自由组合规律
自由组合规律的实质与应用
指导育种实践
自由组合规律为育种实践提供了理论基础，通过合 理地选择亲本进行杂交，可以培育出具有优良性状 的品种。
促进遗传学研究
自由组合规律的研究推动了遗传学的发展， 为后续的基因定位、基因克隆等研究奠定了 基础。
02 自由组合规律的应用
在育种中的应用
作物育种
通过杂交育种，利用自由组合规律， 可以创造新的遗传变异，培育出抗病、 抗虫、高产、优质的新品种。
动物育种
在动物育种中，通过分析基因型和表 现型的关系，可以预测子代的表现型， 从而选择具有优良性状的个体进行繁 殖。
在遗传咨询中的应用
遗传病的预防
通过遗传咨询和基因检测，可以确定 具有遗传疾病风险的人群，并采取相 应的预防措施，降低遗传疾病的发生 率。
辅助生殖技术
在辅助生殖技术中，通过分析胚胎的 基因型，可以筛选出具有优良基因型 的胚胎进行移植，提高成功率。
自由组合规律的实质与应用
contents
目录
• 自由组合规律的实质 • 自由组合规律的应用 • 自由组合规律的扩展与深化 • 自由组合规律的挑战与前景 • 自由组合规律的实验验证
01 自由组合规律的实质
自由组合规律的发现
孟德尔的豌豆实验
孟德尔通过观察豌豆杂交实验， 发现子代中不同性状的组合方式 遵循一定的规律，即自由组合规 律。
自由组合规律的发展前景
实验技术的进步
随着实验技术的不断进步，可以更精确地测量和验证自由组合规律， 进一步推动该领域的发展。
理论模型的完善
随着研究的深入，自由组合规律的理论模型将不断完善，能够更好 地解释实验结果和指导实际应用。
交叉学科的融合
随着各学科之间的交流和合作日益加强，自由组合规律将更好地与 其他学科领域融合，推动该领域取得更大的突破。
孟德尔定律(自由组合定律)
4.亲本基因型、表现型推测及基本计算 步骤1:将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。 步骤2:按分离定律进行逐一分析,如AaBb×Aabb,可分解为: Aa×Aa,Bb×bb 。 步骤3:将获得的结果进行综合,得到正确答案。 具体举例如下:
4
2
4
32
间接法:不同于亲本的表现型=1-(A B C +A bbC ),不同于 亲本的基因型=1-(AaBbCc+AabbCc) Aa BbCc ↓ ↓↓ 2×2×2=8 种 规律:某一基因型的个体所产生配子种类数等于 2n 种(n 为等位基 因对数) 先求 AaBbCc、AaBbCC 各自产生的配子种类数:AaBbCc→8 种配 子,AaBbCC→4 种配子,再求两亲本配子间的结合方式。由于两性 配子间的结合是随机的,因而 AaBbCc 与 AaBbCC 配子间有 8×4=32 种结合方式
⑥F2的表现型有 4 种,其中两种亲本类型( 黄圆和绿皱 )、两种新组合类型 ( 黄皱与绿圆 )。黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱= 9∶3∶3∶1 。
⑦F2的基因型: 16 种组合方式,有 9 种基因型。
(2)遗传图解
P
YYRR(黄圆)×yyrr(绿皱)
F1
YyRr(黄圆)
F2 Y R Y rr yyR yyrr 9 黄圆∶3 黄皱 ∶3 绿圆 ∶1 绿皱
解析:基因自由组合定律的实质是等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的 非等位基因自由组合;发生的时间为减数第一次分裂后期同源染色体分离时, 所以F1经过减数分裂产生4种配子的比例为1∶1∶1∶1,直接体现了基因自由 组合定律的实质。 答案:B
“自由组合”中多变的“9331”
3、为了验证（1）中的结论，可用长形品种植株的花粉对实验1得到的F2植株授粉，单株收获F2中扁盘果实的种子，每株的所有种子单独种植在一起得到一个株系。观察多个这样的株系，则所有株系中，理论上有1/9的株系F3果形均表现为扁盘，有的株系F3果形的表现型及数量比为扁盘：圆= 1：1，有的株系F3果形的表现型及数量比为。
孟德尔取具有两组相对性状差异豌豆为研究对象，一个亲本是显性性状黄色圆粒（记为YYRR），另一亲本是隐性性状绿色皱粒（记为yyrr），得到杂合的F1子一代黄色圆粒（记为YyRr）。让它们进行自花授粉（自交），则在F2子二代中出现了明显的分离和自由组合现象。在共计得到的556颗F2种子中，有四种不同的表现类型，其数目分别为：黄色圆形，绿色圆形，黄色褶皱，绿色皱粒。如果以数量最少的绿色皱粒32颗作为比例数1，那么F2的四种表现型的数字比例大约为9∶3∶3∶1。从以上豌豆杂交试验结果看出，在F2所出现的四种类型中，有两种是亲本原有的性状组合，即黄色圆粒和绿色皱粒，还有两种不同于亲本类型的新组合，即黄色皱粒和绿色圆粒，其结果显示出不同相对性状之间的自由组合。
