第一章 基因的分離定律與自由組合定律

計算←原理←依據←實驗←材料←設計思路

可遺傳變異：遺傳物質發生改變（基因的種類和數目可以不變如：倒位，易位）

具備遺傳的能力，未必遺傳。

類型：基因突變，基因重組，染色體變異。

變異與進化的關系：變異為進化提供原材料。變異根本來源:基因突變

自然選擇決定進化的方向

融合遺傳：兩個親本雜交後，雙親的遺傳物質會在子代體内發生混合，使子代表現出介于雙親之間的性狀。（能解釋一些問題，不能解釋一些問題。）

孟德爾研究的目的：研究親子代性狀是如何傳遞的。

研究方法：假說-演繹法

1.1 基因的分離定律

導入：孟德爾想幹什麼，幹成這個是需要什麼，得到了什麼規律，如何解釋，如何驗證，如何應用。

一 豌豆做遺傳學實驗容易成功的原因

（山柳菊失敗：有性，無性，花小，相對性狀不明顯）

1. 自花傳粉，閉花受粉。（防止外來花粉幹擾知（父）本，自然條件下都是純種）

異花傳粉，開花授粉，單性花（雌蕊，雄蕊分開，玉米）、兩性花（雌雄蕊在一起）雌雄同株

2. 易于區分的相對性狀。（相對形狀：同一物種，同一性狀的不同表現類型）

3. 易于栽培，生長周期短（實驗周期短）

4. 種子較多（便于統計學分析）

5. 花較大（易于人工異花傳粉）

二 人工雜交的基本操作

1. 去雄：防止自花傳粉。（應在雄蕊未成熟時，豌豆則應在開花前）

2. 套袋：防止外來花粉的幹擾

3. 人工異花授粉：提供花粉為父本，接受花粉為母本

4. 套袋：防止外來花粉的幹擾

三 一對相對性狀的雜交實驗

（先看一對，再看兩對，由簡入繁）

1. 過程：正反交，每一步可推出的結果。步步推錯，結果僅123

2. 觀察分析提出問題：F1隻有高，F2為何出現了矮,高比矮多,高：矮 ≈ 3：1 （劃時代意義）

3. 概念

a) 性狀：生物體所有特征的總和。（形态結構，生理特征，行為方式）

b) 相對形狀：同一物種，同一性狀的不同表現類型

c) 顯性性狀：具有一對相對性狀的純合親本雜交，子一代顯現出來的性狀

d) 隐性性狀：具有一對相對性狀的純合親本雜交，子一代未顯現出來的性狀

e) 性狀分離：雜種後代中同時出現顯性性狀和隐性性狀的現象

4. 判斷顯隐性

定義法：A×B→全A(子代足夠多。動物多對) A為顯性性狀

A×B→全B(子代足夠多。動物多對) B為顯性性狀

A×B→A、B 不知

自交法：A×→ A、B (子代足夠多。動物多對) A為顯性性狀

B×→ A、B (子代足夠多。動物多對) B為顯性性狀

特殊：B×→ B A×→ A 不知(若已知群體中AA Aa aa都有，子代足夠多則為隐性)

四 對分離現象的解釋

1. 生物的性狀是由遺傳因子決定的。（遺傳因子：獨立，不融合，不消失）

顯性性狀由顯性遺傳因子（D）決定，隐性性狀由隐性遺傳因子（d）決定。

2. 體細胞中遺傳因子是成對存在的。

DD，dd 純合子 Dd 雜合子（D與d同時存在時，D起作用完全顯性，Dd都起作用不完全顯性，d不抑制D發揮作用。不同基因之間可以相互抑制。） 多對基因是一對為雜合即為雜合子。

3. 生物體形成生殖細胞--配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分别進入不同配子中。配子中隻含有每對遺傳因子中的一個。 （劃時代意義：不知減數分裂，不知染色體存在，純推理）

4. 受精時，雌雄配子的結合是随機的。（不挑，若挑會算。a看不上A，A無所謂。Aa自交後代1：1）

根據解釋重現一對相對性狀的雜交實驗：遺傳圖解（符号，表現型，基因型，比例，配子可省）

五 對分離現象解釋的驗證

1. 驗證什麼？ Aa産生 A：a = 1 : 1

2. 如何驗證？ 直接法：花粉鑒定法，間接法：自交，測交，單倍體育種。

1) 自交：狹義的為自花傳粉，或同株異花傳粉。廣義的為基因型相同的個體雜交。

2) 測交：雜合子與隐性純合子之間的雜交

3) 正交與反交：相對而言，正交中的父本、母本分别是反交中的母本父本。

4) 自由交配：也稱随機交配，任何一個雌性或雄性個體與任何一個異性個體交配的機會均等。

六 假說-演繹法

觀察分析→提出問題→提出假說→演繹推理→試驗檢驗→得出結論。一對相對性狀的雜交實驗，F1隻有高，F2為何出現了矮,高比矮多,高矮≈3：1，對分離現象的解釋，測交計算，測交實驗

