型配子数总配子数X 100%
=测交子代新组合个体数测交子代总个体数X 100%
3、交换值的意义:
(1)交换值的大小表示基因间的连锁强度。
(2)交换值的幅度变化在0——50%之间。
(3)连锁基因在染色体上的位置是相对恒定的,所以交换值也相对恒定。
练习题
1、在番茄中,圆形(O)对长形(o)是显性,单一花序(S)对复状花序(s)是显性。这
两对基因
是连锁的,现有一杂交
得到下面4种植株:
圆形、单一花序(OS)23
长形、单一花序(oS)83
圆形、复状花序(Os)85
长形、复状花序(os)19
问O—s间的交换值是多少?
3双杂合体产生的配子比例可以用测交来估算。现有一交配如下:
( 12
- P ) P P ( 12 - P )
(1)独立分配时,P=?
(2)完全连锁时,P=?
(3)有一定程度连锁时,其中r为重组值, p=?
三点测验(three-point
testcross)
一次测验就考虑三对基因的差异,从而通过一次测验获得三对基因间的距离并确定其排列
次序。
三点测验:基因定位最常用的方法,它是通过一次杂交和一次用隐性亲本测交,同时确定三
对基因在染
色体上的位置。
(1)确定基因在染色体上的相对位置:
利用三点测验,首先要在找出双交
换类型(即个体数最少的),然后以亲本类型(即个体数最多
的)为对照,在双交换中居中的基因就是三
个连锁基因中的中间基因,它们的排列顺序就被
确定下来。
================ wx在中间
+ wx
+
+ sh +
================ sh在中间
wx +
c
+ + sh
================ c在中间
wx c +
第② 种排列顺序才有可能出现双交换配子。
+ sh +
================ sh 在中间
wx
+ c
所以这三个连锁基因在染色体的位置为 wx sh c 。
2).确定基因之间的距离:
估算交换值确定基因之间的距离。
由于每个双交换中都包括两个单交换,故估计两个单交换值时,应分别加上双交换值:
双交换值=〔(4+2)6708〕×100% = 0.09%
wx-
sh间单交换=〔(601+626)6708〕×100% + 0.09% = 18.4%
sh-c 间单交换=〔(116+113)6708〕×100% + 0.09% = 3.5%
1、 在果蝇中,性连锁显性棒眼基因(B)在染色体
图57.0的位点上,隐性肉色眼基因(car)在
62.0的位点上。问在下列交配中,预期1000
个子代中类型和比例将如何?
2如果并发率为60%,在αβγ +++ X αβγ
αβγ 杂交的1000个子代中预期表型频
率是多少?
α
β γ
0
10 20
3、番茄中,基因O,P,S在第二染色体上。对这三对基因是杂和的F1用三隐性个体进行
测交,
结果如下:
测交子代类型 数目
+ + + 73
+ + s 348
+ p + 2
+ p s 96
o + + 110
o + s 2
o p + 306
o p s 63
(1)这三个基因在染色体上的顺序如何?
(2)这些基因间的图距是多少?
(3)并发系数是多少?
性别决定
一、性染色体
性染色体
成对染色体中直接与性别决定有关的一个或一对染色体。
成对性染色体往往是异型的:
形态、结构、大小、功能上都有所不同。
常染色体
同源染色体是同型的。
二、性别由性染色体差异决定
1、XY 型:例如果蝇、人、牛、羊等
同型:XX,为雌性
异型:XY,为雄性
2、ZW型:例如家蚕、鸟类、鹅类、蝶类等
同型:ZZ,为雄性
异型:ZW,为雌性
3、XO型:例如蝗虫、蟋蟀等
同型:XX,为雌性 异型:XO,为雄性,无Y.
