古典遗传

格雷戈尔·孟德尔是古典遗传学的奠基人，他通过长达8年的豌豆杂交实验，对不同性状的豌豆进行杂交和观察，统计子代性状表现和数量，揭示了遗传的基本规律。

古典遗传

• 实验
  • 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
    • 豌豆作为材料的优点
      • 单性花：雌雄同株异花或雌雄异株 （玉米，西瓜，丝瓜，南瓜等葫芦科） 两性花：一朵花中既有雄蕊，又有雌蕊 （桃花，豌豆花，蔷薇等被子植物）
      • 自花传粉，闭花授粉，自然状态下一般为纯种
      • 具有易于区分的相对性状
      • 豌豆花较大，便于人工去雄、授粉等
      • 生长周期短，易于栽培；种子较多且保留在豆荚中，方便统计
    • 人工异花传粉的基本步骤
      • 人工去雄：在花蕾期除去未成熟花的全部雄蕊
      • 套袋隔离：防止外来花粉干扰
      • 人工传粉：雌蕊成熟时将另一植株的花粉（目的花粉）涂到去雄花的雌蕊柱头上
      • 再套袋隔离：保证杂交得到的种子是人工传粉后所结（防止外来花粉干扰）
    • 实验方法：假说—演绎法
    • 实验过程
      • 观察现象，提出问题
        • ①纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作为亲本进行杂交实验，无论正交还是反交杂交后产生的F₁总是高茎的
        • ②用F自交，F中既有高茎，又有矮茎，且高茎：矮茎≈3:1（出现性状分离）
          • 性状分离：杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。 自交：①狭义上：一颗植株上雌雄蕊交配 ②广义上：遗传因子组成相同的个体，相互交配
      • 分析问题，提出假说（对分离现象的解释）：假说核心内容是形成配子时常对的遗传因子彼此分离
      • 演绎推理（设计测交实验）
        • 根据假说，隐性亲本只产生一种配子，不影响后代的表型。如果让F₁与隐性亲本杂交（即侧交），所得后代表型及其比例只与F₁产生的配子种类和比例有关，后代高茎与矮茎的数量比应为1：1
      • 实验验证
        • 使用测量方法对以上假说进行验证：让F1与隐性纯合子杂交，结果是高茎与矮茎的数量比接近1:1
    • 得到结论：孟德尔第一定律（分离定律）
      • 生物的性状是由遗传因子决定的
      • 在体细胞中，遗传因子是成对存在的
      • 生物体在形成生殖细胞—配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中
      • 受精时，雌雄配子的结合是随机的
    • 孟德尔遗传规律的现代解释—基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代
  • 孟德尔的豌豆杂交实验（二）
    • 实验方法：假说—演绎法
    • 实验过程
      • 观察现象，提出问题
      • 分析问题，提出假说
      • 演绎推理
      • 实验验证
    • 得到结论：孟德尔第二定律（自由组合定律）
      • 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的
      • 在形成配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离。决定不同性状的遗传因子自由组合
    • 孟德尔遗传规律的现代解释—基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分开的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
  • 总结
    • 孟德尔的实验方法的启示
      • 恰当的选择实验材料（豌豆），勤于实践
      • 对实验结果进行统计分析，巧用数学方法
      • 严谨的科学态度，运用假说—演绎法
      • 扎实的知识基础和对科学的热爱
    • 孟德尔遗传规律在实践中的应用
      • 动植物育种中的应用：杂交育种 人们有目的的将具有不同优良性状的两个亲本杂交， 使两个基本的优良性状组合在一起。再筛选出所需 要的优良品种。
      • 医学实践应用：推断某些遗传病在后代中发生的概率 依据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代 中的发生概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供 理论依据
  • 萨顿假说及摩尔根的果蝇杂交实验
    • 萨顿假说
      • 材料：蝗虫细胞
      • 依据
        • 生殖过程中：基因在杂交过程中保持完整性和独立性，在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
        • 存在形式：在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个 ，同样，也只有成对的染色体中的一条。
        • 体细胞中来源：体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方。同源染色体也是如此
        • 形成配子时：非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期也是自由组合的
        • 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
      • 内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说基因就在染色体上
    • 摩尔根果蝇杂交实验
      • 材料：果蝇
      • 方法：假说—演绎法
      • 实验过程
        • 发现问题
        • 提出假设
        • 设计测交实验
        • 实验验证
      • 得到结论
• 遗传学的方法
  • 棋盘法
  • 配子法
• 主题
• 遗传规律
  • 分离定律
    • 研究对象：位于一对同源染色体上的一对等位基因
    • 发生时间：减数第一次分裂后期
    • 适用范围：一对相对性状的遗传细胞核内染色体上的基因进行有性生殖的真核生物
    • 实质：等位基因随着同源染色体分开而分离
    • 验证方法
      • 自交法：杂合子自交后代的性状分离比为3:1
      • 测交法：测交后代的性状比例为1:1
      • 花粉鉴定法（仅限于花粉期能有性状表现的基因）：去杂合子的花粉，特殊处理后显微镜观察计数 若花粉粒类型比例为1:1则可验证分离定律
      • 单倍体育种法：雪花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，产生两种表型，且比例为1:1
  • 自由组合定律
    • 研究对象：位于非同源染色体上的非等位基
    • 发生时间：减数第一次分裂后期
    • 适用范围
      • 实用生物：进行有性生殖的真核生物的遗传
      • 适用遗传方式：适用于非同源染色体上的非等位基因，不适用于细胞质遗传
    • 实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合
  • 孟德尔定律
  • 伴性遗传
    • 概念:性染色体上的基因控制的性状，在遗传上总是和性别相关联的现象
    • 实例
      • 红绿色盲：伴X染色体隐性遗传
        • 男性的色盲基因一定传给女儿，也一定来自母亲
        • 若女性为患者，则其父亲和儿子一定是患者
        • 男性患者多于女性患者
      • 抗维生素D佝偻病 ：伴X染色体显性遗传
        • 男性的抗维生素d佝偻病基因一定传给女儿也一定来自母亲
        • 若男性为患者，则其母亲和女儿一定是患者
        • 女性患者多于男性患者，且连续世代相传
      • 外耳道多毛症:伴Y染色体遗传
        • 患者全为男性
        • 没有显隐性之分
        • 具有世代连续性
• 性状分离比的模拟实验重点：（此实验较简单过程我们舍了） 每个小筒内两种彩球的数量必须相等， 但两个小桶内的两种彩球总数可以不相等
• ①以个体：F₁：♂AA（1/3），Aa（2/3），aa（致死） ♀AA（1/4），Aa（1/2），aa（1/4） 则在F₂中P （aa）＝（2/3）×（1/2）×（1/4）+（2/3）×（1/4）×（1/2）=1/6 即在F₂中P（A_）＝1-1/6=5/6 长翅：短翅＝5：1 ②以配子：♂A:a=2:1 ♀A:a=1:1 P（aa）=（1/3）×（1/2）=1/6 P（A_）=1-1/6=5/6 长翅：短翅＝5:1
• 简单配子致死例题：若遗传因子组成为aa的雄果蝇产生的配子没有受精能力，遗传因子组成为Aa的雌雄果蝇交配产生F₁， F₁雌雄果蝇相互交配产生的F₂果蝇中长翅与残肢的比例为