2、属于中等难度题，其中第一空，F1自交结果不再表现为9：3：3：1，而是9：7。分析这两个比例，前一个9+3+3+1=16，后一个9+7=16，说明产生后代的雌雄配子均有16种结合方式。这样不难看出产生F1的亲本其基因型应该是双杂合即AaBb ,才能满足后代的这个比例。第二空，F2中有7/16的白花，其中7应该是9：3：3：1中的后三个数之和，也就是说白花的基因型有五种，五种中有三种纯合子：aaBB、AAbb、aabb。
遗传学三大定律的主要内容
遗传学三大定律的主要内容遗传学的三大定律是孟德尔的遗传定律，它们包括：1. 第一定律（分离定律）：也称为孟德尔的单因素遗传定律。
根据这个定律，每个个体在其生殖细胞中只包含一对(两个)基因，在有性繁殖中，这对基因会分离并分别进入不同的生殖细胞，然后再通过受精来融合。
2. 第二定律（自由组合定律）：也称为孟德尔的二因素遗传定律。
根据这个定律，两个基因的遗传是相互独立的，一个基因的遗传不会影响另一个基因的遗传。
这意味着，基因的组合能够以不同的方式自由组合。
3. 第三定律（统一性定律）：也称为孟德尔的自由组合规律。
根据这个定律，当两个纯合子种质互相杂交时，F1代杂合子的表型会完全表达其中一个纯合子种质的特征，而不会混合表达两个种质的特征。
然而，F2代会出现两个种质特征的重新组合和混杂。
这些定律形成了现代遗传学的基础，描述了基因在遗传过程中的表现方式，并对基因的遗传方式和继承规律进行了解释。
1. 第一定律（分离定律）：根据这一定律，每个个体所携带的两个基因（一对等位基因）在生殖细胞（例如精子和卵子）的形成过程中会分离并随机分配给不同的生殖细胞。
这个定律说明了基因的分离和重新组合在遗传过程中的重要性。
2. 第二定律（自由组合定律）：根据这一定律，不同的基因对于性状的遗传是相互独立的。
即不同基因之间的遗传方式是独立的，一个基因的遗传不会影响另一个基因的遗传。
这个定律说明了基因的组合方式是随机且自由的。
3. 第三定律（统一性定律）：根据这一定律，在性状表现上，个体同时携带两个基因，但只表现出其中一个基因的特征。
这个定律说明了在杂合子的个体中，显性基因会表现而隐性基因则隐藏。
然而，隐性基因仍然存在于杂合子中，并有可能在后代后续的分离产生重新组合和表现。
这些定律为遗传学提供了重要的理论基础，并对基因在遗传过程中的行为和传递方式提供了重要的解释和规律。
孟德尔的遗传定律是遗传学研究的里程碑，为后来的遗传学家和科学家们奠定了坚实的基础。
2024届高三生物一轮复习课件：自由组合定律解题规律
4 8 8
答案： (1)8, ,27,
一、基本方法-拆分法
4.基因型种类：
已知亲代双亲的基因型，求双亲杂交后所产生子代的基因型种类。
例：AaBbCc与AaBbCC杂交，子代有多少种基因型？
分
①Aa×Aa →
1AA:2Aa:1aa
②Bb×Bb →
1BB:2Bb:1bb
③Cc×CC →
47只为灰身大脉翅，49支为灰身小脉翅，17只为黑身大脉翅，15只为黑身小脉翅。
下列说法错误的是(
C )
A．亲本中雌雄果蝇的基因型分别为AaBb和Aabb
B．亲本雌蝇产生卵的基因组成种类数为4种
C．子代中表型为灰身大脉翅个体的基因型有4种
D．子代中灰身小脉翅雌雄个体相互交配的子代中会出现黑身小脉翅个体
Aa
↓
2
×
Bb
↓
2
×
Cc
↓
2
规律：某一基因型的个体所产生配子种类等于2n种(n为等位基因对数)。
一、基本方法-拆分法
2.配子的概率：
已知亲代某个体的基因型，求其产生配子的概率。
例：请写出AaBbCc产生ABC配子的概率。
AaBbCc产生ABC配子的概率
分
1
1
1
1
— × — × — = — (ABC)
分
Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶Bb)；1种表型
Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)；2种表型
因而AaBbCc×AaBBCc→后代中有3×2×3＝18种基因型
因而AaBbCc×AaBBCc→后代中有2×1×2＝4种表型
规律：两种基因型双亲杂交，子代基因型与表型种类数分别等于将各性状分别拆开后，
自由组合定律和分离定律的区别
自由组合定律和分离定律的区别自由组合定律和分离定律是概率论中常用的两个定律，它们在概率计算和统计推断中起着重要的作用。
虽然这两个定律都涉及到事件的组合，但它们之间还是存在一定的区别。
本文将从几个方面分析自由组合定律和分离定律的区别。
一、定义自由组合定律是指在一组元素中任意选取若干个元素，不考虑其顺序，共有多少种组合方式的规律。
具体来说，设有n个不同的元素，从中任意选取m个元素的组合数为：C(n, m) = n! / (m! * (n-m)!)其中，n!表示n的阶乘，即n*(n-1)*...*2*1，m!表示m的阶乘，即m*(m-1)*...*2*1，(n-m)!表示n-m的阶乘，即(n-m)*(n-m-1)*...*2*1。