果蝇性别决定——由X染色体与常染色体的组成比例决定。
X:A=1
X:A=0.5
X:A> 1 X:A< 0.5
0.5< X:A<
1
试验观察表明:超雌和超雄个体的生活力都很低,
而且高度不育。间性个体总是不育的。
几种常见的畸变现象:
XO: 表现为女性,但出现唐纳氏综合症;
XXY:
表现为男性,但出现克氏综合症;
XYY: 表现为男性。
XO型(2n=45):唐纳氏(Turner’s)综合症。
性别为女性,身材矮小(120-140cm),肘外翻;部分表现为智力低下;无生育能力。
XXY型(2n=47):克氏(Klinefelter’s)综合症。
性别为男性,身材高大,一般智力低下,无生育能力。
XYY型(2n=47):
性别为男性,智力稍差(也有智力高于一般人的)、较粗野、进攻性强,有生育能力。
性别畸形发生的机制:
由于亲本的生殖细胞在减数分裂过程中,性染色体不分开引起的:
1、如果性染色体不分离发生在雌性生殖细胞的减数分裂时,则形成XX卵子和O卵子;
2、如果性染色体不分离发生在雄性生殖细胞的减数分裂时,则形成XY精子和O精子;
3、
当正常的X卵子和不正常的XX、O卵子同正常的X、Y精子和不正常的XY、O精子随
机受精时,就形
成各种性别畸形。
精子 卵
X X XX O
X XX(正常女) XXX(三X女) XO(不育)
Y XY
XXY(不育) YO(不活)
XY XXY XXXY(多X男) XY(正常)
O XO XX OO(不活)
四、性别控制
1、环境条件的控制:
2、通过基因型控制:
例如:精子分离:沉降法、电泳法
3、控制受精和胚胎条件:巴氏小体:是浓缩了的X染色体,其上的基因不转录。
巴氏小体的临床意义:鉴别性别
伴性遗传:性染色体上的基因,它的遗传方式是与性别相联系的。
1.伴X显性遗传的特点:
(1)患者双亲中必有一方患有此病。女性患者多于男性。
(2)男性患者的女儿都是患者,儿子正常。
(3)女性患者的子女有12可能患病。
(4)子病母必病、父病女必病。
2、伴X 隐性遗传:X染色体携带隐性基因。
例如:色盲
女:
XC Xc 杂合时非色盲,只有Xc Xc 纯合时才是色盲。
男:
Y 染色体上不携带对应基因, XC Y正常。
伴X染色体隐性遗传的特点:1、交叉遗传
2、男性患者多于女性患者
一个色盲男
孩的父母、外祖父母、祖母均正常,而祖父是色盲。那么,这个男孩的色盲基因
是由谁传给他的?
女性色盲,她的什么亲属一定患色盲?
A、父亲和母亲
B、儿子和女儿
C、母亲和女儿 D、父亲和儿子
染色体变异
在自然和人为条件下,可能使染色体折断,之后再接起来,再接合时发生差错,导
致染色体
结构变异。这种通过“折断—重接”出现的染色体结构变异分为四类: (1)缺失
(2)重复 (3)
倒位 (4)易位
三、倒位
染色体某一区段的正常顺序颠倒了。
类别:1、臂内倒位:倒位区段发生在染色体的某一臂上。
2、臂间倒位:倒位区段涉及染色体的两个臂,倒位区段内有着丝点。
倒位染色体的联会和鉴定:1、倒位区段很长:
倒位区反转过来与正常染色体的同源区段联会,倒位以外的部分只有保持分离。
2、倒位区段较短:
倒位杂合体联会的二价体在倒位区段内形成倒位圈。
倒位的遗传效应:
1、对倒位纯合体而言,改变了重组率
2、倒位可以形成新种,促进生物进化
练习题:
1、画出果蝇唾液腺核中两条同源染色体的配对图,一条染色体的顺序是1
234567,另一
条染色体的顺序是
1 265437.
如果上述的一
个杂合体在减数分裂时,在染色单体2和4之间、基因3和4之间发生一
个交换,交换产物是什么?
A1 a1
A2 a2
A1A2 ____a1a2
A1a1___A2a2
A1a2 ___A2a1
即AA:Aa:aa=1:4:1 所以显性:隐性=5:1
练习题:
四倍体AAAa Aaaa 各形成何种基因型的配子及比例?
