第二节遗传的基本规律.docx
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第二节遗传的基本规律
第二节遗传的基本规律
【知识概要】
一、研究性状遗传的方法
1．选择杂交亲本的标准
选择具有相对性状的纯系，各作为杂交亲本的一方。
2．交配试验方式
纯系亲本通过人工去雄和授粉等手段进行杂交，杂种F1进行自交或与亲本回交等。
3．实验观察和记载
观察相对性状在杂交子代和杂种后代中的遗传表现，对杂种及其各代中不同类型的植株分别计数。
4．实验结果的统计
运用数学统计法分析实验资料，确定每一代中不同类型植株数之间的数量关系。
二、基因的分离规律
1．相对性状和等位基因的概念
相对性状是同种生物同一性状的不同表现类型；等位基因是一对同源染色体的同一位置上的、控制相对性状的基因。
2．杂种体内等位基因的遗传行为
通过测交试验结果，揭示了杂种体内的等位基因随同源染色体分开而分离，各自随配子独立地遗传给后代。
因此，基因的分离规律阐明了杂合子体内等位基因分离与杂种后代的性状分离的因果关系。
等位基因在二倍体生物的体细胞中成对存在，配子中只含等位基因的一个成员。
3．杂种体内的等位基因之间的相互作用
（l）完全显性：
具有相对性状的纯合体杂交，F1杂合体全部表现为显性。
（2）不完全显性：
F1的性状表现介于双亲性状中间的遗传现象。
（3）共显性：
F1同时表现双亲性状的遗传现象。
如AB血型，MN血型。
（4）镶嵌显性：
双亲性状在F1的同一个体不同的部位表现出来，这种双亲的性状不一定有显隐性之分。
（5）超显性：
F1的性状表现超过亲本性状。
如害虫突变性的抗药性超过亲本个体。
（6）条件显性：
等位基因之间的显性关系因环境因素的影响而改变。
4．致死基因
在杂交实验中，有时观察到后代分离比与预期值有一定的偏差。
致死基因的作用可发生在不同的发育阶段，在配子期致死的称配子致死，在胚胎期或成体阶段致死的称合子致死。
致死基因的致死效应往往也跟个体所处的环境有关。
5．基因分离规律的应用
（1）一个杂合体在逐代自交中，杂合体在某代群体中所占比例的计算。
公式为：
杂合体的比例为（1/2）n（n代表自交代数）。
纯合体的比例为1－（1/2）n。
（2）在杂交育种上的应用：
符合育种目标的隐性性状一旦出现，其基因型就能够稳定遗传，符合育种目标的显性个体，则应通过连续自交和选择，使其基因型逐渐趋于纯会状态。
（3）在人类优生上的应用。
①常染色体显性遗传病的系谱特点：
a．患者的双亲常有一方患病，患病的亲代常常是杂合体。
b．患者的同胞兄弟姐妹中，约有1/2患病，而且男女患病的机会均等。
c．患者的子女中，有1/2的个体将患此病，在系谱中可看到在几代中连续传递。
d．双亲有病时，可有正常的子女。
e．双亲无病，子女一般不会患病，只有在突变的情况下才有例外。
②常染色体隐性遗传病的系谱特点：
a．患者的双亲都无病，但是，他们都是携带者。
b．患者的同胞兄弟姐妹中，约有1/4患病，而且男女患病机会相等。
c．患者的子女中一般并无患儿，系谱中看不到连续遗传，往往是散发的。
d．近亲婚配时，子女中的患病风险比非近亲婚配者高。
亲表兄妹（或表姐妹）所具有的基因有1/8的可能性是相同的。
③常染色体不完全显性遗传病，如软骨发育不全症。
杂合体的表型介于纯合显性和纯合隐性表型之间，纯合显性患儿（AA）病情严重，多死于胎儿期或新生儿期。
三、基因的自由组合规律
1．不同对的等位基因——非等位基因的遗传行为通过测定实验结果表明，杂合体内不同对的等位基因位于不同对的同源染色体上，有配子形成时，每对等位基因各自独立分离的同时，非等位基因之间表现为自由组合。
因此，基因的自由组合规律阐明了杂合体内非同源染色体上的非等位基因之间分离或组合的互不干扰性与不同性状自由组合的因果关系。