分离定律是指将一个事件分解成两个互相独立的事件，然后计算这两个事件的概率相乘得到原事件的概率。
具体来说，设A和B是两个互相独立的事件，那么A和B的交集的概率为：P(A ∩ B) = P(A) * P(B)二、适用条件自由组合定律适用于从一组元素中任意选取若干个元素的情况，不考虑其顺序。
例如，在一批商品中任意选取3件商品的组合数，或者在一组人员中任意选取5个人的组合数等等。
分离定律适用于将一个事件分解成两个互相独立的事件的情况。
例如，从一批产品中抽取两个产品，分别检测它们的合格率，然后计算两个产品都合格的概率等等。
三、计算方法自由组合定律的计算方法比较简单，只需要根据公式计算组合数即可。
例如，在一组人员中任意选取5个人的组合数为：C(n, 5) = n! / (5! * (n-5)!)分离定律的计算方法需要先将事件分解成两个互相独立的事件，然后计算它们的概率相乘。
例如，在一批产品中抽取两个产品，分别检测它们的合格率，设A表示第一个产品合格，B表示第二个产品合格，则两个产品都合格的概率为：P(A ∩ B) = P(A) * P(B)四、应用范围自由组合定律和分离定律都有着广泛的应用范围。
自由组合定律和分离定律
自由组合定律和分离定律
在组合事物或概念时，个体之间的自由组合是必不可少的。
自由组合定律强调所有个体都有平等的自由，可以自由地选择与其他个体结合，形成新的组合体。
这种自由组合不受限于特定的规则或约束，使得创新和多样性得以实现。
自由组合定律的核心原则是保护个体的自由权利，并鼓励个体之间的互动和合作。
分离定律：
分离定律是指将事物或概念分开来研究或分析时所遵循的原则。
根据分离定律，我们可以将复杂的事物或概念分解成更简单的部分，以便更好地理解和研究。
这种分离不同的部分使得我们能够针对每个部分进行详细的研究，并逐步获得整体的认识。
分离定律的应用使得复杂的问题能够被有效地解决，并为进一步的发展提供了基础。
值得注意的是，以上所述的自由组合定律和分离定律是根据常见的观察和理论推断而得出的一般原则，并没有引用具体的研究或学者的名字。
这些定律的内容旨在概括和解释人类经验和普遍规律，而不是特定的来源或权威性的引用。
自由组合定律的重要知识点总结
自由组合定律的重要知识点总结以下是店铺整理的高二生物知识点总结：自由组合定律的知识点总结。
生物知识点多,同学们复习时间紧张,需要对一些知识点进行规律性总结,通过一两句总结性语言来牢牢地掌握该知识点,从而提高学习效率。
自由组合定律的知识点总结具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在F1(杂合体)形成配子时,同源染色体上的等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合,注意掌握以下两点:(1)同时性:同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合同时进行.(2)独立性:同源染色体上等位基因间的相互分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合,互不干扰,各自独立分配到配子中去.1、基因的自由组合规律：在F1产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。
两对相对性状的遗传试验：①P：黄色圆粒X绿色皱粒→F1：黄色圆粒→F2：9黄圆：3绿圆：3黄皱：1绿皱。
②解释：1)每一对性状的遗传都符合分离规律。
2)不同对的性状之间自由组合。
3)黄和绿由等位基因Y和y控制，圆和皱由另一对同源染色体上的等位基因R和r控制。
两亲本基因型为YYRR、yyrr，它们产生的配子分别是YR和yr，F1的基因型为YyRr。
F1(YyRr)形成配子的种类和比例：等位基因分离，非等位基因之间自由组合。
四种配子YR、Yr、Yr、yr的数量相同。
4)黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交试验分析图示解：F1：YyRr→黄圆(1YYRR、2YYRr、2YyRR、4YyRr)：3绿圆(1yyRR、2yyRr)：黄皱(1Yyrr、2Yyrr)：1绿皱(yyrr)。
5)黄圆和绿皱为亲本类型，绿圆和黄皱为重组类型。
3、对自由组合现象解释的验证：F1(YyRr)X隐性(yyrr)→(1YR、1Yr、1yR、1yr)Xyr→F2：1YyRr：1Yyrr：1yyRr：1yyrr。
4、基因自由组合定律在实践中的应用：1)基因重组使后代出现了新的基因型而产生变异，是生物变异的一个重要来源;通过基因间的重新组合，产生人们需要的具有两个或多个亲本优良性状的新品种。
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三、n对基因独立遗传