非整倍体:
比该物种中正常合子的染色体数(2n)多或少一个至几个染色体的个体。
遗传学上有代表性的非整倍体有:
三体: 2n + 1,多一条染色体;
双三体: 2n + 1+ 1,多两条非同源染色体;
四体:2n +
2,多一对同源染色体;
单体: 2n – 1 ,少一条染色体;
双单体:2n – 1
– 1,少两条非同源染色体;
缺体:2n – 2,少一对同源染色体。
练习:一个生物体二倍体数目是12。以下各为多少:
1、单体 2、三体
3、四体
4、双三体 5、缺体 6、三倍体
7、同源四倍体
1.单体:2n-1
比合子染色体数少一条染色体的生物。
(1)自然界有些动物有单体的存在特点:
蝗虫、甲虫:雌 XX 2n 雄 X
2n-1
鸟类、鳞翅目昆虫:雌 Z 2n-1;雄 ZZ 2n
(2)自然界也有由于染色体丢失产生的嵌合体:
例如:蝴蝶,2n-1,丢失了一条Y染色体。
2、缺体:单体自交产生
普通小麦缺体的特征:
1、生活力较差;
2、育性较低;
例如:
7D缺体:生长慢,有半数植株是雄性不育或雌性不育;
4D缺体:花粉表面正常,但不能受精;
3D缺体:种子是白果皮,双体为红果皮。
3、三体:2n+1
人工三体的产生:三倍体与二倍体杂交
三体的基因分离:例如AAa
A1A2__a
A1a___A2
A2a___A1
所以AA:Aa:A:a=1:2:2:1 显性:隐性=5:1
4、四体:2n+2
来源:三体自交
例如:普通小麦三体自交后代中,1%是四体。
四体的自交子代(n+1 n)
74%四体,24%三体,2%2n。
㈢、非整倍体的应用
非整倍体本身
虽然没有任何直接的实用价值,但对遗传研究和染色体工程则是一种重要
材料。
缺体、单体、三体都可用以测定基因的所在染色体,都可用以进行染色体的替换。
2.染色体结构变异类型:(1)
发生在一对同源染色体内:①.缺失:形成缺失圈(由正常染色
体构成)
假显性;②.重复:形成重复圈(由畸变染色体构成)
剂量效应;③.倒位:形
成倒位圈(由一对着丝点染色体)、后期桥 (双着丝点染色体)
(交换值改变形成新
种)。
非整倍体:①.亚倍体:只存在异源多倍体之中,二倍体中不存在。
②.超倍体:二倍体、多倍体中均有三倍体子代产生。
③.间接利用:确定基因所在染色体、进行染色体替换。
练习题:
假定有一存活的
三体植株,两条染色体携带显性基因B,第三条染色体携带隐性基因b。
让这个植株同基因型是bb的二
倍体杂交。
1、后代中的二倍体占多少?
2、后代中三体并且基因型为Bbb的占多少?
果蝇的ClB测定法
是检查X染色体隐性突变的方法。
C为倒位抑制子或
抑制子:代表X染色体上有一个大倒位,从而抑制互换类型的发生
——只产生2种配子;
l表示C与X染色体上的隐性致死基因——纯合的死亡;
B代表上述X染色体上的显性棒眼基因——识别依据。
复习题:
(1)一个有克氏综合症的人被认为是:
(a)单体 (b) 三体 (c) 三倍体
(d) 缺失杂合子
(2)一条染色体的顺序是1 234567,另一条染色体的顺序是1
265437,如果在染色单体2
和3之间发生一个交换,则第一次减数分裂后期无着丝点的片断是
(a)123456 (b) 125436 (c) 65436 (d) 1234521
(3)以下性果蝇的别决定中,哪一种是中间性:
(a)2条常染色体和2条性染色体
(b)4条常染色体和2条性染色体 (c) 3条常染色
体和2条性染色体
(d)
2条常染色体和3条性染色体
(4)利用以下信息解答问题:已知A1A1=致死,
A1A2=灰色,
A2A2=黑色, B1B1=长毛, B1B2=短毛, B2B2=非常短
毛,亲本是A1A2 B1B2
1、成年后代预期为灰色、非常短毛的比例:
(a)14
(b)12 (c)16 (d) 34
2、如果非常短毛出生后不久致死,成年后预期黑色短毛的比例:
