自然科學(xué)概要（第二版）（微課版）課件 12.1遺傳定律

1遺傳定律CONTENTS第12章現(xiàn)代生物學(xué)中心法則212.1課程標(biāo)準(zhǔn)

1.知識(shí)目標(biāo)了解孟德爾、摩爾根的生平簡介。

識(shí)記同源染色體、等位基因、非同源染色體、非等位基因的概念。理解分離定律、自由組合定律、連鎖和交換定律的內(nèi)涵。2.能力目標(biāo)具備初步批判性思維能力。3.素質(zhì)目標(biāo)弘揚(yáng)科學(xué)家精神，博學(xué)德清，鼎新致用。

第一節(jié)遺傳定律

一、孟德爾定律奧地利生物學(xué)家孟德爾（1822—1884）是現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人。1857年開始在修道院的花園里做豌豆遺傳試驗(yàn)，并于1866年在布隆博物學(xué)會(huì)的會(huì)刊上發(fā)了題為“植物雜交實(shí)驗(yàn)”的劃時(shí)代論文。他發(fā)現(xiàn)了遺傳學(xué)的分離定律和自由組合定律。

1900年，荷蘭的德弗里斯、德國的柯林斯和奧地利的丘歇馬克分別在各自的工作中發(fā)現(xiàn)了和孟德爾所見相同的現(xiàn)象。他們把分離定律稱為孟德爾第一定律；把自由組合定律稱為孟德爾第二定律。

（一）一對相對性狀的豌豆遺傳實(shí)驗(yàn)

1.發(fā)現(xiàn)問題孟德爾選擇了純種紫花豌豆和白花豌豆作為親本，進(jìn)行一對相對性狀的雜交試驗(yàn)，子一代（用F1表示）全部是紫花的。然后將子一代種下，讓它自交（自花傳粉），得到的子二代（用F2表示）中，性狀出現(xiàn)了分離，種子有紫花、有白花，它們的比例是3：1。以后他對其他6種相對性狀的豌豆一一作了雜交試驗(yàn)，都得到相同的結(jié)果。一對相對性狀的豌豆遺傳實(shí)驗(yàn)2.原因假設(shè)孟德爾認(rèn)為，性狀是由遺傳因子決定的。每個(gè)生物體細(xì)胞中的遺傳因子都是成對存在的，其中一個(gè)來自母本的雌配子，一個(gè)來自父本的雄配子。遺傳因子有顯性和隱性之分。

當(dāng)形成配子時(shí)，成對的遺傳因子彼此分離。純種只能產(chǎn)生一種配子，雜種可產(chǎn)生兩種配子。雌雄配子結(jié)合是隨機(jī)的。結(jié)合后形成合子，合子單獨(dú)發(fā)育成個(gè)體。

這樣就能夠解釋3:1的性狀比關(guān)系。理論解釋

在雜合體的狀態(tài)下，位于一對同源染色體上的等位基因，彼此互不影響，保持相對獨(dú)立性。在形成配子時(shí)，等位基因隨同源染色體的分離而分開，分別進(jìn)入不同的配子中去，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。

如果將F1的雜種Rr反過來和隱性親本rr雜交（測交），按上述理論，Rr可產(chǎn)生兩種配子，即R和r；而隱性親本，只產(chǎn)生一種配子r，兩者交配應(yīng)產(chǎn)生兩種后代，即Rr和rr，而且這兩種后代的株數(shù)之比應(yīng)為1：1。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全證實(shí)了這樣的預(yù)測。

3.實(shí)踐檢驗(yàn)

4.分離定律

（二）兩對相對性狀的豌豆遺傳實(shí)驗(yàn)

1.發(fā)現(xiàn)問題

孟德爾把具有兩對性狀（例如一對是圓形和皺皮，另一對是黃色和綠色）的豌豆進(jìn)行雜交，子一代F1都是黃色圓形的雜合子豌豆，因?yàn)辄S色圓形是顯性基因。

但是，在子一代自交產(chǎn)生的子二代中F2

代出現(xiàn)了4種類型，即黃圓、黃皺、綠圓、綠皺。他得到的各類型植株的數(shù)目為：黃圓，315；黃皺，101；綠圓，108；綠皺，32。其比例趨近于一個(gè)簡單整數(shù)比。9：3：3：1。

2.原因假設(shè)用

Y代表黃色基因，y代表綠色基因；R代表圓基因，r代表皺基因。純種黃圓的親代基因型為YYRR，綠皺的基因型為yyrr，它們分別只能產(chǎn)生一種配子，即YR和yr。F1雜種基因型為YyRr，表現(xiàn)型為黃色圓粒的豌豆。F1形成配子時(shí)，Y與y要彼此分離，R與r也要彼此分離。