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制作：杨先泉
4.5 自由组合规律的应用
理论意义
◘ 揭示了位于非同源染 色体上基因间的遗传 关系
◘ 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 完全显性时，n对染 色体的杂种可能产生 2n种性状组合
在遗传育种中的应用
支线法(分枝法)
◘ 由于各对基因独立分离，所以可以依次分析各对基因/ 相对性状的分离类型与比例(概率)
◘ F2代表现型与基因型分析
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棋盘方格图法
杂种F1产生配子类型与比例
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棋盘方格图法
F2代表现型与基因型分析
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制作：杨先泉
支线法(分枝法)
两对相对性状杂种F2代表现型分析
因；其作用称为显性上位性作用
例：狗毛色遗传
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◘ 控制两对相对性状的两对等位基因分别位于两对染色 体上
◘ 在减数分裂形成配子时，同源染色体(等位基因)相互 分离，而非同源染色体(非等位基因, non-allele)自由组 合到配子中
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注：
Y, y位于豌 豆第1染色 体上；
R, r位于豌 豆第7染色 体上。
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4.3 自由组合规律的验证
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香豌豆(Lathyrus odoratus)花色遗传
P
白花(CCpp) × 白花(ccPP)
↓
F1
紫花(CcPp)
↓
F2 9 紫花(C_P_) : 7 白花(3C_pp + 3ccP_ + 1ccpp)
分析：
◘ 两对基因在世代间传递时仍然遵循独立分配规律。F2 产生两种表现型及其9:7的比例是由于两对基因间的互 补作用
◘ 返祖现象/遗传(atavism)(p64)
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重叠作用(duplicate effect)
重叠作用的含义：
◘ 不同基因对性状产生相同影响，只要两对等位基因中 存在一个显性基因，表现为一种性状；双隐性个体表 现另一种性状；F2产生15:1的性状分离比例
◘ 这类作用相同的非等位基因叫做重叠基因(duplicate gene)
◘ 基因间互作(intergenic interaction)：非等位基因间互 作。在多因一效情况下，决定一个单位性状的多对非 等位基因间表现出来的相互关系
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制作：杨先泉
两对非等位基因间互作的类型
(共同决定一个单位性状时)
⊙互补作用 ⊙重叠作用 ⊙显性上位性作用 ⊙隐性上位性作用
互补作用(complementary effect)
◘ 可以有目的地选择、选配杂 交亲本，通过杂交育种将多 个亲本的目标性状集合到一 个品种中；或对受多对基因 控制的性状进行育种选择
◘ 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
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制作：杨先泉
3.3 基因互作 Interaction of Genes
分析：
三对基因重叠作用情况下，F2的分离比例63:1
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制作：杨先泉
显性上位性作用(dominant epistasis)
显性上位性作用的含义：
◘ 两对独立遗传基因共同对一对性状发生作用，而且其 中一对基因对另一对基因的表现有遮盖作用
◘ 上位性(epistasis)与下位性(hypostasis) ◘ 如果起遮盖作用的基因是显性基因，称为上位显性基
对每对相对性状进行分析，发现：它们仍然符合3:1 的性状分离比例
表明：子叶颜色和籽粒形状彼此独立、互不影响地 传递给子代，即两对性状的遗传是自由组合的
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制作：杨先泉
两对相对性状的自由组合