(a)14 (b)13
(c)23 (d) 29
基因突变的一般特征
1、重演性:
同一生物不同个体间可以多次发生同样的突变。
2、可逆性:
3、突变的多方向性和复等位基因:突变的方向不定:突变的多方向性是相对的:
4、突变的有害性和有利性:
有害性:
突变
长期自然选择进化的平衡关系
被打破或消弱
打乱代谢关系
引起有害后果 生育反常或死亡
致死突变:例如白化苗
中性突变:不影响该生物的正常生理活动,例如:小麦的红皮突变为白皮
有利性:
如抗倒、抗病等
突变有害的相对性:
例如:高杆突变为矮杆
有害性:矮杆在高杆群体中受光不足、发育不良
有利性:矮杆在多风地抗倒伏、生长茁壮
5、突变的平行性:亲缘关系相近物种因遗传基础近似,常发生相似的基因突变。
突变的平行性对人工诱变有一定的意义:
人类突变的捡出:
1、家系分析和出生调查:
隐性突变很难捡出;
显性突变很容易捡出。
2、筛选蛋白质和酶的微小变化。
基因突变的鉴定
植物基因突变的鉴定
基因突变表现世代的早晚和选出纯合株速度的快慢,因而显隐性不同。
自发突变的原因:1、自然界中的辐射:
2、温度的极端变化:黄鹌菜3、化学药品:
4、细胞内某些生理、生化过程的变化:
生化突变的鉴定:
生化突变:由于诱变因素影响导致生物代谢功能变异。
1、红色面包酶的生化突变型:
基本培养基:
完全培养基:
红色面包酶突变型:
2、红色面包酶生化突变的鉴定方法:
诱发突变:
X射线或紫外线照射 纯型分生孢子 处理 处理后的
分生孢子与野生型交
配 取出子囊孢子 置于完全培养基 产生菌丝和分生孢子
取出一部分分生孢
子置基本培养基上
突变的鉴定:
1. 突变的真实性:
在基本培养基上培养——
2. 突变的类型:
(加入各种氨基酸)
(加入各种维生素)
3. 进一步鉴定具体类型:
硫胺素(VB1)、吡醇素(VB6)、泛酸、肌醇。
4.确定变异是由一个基因控制的:
把突变型与不同的野生型交配,产生的子囊孢子
如是1:1的分离,表明是一个基因的突变。
四、植物基因突变的鉴定:
显、隐性的鉴定:
利用杂交实验鉴定。
例如:
突变体矮株 X 原始品种(高)
F1: 高杆
F2:
有高、也有矮
说明该突变属于隐性突变
5-溴尿核苷 (
5BU )
改变碱基结构:
亚硝酸(HNO2):氧化脱氨作用,通过氧化作用,以氧
代替 A 和 C 的 C6 位置上氨基。
练习题:
1、溴尿嘧啶可引起两种类型的碱基转换:
A G(A T G
C)
G A(G C A T)
请说明这两种类型的碱基转换过程。
2、
一具有四核苷酸的DNA分子(如图):
—C G A
T
G C T A
用亚硝酸处理,这条DNA复制时,核苷酸顺序会发生怎样变化?
用硫酸二酯处理,核苷酸顺序发生怎样变化?
3有一个被亚硝酸处理的细胞,其一个胞嘧啶分子已经变为尿嘧啶,问:
此突变可否被亚硝酸回复?
(1)光修复:
损伤部位就地修复。
(2)暗复活:
取代损伤部位,切除
(3)重组修复:
(4)SOS修复:后复制修复
细胞质遗传的特点
细胞质遗传:
由于细胞质中构成要素的作用,这些构成要素能够自律地复制,通过细胞质由一代
传至另一代。
特征:
遗传方式是非孟德尔式的,后代一般不出现一定比例;
正反交表现不同,F1通常只表现母方性状;
连续回交能将母本核基因全部置换。
母性影响:
母体核基因有时对细胞质产生前定的作用;即子代的表型受母亲基因型的影响。
母性影响不属于细胞质遗传范畴,十分相似而已。
特点:
下一代表现型受上一代母体基因的影响:
短暂的:仅影响子代个体的幼龄期
持久的:影响子代个体的终身
练习题:
1、蜗牛中,右旋(R)对左旋(r)显性
,一个Rr的个体用rr精子受精,可得到什么样的后代?
若后代自体受精,又得到什么样的后代? <
br>2、基因型为Dd的椎实螺自交,其子代的基因型和表型的比例如何?若这个子代的个体自
交,它
们下一代的表型比例又如何?