雌雄配子各有4種基因組合，之后它們兩兩結(jié)合形成16種子二代基因組合，再合并同類后分為4種性狀，即黃圓、黃皺、綠圓和綠皺，且比例為9：3：3：1。

具有兩對（或更多對）相對性狀的親本進(jìn)行雜交，在子一代產(chǎn)生配子、等位基因分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因表現(xiàn)為自由組合。將F1植株和隱性個(gè)體（它只能產(chǎn)生一種配子（

yr）測交，所生后代應(yīng)有4種表型，即黃圓（YyRr）、黃皺（Yyrr）、綠圓（yyRr）、綠皺（yyrr），比例應(yīng)為1：1：1：1。試驗(yàn)結(jié)果和預(yù)測相符。

3.實(shí)踐檢驗(yàn)

4.自由組合定律在孟德爾以前，長期流傳著一種“混合”的遺傳概念。按照這種概念，不同的親本性狀在雜種后代中彼此“融合”或者“稀釋”。孟德爾證明了來自不同親本的等位基因在合子中和在合子發(fā)育而成的個(gè)體中并不融合，在個(gè)體產(chǎn)生配子時(shí)，它們彼此分離而分別進(jìn)入配子中去。來自不同親本的非等位基因也沒有融合，而是可以獨(dú)立地自由組合。

二、摩爾根定律

摩爾根（1866—1945）

是美國進(jìn)化生物學(xué)家，遺傳學(xué)家和胚胎學(xué)家。于1933年由于發(fā)現(xiàn)染色體在遺傳中的作用，贏得了諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎(jiǎng)。摩爾根取得了性別決定和伴性遺傳的大量的論據(jù)，證實(shí)了基因位于染色體上，這些基因是怎樣遺傳的呢？摩爾根和他的學(xué)生發(fā)現(xiàn)了不同對的等位基因，在同一對同源染色體上的遺傳規(guī)律，并提出了基因的連鎖和交換規(guī)律。

1.雄果蠅的完全連鎖實(shí)驗(yàn)

摩爾根選用了灰身長翅的雄果蠅與黑身殘翅的雌果蠅雜交，F(xiàn)1不論雌雄果蠅，都是灰身長翅。說明灰身（B）對黑身（b）是顯性，長翅（V）對殘翅（v）是顯性，這樣親本的純種灰身長翅的基因型為BBVV；純種黑身殘翅的基因型為bbvv。F1灰身長翅的基因型為BbVv。

按照自由組合定律，F(xiàn)1雄果蠅BbVv與雙隱性黑身殘翅基因型為bbvv的雌果蠅測交,F2應(yīng)有4種后代。雄果蠅的兩對性狀測交思想實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果F2中只出現(xiàn)兩種親本的類型：

即灰身長翅（BbVv）和黑身殘翅（bbvv）；

它們的比例為1：1，沒有出現(xiàn)重組類型。

經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后，摩爾根認(rèn)為B和V、b和v是聯(lián)系在一起的。而且B和V、b和v這兩對非等位基因是位于同一對同源染色體上，這種現(xiàn)象稱為完全連鎖。雄果蠅的完全連鎖實(shí)驗(yàn)解釋雄果蠅的完全連鎖實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.雌果蠅不完全連鎖實(shí)驗(yàn)

用子一代的雌果蠅BbVv代替雄果蠅與雙隱性（bbvv）的雄果蠅進(jìn)行測交，后代出現(xiàn)了4種類型。其比例不是1：1：1：1；而是和親本相同的2種類型多，新生的2種類型少。

即灰身殘翅和黑身長翅各占42％，灰身長翅和黑身殘翅只各占8％。這是因?yàn)榛疑恚˙）與長翅（V）之間雖然是連在一起的，但是在減數(shù)分裂的聯(lián)會(huì)時(shí)，四分體之間發(fā)生了染色體片段的交換。雌果蠅不完全連鎖實(shí)驗(yàn)染色體越長，發(fā)生基因交換的概率越大。因而雌果蠅X染色體上的基因發(fā)生了重組，出現(xiàn)了少數(shù)灰身長翅與黑身殘翅的配子，受精后產(chǎn)生了灰身長翅及黑身殘翅的新類型后代。3.連鎖和交換定律

位于同一條染色體上的基因一般將一起遺傳而不彼此分開，每條染色體都有一個(gè)