2．多对非等位基因独立遗传时，F1的基因对数与后基因型和表现型间的数量关系（理论上的预测）如下表。
非等位基因独立遗传时，
F1基因对数与F2基因型和表现型间的数量关系
F1等位基因对数
F1配子种类数
F1雌雄配子的组合数
F2基因型的种类数
F2纯合基因型的种类数
F2杂合基因型的种类数
完全显性时F2表现型的种类数
F2表现型的分离比例
n
2n
4n
3n
2n
3n－2n
2n
（3∶1）n
3．基因的自由组合规律在实践上的意义。
F2是按照育种目标选择杂种后代的有利时机，并能对符合育种目标的杂种后代的基因型和表现型及其比例做出预测。
四、遗传学数据的统计处理
三．概率的定义
所谓概率是指在反复试验中，预期某一事件的出现次数的比例，它是生物统计学中最基本的概念。
①相乘法则：
两个（或两个以上）独立事件同时出现的概率是它们各自概率的乘积。
②相加法则：
两个事件是非此即彼的或相互排斥的，那么出现这两个事件中某一事件的概率是两个各别事件的概率之和。
2．二项式展开
求某种事件组合出现的概率。
计算公式为——二项分布的通项公式（不考虑出现顺序）：
五、用卡平方（x2）来测定适合度
实得比数符合理论比数的程度如何，可用一个指数即卡平方（x2）来表示。
x2的定义为：
x2＝∑（实得数－预期数）2／预期数（∑为积加符号）
算出x2后，就查x2表（表中n代表“自由度”，p是实得数与理论数相差一样大以及更大的积加概率）。
当观察结果与理论预期值差异的概率p＞0.05时，说明差异不显著；当p＜0.05时，表明差异显著，应把假设的分离比否定；当p＜0.01时，表明差异极显著，有把握地把假设的分离比否定。
六、非等位基因之间的相互作用
1．互补基因
不同对的两个基因相互作用，出现了新的性状，这两个互作的基因叫做互补基因。
（1）鸡冠形状的遗传
P玫瑰冠×豌豆冠
RRpp↓rrPP
F1胡桃冠
RrPr
↓
F2胡桃冠玫瑰冠豌豆冠单冠
9R-P-︰3R-pp︰3rrP-︰lrrpp
其遗传特点是：
①子代F1的性状不像任何一个亲本，而是一种新的类型。
②F1自交得到的F2中，有四种类型，其比例为9︰3︰3︰1，子二代出现两种新的类型。
（两个新性状之比为9︰1）
（2）香豌豆花色的遗传
P白花×白花
CCrr↓ccRR
F1红花CcRr
F2红花白花白花白花
9C-R-︰3C-rr︰3ccR-︰1ccrr
其遗传特点是：
①子代F1的性状不像任何一个亲本，而是一种新类型。
②子二代有两种表型、其比例为9︰7（即新性状与亲本性状比为9︰7）。
2．修饰基因
有些基因可影响其他基因的表型效应，这些基因称修饰基因。
据其作用，有加强其他基因的表型效应的称为强化基因；有减弱其他基因的表型效应的称为限制基因；有完全抑制其他基因的表型效应的称为抑制基因。
下面以抑制基因为例——家蚕茧色遗传。
P显性白茧×黄茧
Iiyy↓iiYY
F1白茧IiYy
↓
F2白茧白茧黄茧白茧
9I-Y-︰3I-yy︰3iiY-︰1iiyy
其遗传特点是：
子一代表现为一个亲本的性状，子二代出现两种表型，其比例为13︰3。
3．上位效应
某对等位基因的表现，受到另一对非等位基因的影响，随着后者的不同而不同，这种现象称上位效应。
（1）隐性上位（家兔的毛色遗传）
P灰色×白色
CCGG↓ccgg
F1灰色CcGg
↓
F2灰色黑色白色白色
9C-G-︰3C-gg︰3ccG-错误！
链接无效。
1ccgg
其遗传特点是：
一对等位基因（Cc）中隐性基因（c）可掩盖另一对非等位基因的显性（G）和隐性基因（g）的表现。
F2有三种表型，其分离比为：
9错误！
链接无效。
3错误！
链接无效。
4。
（2）显性上位（燕麦外颖颜色的遗传）
P黑颖黄颖
Bbyy×bbYY
↓