共生体的遗传
共生体:草履虫
草履虫放毒型的遗传特点:
放毒型:有K基因(核内)和卡巴粒(细胞质内)
敏感型:有K或k基因,无卡巴粒
结合时间短
结合时间长
共生体:不是细胞生存所需要的必要组成部分,仅以某种共生的形式存在于细胞之中的细胞
质颗粒。
能够自我复制,或在核基因组的作用下进行复制;对寄主表现产生影响,类似细胞质遗
传 练习:草履虫中,品系A是放毒型,品系B和C是敏感型。假定这三个品系都是纯型合子。
A品系与
B品系交配,所得子代任其自体受精,各自获得的品系都为放毒型。若A品系与
C品系交
配,用同样方式繁殖,则所得株系一半为放毒型,一半为敏感型。图示如上三个品
系的核型和细胞质卡巴
粒。
3、草履虫未知品系D与品系B交配后再自体受精,所得放毒型与敏感型的比例为3:1,
若D与C品系交配再自体受精,则放毒型与敏感型比例为1:3。问D品系的表型、基因型
和细胞质情
况?
细胞核和细胞质在个体发育中的作用
海胆卵的切割试验:结论:卵细胞质中含有一些分
化的物质,只有完全具备了这些物质,个
体发育才能正常进行。
伞藻的种间嫁接试验
细胞核和细胞质在个体发育中的协同作用
对生命的维持来讲,细胞核和细胞质相互依存,不可分割:
1、蛋白质的合成需要由核不断供
应mRNA,没有核就没有mRNA,没有mRNA蛋白质的
合成终必停止;
2、核内DNA的复制,mRNA的转录和tRNA、rRNA等的合成都需要原料和能量,这些原料和能量都从细胞质来。
数量性状
1.
表型值的效应分解。性状表现由遗传因素决定、并受环境影响,可得:
P = G + E.
P 为个体表现型值(也即性状观察值);
G
为个体基因型(效应)值,也称遗传效应值;
E 为环境效应值。
G = A +
D + I;P = A + D + I + E.
VP = VG +
VE此时基因型与环境间无互作效应,其中:
VP 为群体表型方差(由性状资料计算);
VG 为群体基因型差异所引起的变异方差,称为遗传方差也称为基因型方差;
VE
为环境因素所引起的变异方差,称为环境方差;无互作时为机误方差(Ve,).
VG = VA +
VD + VI;
VP = VA + VD + VI + VE.
广义遗传率(hB2):遗传方差占总方差(表型方差)的比率;
狭义遗传率(hN2):加性方差占总方差的比率。
广义:在不分离世代(P1,
P2和F1)中,由于个体间基因型一致,因而遗传方差为0,即:
VG = 0 VP =
VE
VP1 = VP2 = VF1 = VE .
在分离世代(如F2)中,个体间基因型不同:
VP = VG + VE VF2 =
VG + VE .
狭义:其中VP可由VF2估计:VP’ = VF2 = VA +
VD + VI + VE
练习:根据下表资料估算其广义遗传率和狭义遗传率。
世代 平均 方差
P1(矮脚南特) 38.3 4.7
P2(莲塘早) 28.1 5.7
F1
32.1 4.8
F2
32.5 9.0
B1
35.9 9.2
B2
31.0 5.4
群体的遗传平衡
群体:各个体间能相互交配的集合体,而不是一些个体的简单集合体。
群体遗传学:研究一个群体内基因传递情况及其频率改变的科学。
遗传平衡定律:
Hardy-Weinberg定律(哈迪-魏伯格定律)
设在一个随机交配群中,基因A、a的频率分别为p、
q,子代中基因频率存在的关系是:
P2 AA + 2pqAa + q2 aa =1
遗传平衡定律的意义:
揭示了基因频率和基因型频率的规律。
1、只要群体内个体间能进行随机交配 该群体
将能保持平衡状态和相对稳定;
2、即使由于某因素改变了群体的基因频率和基因
形频率,但只要这些因素不再继续产生作用而进行
随机交配时,这个群体仍保持平衡。 例如:我国人群中测定了1050人对苯硫尿的尝味能力,其中410人有尝味能力、杂合
的有50
0人、味盲的有140人,问是否达到Hardy-weiberg平衡?
练习题:某血型调查报道:在420人中,M型137人,MN型19
6人,N型87人。问
在这个群体中的血型分布是否与孟德尔比数相符?