七 分離定律

（一對相對性狀，兩對及兩對以上為自由組合定律）

1. 概念：在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融和。在形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分離後的遺傳因子分别進入不同配子中，随配子遺傳給後代。（與受精作用無關）

2. 範圍：有性生殖的生物

3. 不出現3：1 1:1正常比例的原因：配子生活力，雌雄随機，個體存活力，不完全顯性，子代不夠多，基因緻死，基因的表達情況及機會相同，完全顯性。 符合分離定律未必3：1 1：1

八 性狀分離比的模拟

1. 選材（大小，質地）

2. D：d=1：1

3. 兩桶中球數可不同（自然界一般 雄＞雌）

4. 随機抓取

5. 放回

6. 次數足夠多（越多越接近）

九 相關計算

1.分離定律基本應用：

核心：計算親本産生配子及其比例 AA Aa aa AA Aa aa

難點：雙親基因型及其比例 A a A a

易錯點：找準分母，即什麼在什麼中的比例 AA Aa aa

Aa自交，Aa自交雄配子a死亡一半，雌配子A死一半，隐性純合死一半。

經典爹媽找錯型：1/3AA 2/3Aa自交 1/3[AA*AA] 2/3[Aa*Aa]

2.常見正推：9種

3.常見反推：3：1 1：1 1：2：1 1：0

現有兩試管果蠅，它們呈親子代關系，甲管中全部都是長翅果蠅，乙管中既有長翅（D）果蠅又有殘翅（d）果蠅。若甲為親代、若乙為親代、通過鑒别 試管中果蠅性别，若兩種果蠅都有雌雄，則 甲 試管果蠅為親代。若兩種果蠅各為雌雄一方，則 乙 試管果蠅為親代。設計實驗一次交配鑒定世代關系？

4.親本不确定時：

Ø 1/3HH 2/3Hh *Hh

Ø 某植物Aa自由交配得F1，F1自由交配得F2。F2代顯隐之比為3:1（如何計算，基因頻率不變，基因型頻率可變，遺傳平衡定律指基因頻率不變。利用分離定律先找爹媽計算）。

F1顯性個體上的種子顯隐之比。（5：1） F1隐性個體上的種子顯隐之比。（1：1）

顯性個體後代為隐形個體後代的三倍。設顯性個體後代為6x 隐形後代為2x

即顯性後代顯隐為5x x 隐性後代顯隐為x x 一共顯隐為6x:2x=3:1

Ø AA、aa間行種植後代分離比。

5.不常見的分離：

Ø Aaa*Aa AAaa*AAaa後代基因型表現型 21三體*正常 Aaa如何分，先定A為左。AAaa如何分，先定A1為左。A1和空、空空。

Ø 上題令不正常配子死一半後基因型表現型。

6.多個顯性個體随機交配，顯：隐=15：1 為什麼？各多少？

7.多個顯性個體自交，顯：隐=15：1 為什麼？各多少？

8.Aa連續自交（AA Aa1/2n aa），Aa連續自交除去隐性純合子，n代直接除去即可，長久了再割。

Aa：（1/2n）/（1-1/2 1/2n 1）= 2/（2n 1） AA：（2n-1）/（2n 1）

9.Aa連續自由交配 1/4AA 1/2Aa 1/4aa，Aa連續自由交配除去隐性純合子 AA ：n/（n 2） Aa 2/(n 2)

10.Aa雌性為顯性，雄性為隐性。

Ø Aa自交後代顯隐之比

Ø Aa自交F1顯性個體自由交配後代顯隐之比

Ø Aa自交F1顯性個體自交後代顯隐之比

11.複等位基因ABO血型 IA IB i

十 分離定律的應用

1. 指導雜交育種

1) 若優良性狀為隐性性狀：一旦出現即可穩定遺傳。P：Aa 一代即可獲得留種。

2) 若優良性狀為顯性性狀：可連續自交，直到不發生性狀分離。P：Aa一代出現，二代獲得留種。（動物一代可獲得，需測交檢驗）

3) 若優良性狀為雜合子：每年都需要育種。（雜種優勢）

2. 預防遺傳病 判斷顯隐性，計算患病概率。

3. 顯性純合子與顯性雜合子的判斷

1）測交法：（植物，動物）

待測×aa → 全顯（子代足夠多） 則AA 動物一胎生一個，待測×多個雌性aa個體

顯：隐= 1：1 則Aa

2）自交法：（植物） 自花傳粉的生物如豌豆優先采用自交

待測×→全顯（子代足夠多） 則AA

性狀分離 則Aa

1.2 基因的自由組合定律

一 兩對相對性狀的雜交實驗

二 對自由組合現象的解釋

F1在産生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合。

4種配子，16種組合，9種基因型，4種表現型，及其比例。數出來

如何計算：(先算一對，再算另一對。乘法定律，加法定律)