F1黑颖BbYy
↓
F2黑颖黑颖黄颖白颖
9B-Y-3B-yy︰3bbY-︰1bbyy
其遗传特点是：
一对等位基因（Bb）中的显性基因（B）可掩盖另一对非等位基因中的显性基因（Y）和隐性基因（y）的表现。
F2出现三种表型，其比值为12错误！
链接无效。
3︰1。
七．复多位基因
1．概念
复等位基因是指位于同一基因座位中，一组等位基因的数目在两个以上，作用类似，都影响同一器官的形状和性质，有遗传上称复等位基因，如A→a1，a2，a3，…就构成一个复等位基因系列。
对这一复等位基因系列来讲，每一个体只可能有其中的两个基因。
2．复等位基因的多态现象
在有一个复等位基因的系列中，可能有的基因型数目取决于复等位基因的数目。
计算公式为：
基因型数目＝n（n＋1）/2（n代表复等位基因数目）。
其中纯合体数＝n，杂合体数＝n（n－1）/2，复等位基因的多态现象，增加了生物的多样性和适应性。
3．ABO血型
由三个复等位基因决定，分别为IA、IB、i，但IA与IB间表示共显性，它们对i都表现为显性，所以，IA、IB、i之间可组成6种基因型，但只显现4种表型。
ABO血型系统的遗传，符合孟德尔定律。
4．Rh血型与母子间不相容
Rh血型最初认为是由一对等位基因R和r决定。
RR和Rr为Rh＋，rr为Rh－。
现在知道Rh血型由18个以上复等位基因决定的。
Rh－个体在正常情况下不含Rh＋细胞的抗体，但在①Rh－个体反复接受Rh＋个体血液，就可能产生抗体。
②Rh－母亲怀Rh＋的胎儿，在分娩时，Rh＋胎儿的红细胞有可能通过胎盘进入母体血液，使Rh－的母亲产生抗体，当怀第二胎时，胎儿为Rh＋，可造成胎儿死亡或生一个溶血症的新生儿。
5．自交不亲合
同类相抗，自交不育，保证了并花传粉受精。
烟草是自交不育的，已知至少有15个自交不亲合基因，它们是S1，S2，S3，…，S15，构成一个复等位基因系列，相互无显隐关系。
烟草的部分不亲合基因的作用如下表。
烟草的不亲合基本的作用
♂♀
S1、S3
S1、S2
S2、S3
S1S3
——
S1S3、S2S3
S1S2、S1S3
S1S2
S1S2、S2S3
——
S1S2、S1S3
S2S3
S1S2、S2S3
S1S3、S2S3
——
八、基因的连锁和互换及基因定位
1．基因的完全连锁
控制不同性状的非等位基因位于一对同源染色体的不同位置上，子一代杂合体在产生配子时，连锁基因连在一起不分离，随配子共同传递给后代，从而导致不同性状之间表现出完全连锁。
如果测交后代只有两种表型，比值为1︰1，没有重组类型出现，则可确定控制不同性状的非等位基因完全连锁。
2．基因的不完全连锁——基因互换
基因互换是指控制不同性状的非等位基因位于一对同源染色体的不同位置上，子一代杂合体在产生配子时，同步化进入减数分裂的全部性母细胞中，一小部分初级性母细胞的四分体时期，可能发生同源染色体的非姐妹染色单体间对应节段的交换，一旦互换发生在连锁基因之间，使位于对应节段上的等位基因互换，以形成新的非等位基因间的连锁关系。
由于F1每个发生交换的性母细胞最多只能产生一半重组型配子，另一半是亲本型配子。
因此，F1测交后代重组类型明显少于亲本类型。
如双杂合体测交后代为两两相等比值不同的4种表型后代；三杂合体如发生两个单交换，其测交后代为两两相等比值不同的6种表型后代；三杂合体个体如发生两个单交换、一次双交换，其测交后代为两两相等、比值不同的8种表型后代，其中双交换个体占比值最少。
交换率的计算，通过对测交后代统计结果求得：
交换率＝重组类型/（重组类型＋亲本类型）×100％
交换率×2＝发生基因互换的初级性母细胞的比值（％）。
3．基因定位
（1）两基因间在遗传学上的相对图距，交换率的大小反映出连锁基因之间的距离大小，通过交换率的测定，即可以确定基因在染色体上的排列次序和相对距离。