乘法定律：兩個獨立的事件同時出現的概率是它們各自的乘積。

加法定理：兩個互不相容的事件A、B和的概率等于它們概率之和。

先算一對：1/4 YY 1/2 Yy 1/4 yy 1/4 RR 1/2 Rr 1/4 rr

（1/4 2/4）（加法定理）黃色 1/4綠色 （1/4 2/4）（加法定理）圓粒 1/4皺粒

再算兩對： YYRR YYRr YYrr YyRR YyRr Yyrr yyRR yyRr yyrr

1/16 2/16 1/16 2/16 4/16 2/16 1/16 2/16 1/16

9/16黃圓 3/16黃皺 3/16綠圓 1/16綠皺

三 對自由組合現象的驗證

1. 驗證什麼？ YyRr→ YR Yr yr yR 演繹

（Aa自交後代3：1不屬于自由組合，Aabb*aaBb後代1111也不能說明自由組合？）

2. 如何驗證？直接：花粉鑒定法。間接：測交，自交，單倍體育種

四 自由組合定律

1. 概念:控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不幹擾的，在形成配子時，決定同一性狀的成對遺傳因子彼此分開，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。

2. 實質：位于非同源染色體上的非等位基因的分離與組合是互不幹擾的，在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

3. 範圍：真核生物，有性生殖，核基因，

4. 時間：減數第一次分裂後期 （先分離還是先組合？？同時，體液免疫細胞免疫同時發生）

五 孟德爾試驗方法的啟示

1．選材（首要條件）

2．一對到多對（研究方法）

3．實驗結果大量數據的深入統計學分析

4．假說-演繹的科學方法

5．紮實基礎和對科學的态度（維也納大學數學專業，實踐8年）

6．嚴謹的科學态度（驗證假說）

7．敢于挑戰傳統

六 孟德爾遺傳定律的再發現

1．1866年：研究結果發表

2．1900年：重新發現

3．1909年：約翰遜基因

等位基因：控制相對性狀的基因（不隻兩個a1 a2 a3…）

相同基因：控制相同性狀的基因

精髓：生物體遺傳不是性狀本身，而是遺傳因子，遺傳因子成對，獨立，不融，不消，有顯隐之分。形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。

七 相關計算

（先算一對，再算另一對然後相乘，特殊情況列表解答）

1. 正推：81

2. 反推：9331 3311 1111 31 11 1

3. k對雜合自交一代，配子種類，F1基因型種類，F1表現型種類，某種基因型頻率，某種表現型頻率。

4. 2對自交n代，k對自交n代

5. 特殊比（9：3：3：1變形）：12：3：1 10：3：3 9：3：4 9：6：1 9：7 13：3 15：1 1：4：6：4：1

9331來源于121242121的合并。

若1對基因控制若幹性狀，親代自交，子代比例相加等于4且不能約分則親本必為雜合Aa。

若2對基因控制若幹性狀，親代自交，子代比例相加等于16且不能約分則親本必為雜合AaBb。

若3對基因控制若幹性狀，親代自交，子代比例相加等于64且不能約分則親本必為雜合AaBbCc。

若n對基因控制若幹性狀，親代自交，子代比例相加等于4n 且不能約分則親本必為雜合AaBbCc...（n對）

特殊比（3：3：1：1變形）：3：3：2 6：1：1 3：4：1 7：1 5：3

6、緻死：

某一種基因的配子或合子緻死：先算一對，再算另一對

兩種基因的配子緻死 ：

AaBb自交，雄配子AB、Ab、aB、ab緻死，5331、7311、7311、722（5331不能是AaBb死，原因親本是AaBb）

AaBb自交，雌雄配子AB、Ab、aB、ab緻死，3321、531、、531、711

AaBb測交，雄配子AB、Ab、aB、ab緻死，111、111、111、111、

AaBb自交，合子中AA、Aa、aa緻死，6231，3311，3311.

AaBb自交，合子中AA or BB、Aa or Bb、aa or bb緻死，4221，1111，1.

（2：1）*（2：1）=4 2 2 1 （2：1）*（3：1）=6 2 3 1

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