遗传学上把交换率的“％”去掉，可作为两基因在遗传学上的相对图距。
（2）基因定位的方法基因定位通常采用“三点测交”法，即用三杂合体跟三隐性个体测交，通过对测定子代表型及比例分析、计算三个连锁基因间的交换值，从而确定各个基因在同一条染色体上的次序和相对距离。
值得注意的两个问题：
①两边的两个基因的相对距离＝两个单交换值之和＋两倍的双交换值。
②两边的两个基因间的交换值＝两个单交换值－两倍的双交换值。
另外，不必计算交换值，可直接判断三个基因的次序，其方法为：
用亲组合表型的基因次序与双交换表型的基因次序进行比较，发生交换的一对等位基因应位于三对等位基因的中间。
【解题指导】
例l一对肤色正常的夫妇，他们生有一个正常儿子和一个白化病的女儿。
该正常儿子长大后与一个白化女性患者婚配，生一个正常的子女的几率是
A1/2B1/3C1/6D2/3
析白化病是常染色体隐性遗传病，只有隐性致病基因纯合时方能表现出病症。
故此，生有一个白化病女儿的正常夫妇均为显性杂合体（致病基因的携带者），杂合体（Aa）双亲的正常儿子是携带者的几率为2/3（2/3Aa），当其与女患者（aa）婚配，生一个患病的子女的几率应为2/3×1/2＝l/3。
那么，生一个正常的子女的几率理应是l－1/3＝2/3。
故D正确。
例2某医院同一夜晚生出四个孩子，他们的血型分别为A型、B型、AB型和O型。
由于工作人员疏忽，没有及时记录其父母的姓名。
观测得四个孩子的父母的血型分别为：
l号父母均为O型血，2号父母分别为AB和O型血，3号父母分别为A和B型血，4号父母均为B型血。
请用有关遗传知识分别找出四个孩子的父母。
l号父母的孩子为；2号父母的孩子为；3号父母的孩子为；4号父母的孩子为。
析ABO血型是由三个复等位基因决定的，IA和IB间表现共显性，它们对i表现为显性。
所以，IA、IB、i之间可组成6种基因型，IAIB、IAi、IBIB、IBi、IAIA、ii，符合基因的分离规律遗传。
故此，O型血的孩子肯定是一号父母所生；AB血型的孩子肯定是3号父母所生；B型血的孩子肯定是4号父母所生；A型血孩子肯定是2号父母所生。
例3在玉米中，AB/ab与AB/ab杂交后代中双隐性类型的数目为全部子代的16％，这两个基因间的遗传图距是多少？
析进行杂交的雌雄个体因交换率相等，分别产生的雌、雄配子各有四种，它们是AB、ab、aB、Ab。
双隐性类型个体（aabb）是由雌配子ab和雄配子ab受精结合成合子而发育来的个体，aabb个体在全部子代中的比例应是雌配子ab和雄配子ab各占雌、雄配子总数比例的乘积。
因此，ab雌雄配子的比例均为
＝4/10＝40/100，由此推出：
雌雄四种配子的比例应为AB＝40％，ab＝40％，aB＝10％，Ab＝10％，其中aB和Ab为重组型配子，交换率＝（10＋10）/100×100％＝20％，去掉“％”即为遗传图距。
故答案应为20。
例4具有TtGg（T＝高度，G＝颜色）基因型的2个个体交配，其后代只有一种显性性状的概率是多少？
A9/16B7/16C6/16D3/16
析根据题意，首先明确一种显性性状是指T-gg和ttG-两种表型。
产生T-gg的概率是3/4T-×1/4gg＝3/16T-gg；产生ttG-的概率也是1/4tt×3/4G-＝3/16ttG-。
而现在提出的问题是后代只有一种显性性状的概率是多少？
显然，上述两种表型是两个互斥事件，故此，只有一种显性性状的概率应是两个互斥事件的概率之和，即3/16＋3/16＝6/16。
故答案选C。
【巩固练习】
21．下列各组中不属于相对性状的是
A水稻的早熟和晚熟B豌豆的紫花和红花
C小麦的抗病和不抗病D绵羊的长毛和细毛
22．下列关于基因型与表现型关系的叙述中，错误的是
A表现型相同，基因型不一定相同B基因型相同，表现型一定相同
C在相同生活环境中，基因型相同，表现型一定相同
D在相同生活环境中，表现型相同，基因型不一定相同
23．水稻某些品种茎杆的高矮是由一对等位基因控制的，对一个纯合显性亲本与一个纯合隐性亲本杂交产生的F1进行测交，其后代中杂合体的几率是
A0％B25％C50％D75％
24．用纯合红花豌豆与纯合白花豌豆杂交，F1全部为红花豌豆，让F1自交，所得到F2再全部自交，则F3中白花豌豆占F3总数的
A1/3B3/8C2/5Dl/4
25．某兔与黑色短毛兔（BbRr）交配产仔26只，其中黑色短毛兔9只，黑色长毛兔4只，褐色短毛兔10只，褐色长毛兔3只。
问该兔的基因型为
AbbRrBBbRrCbbRRDBbrr
26．人类的多指是一种显性遗传病，白化病是一种隐性遗传病，已知控制这两种疾病的等位基因都位于常染色体上，而且都是独立遗传的。
在一个家庭中，父亲是多指、母亲正常，他们有一个白化病但手指正常的孩子，则下一个孩子正常或同时患两种疾病的几率分别是
A3/4、1/4B3/8、l/8Cl/4、1/4Dl/4、1/8
27．番茄高茎（T）对短茎（t）为显性，圆形果实（S）对梨形果实（s）为显性（两对基因独立遗传）。
现有两个纯合体亲本杂交后得到的F1与表型为高茎梨形果的植株杂交，其杂交后代性状及植株数分别为高茎圆形果120株，高茎梨形果128株，矮茎圆果42株，矮茎梨果38株。
这杂交组合的两个亲本的基因型为
ATTSS×ttSSBTTss×ttssCTTSs×ttssDTTss×ttSS
28．性状分离的准确表述是
A杂交亲本具有的同一性状的相对差异
B杂交子代个体间遗传表现的相对差异
C杂种后代出现的不同相对性状
D杂种后代出现的同一性状的不同类型
29．含有一对异质性等位基因的杂合体与隐性纯合体类型测交，可以验证下述几个方面，其中测交子代表现型及比例直接而真实地反映出来的方面是
AF1的遗传组成BF1的基因行为
CF1的表现型DF1的配子种类及比值
30．将基因型为AaBbCc和AABbCc的向日葵杂交，按基因自由组合规律，后代中基因型为AABBCC的个体比例应为
A1/8B1/16Cl/32D1/64
31．右图是某遗传病谱系图。
如果Ⅲ6与有病女性结婚，则生育有病男孩的概率是
A1/4B1/3Cl/8D1/6
32．在果蝇测交实验中，如果重组型个体占测交后代总数的16％，则
A雌果蝇初级卵母细胞在减数分裂时，有16％的染色单体未发生bCC：
互换
B雄果蝇初级精母细胞在减数分裂时，有16％的染色单体发生互换
C雌果蝇初级卵母细胞在减数分裂时，有16％的染色单体发生互换
D雄果蝇初级精母细胞在减数分裂时，有16％的染色单体未发生互换
33．位于常染色体上的A、B、C三个基因分别对a、b、c基因为完全显性。
用隐性性状的个体与显性纯合体个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc︰AaBbCc︰aaBbcc︰AabbCc＝1︰1︰1︰1，则
A基因A和C连锁，基因a与c连锁
B基因A和B连锁，基因a与b连锁
C基因B和C连锁，基因b与c连锁
D连锁基因间有互换
34．两对基因均杂合的个体与双隐性个体杂交，其后代基因型的比例不可能是
A1︰1︰1︰1B1︰1
C9︰3︰3︰1D42︰8︰42︰8
35．一男孩血型为O型，其母为A，其父为B型，他的姐妹血型也为O型的几率是
A1/16B1/8C1/4D1/2
36．分别为A和B型血的一对夫妇，有一个O型血的女儿，那么这对夫妇的其他三个孩子中至少有一个O型血的几率是
A37/64B4/16C9/64D27/512
37．两只动物交配，其基因型均为AaBb，A和b位于同一染色体上。
双亲的配子中都有20％是重组的，预期“AB”个体在子代中的百分率（AB个体表示其表型相当于双显性的）是
A40％B48％C51％D66％
38．将灰身长翅（BbVv）雌果蝇与灰身长翅（BbVv）雄果蝇交配，预测它们的后代基因型为
A9种B7种C4种D3种
39．右图为某家族关于白化病的系谱图，问Ⅱ3和Ⅱ5都是纯合体的几率为
Al/4B1/3C1/6D1/9
40．假设在减数分裂时发生交换，其结果是染色体重组，即组成有新组合基因的染色体，一次交换会产生多少重组的染色体？
A1B2C3D4
41．在烟草种群中至少有15个自交不亲合基因（S1，…，S15），问：
（1）这个烟草种群的二倍体中，将至少有多少种不同的基因型？
。
（2）雄性S1S2和雌性S1S3杂交，产生的合子基因型为。
42．一对性状的遗传后代有两种表型类别，比值为35∶15，比较一下这个结果与理论比值3∶1的好适度？
。
43．纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上结有非甜粒的籽实，而非甜粒玉米果穗上找不到甜粒的籽实，这是因为。
44．在单基因的遗传中，有哪几种分离比？
_____________，其中，不完全显性的分离比应为。
45．鸡的蔷光冠是单片冠的显性，一个养鸡专业户认为他的蔷光冠鸡不纯，可能带有单片冠基因，他想淘汰这种鸡，你选择怎样的杂交组合鉴别，结果分析。
46．假若一个女人，有四对基因是杂合的，有6对基因是纯合的，试问：
（1）她能产生多少种不同的卵子？
。
（2）如果她的丈夫与她的遗传组成相同，他们的子女有多少种不同的基因型？
（3）如果父母双方某一对基因Aa都是杂合的，那么第一个孩子的这对基因也是杂合体的几率是多少？
。
（4）如果他们有两个孩子，第一个孩子是Aa，第二个是aa的几率是多少？
（5）生了两个孩子后，第三个孩子是AA的几率又是多少？
。
47．AaBbCcDdEe×aaBbCCDdee杂交，试计算其后代在下列情况下的几率：
在表型上：
（1）与第一个亲本相似的几率为。
（2）与第二个亲本相似的几率为。
（3）与两个亲本中任何一个相似的几率为。
（4）与两个亲本均不相似的几率为。
在基因型上：
（1）与第一个亲本相似的几率为。
（2）与第二个亲本相似的几率为。
（3）与两个亲本中任何一个相似的几率为。
（4）与两个亲本均不相似的几率为。
48．大约70个表型正常人中，有一个白化基因携带者。
现有一个表型正常，双亲也正常，但有一个白化病的弟弟的女人，与一个无亲缘关系的正常男人结婚，问他们如果有一个孩子，而且为白化儿的几率是多少？
；如果这个女人与其表型正常的表兄结婚，其子女患白化症的几率是多少？
。
49．有三对基因的杂合体，A与B间的遗传图距为20，若此杂合体是下列两种排列时，分别产生的配子类型及比值如何？
（1）
（2）
（1）的情况是。
（2）的情况是。
50．在家鸡中，白色是由于隐性基因c和o的两者或任何一个处于纯合态所致，有色是要有两个显性基因C和O同时存在，今有下列交配：
白色Ccoo×ccOO白色
↓
F1有色
子一代（F1）用双隐性个体ccoo测交，作了许多这样的交配，得到的后代中有色68只、白色204只，问o-c间连锁吗？
。
51．将基因型为Aabb的玉米的花粉，给基因型为aaBb的玉米的雌穗授粉，所得的籽粒，其胚乳的基因型为。
52．果蝇的长翅（V）双残翅（V）为显性。
有两管果蝇：
甲管果蝇全部为长翅型；乙管果蝇既有长翅型，又有残翅型。
已知这两管果蝇具有世代连续性。
甲管果蝇可能是乙管的亲本，也可能是乙管果蝇的后代。
试问：
（1）若甲是乙的后代，己管中长翅果蝇的基因型是，残翅果蝇的基因型是
。
甲管果蝇的基因型是。
（2）若
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