根据概率-乘法定则：两独立事件同时发生的概率等于各个事 件单独发生概率的乘积
如果两相对性状独立遗传，那么在F2代中两对相对性状自由 组合，四种类型的概率(理论比例)应该如下图所示
例：荠菜(Bursa pursa-pastoria)蒴果形状遗传
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制作：杨先泉
荠菜蒴(Bursa pursa-pastoria)果形状遗传
受T1/t1、T2/t2两对基因控制：
P
三角形 (T1T1T2T2) × 卵形 (t1t1t2t2)
↓
F1
三角形(T1t1T2t2)
↓
F2 15 三角形 (9T1_T2 _ + 3T1_t2t2 + 3t1t1T2 _) : 1 卵形 (t1t1t2t2)
◘ 亲本的基因型及配子基因型 ◘ 杂种F1配子的形成(种类、比例) ◘ F2可能的组合方式 ◘ F2的基因型和表现型(种类、比例)
6
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棋盘方格图：示意Y/y与R/r两对基因自由组合
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制作：杨先泉
独立分配规律的细胞学基础
已知等位基因位于同源染色体的对应位置上 独立分配规律的实质(细胞学基础)在于：
生化基础： 一个性状形成是由许多基因所控制的许多生化过程 连续作用的结果
如：鼠毛色受5对基因控制。 鼠灰色：CCAABBPPSS 黑色: CCaaBBPPSS
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制作：杨先泉
二、一因多效(pleiotropism)
一因多效： 一对基因影响、控制多个性状发育的现象
生化基础：一个基因改变直接影响以该基因为主的 生化过程，同时也影响与之有联系的其它生化过程， 从而影响其它性状表现
实际试验结果与理论比例的比较
黄色3 : 绿色1
4
4
圆粒3 : 皱粒1
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4
黄圆9 : 黄皱3 : 绿圆3 : 绿皱1
16
16
16
16
5
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4.2 非等位基因的自由组合
自由组合规律的基本要点：
◘ 控制不同相对性状的等位基因在配子形成过程中的 分离与组合互不干扰，自由组合到配子中去
棋盘方格(punnett square)图法分析两对等位基因的 分离与组合：
◘ 黄皱、绿圆：各有两种基因型，以黄皱为例其F3株系如下 ◘ 绿皱：只有1种基因型(?)，且后代不发生性状分离
自交结果结论
13
制作：杨先泉
*测交法与自交法的比较
在验证分离规律或进行类型的遗传与育种研究工作 时选择测交法还是自交法要考虑一个重要因素——操 作的难易程度
对植物而言，操作难易又与植物授粉方式密切相关
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支线法
三对相对性状杂种F2代表现型分析
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支线法
两对相对性状杂种F2基因型分析
Yy × Yy
Rr × Rr
1RR 2Rr 1YY 1rr
1RR
2Y y
2Rr
1rr
1yy
1RR
2Rr
1rr
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1YYRR 2YYRr 1Y Y rr
2Y yRR 4Y yRr 2Y yrr
一、多对相对性状独立分配的条件
根据自由组合规律的细胞学基础可知：
◘ 非等位基因的自由组合实质是非同源染色体在减数分 裂AI的自由组合
◘ 因此只要决定各对性状的基因分别位于非同源染色体 上，性状间遗传关系就应该符合自由组合规律
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制作：杨先泉
二、三对相对性状遗传分析
棋盘方格图法
◘ 杂种F1产生配子类型与比例 ◘ F2代表现型与基因型分析
4.1 两对相对性状的遗传
两对相对性状杂交试验(自由组合现象的发现) 豌豆的两对相对性状：
◘ 子叶颜色：黄色子叶(Y)对绿色子叶(y)为显性 ◘ 种子形状：圆粒(R)对皱粒(r)为显性
1
2
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3
制作：杨先泉
试验结果与分析
杂种后代的表现：
◘ F1两个性状均只表现显性状状，F2出现四种表现型类型(两 种亲本类型、两种重新组合类型)，比例接近9:3:3:1
如：豌豆花色基因C/c实际上控制与植株色素形成相 关的一系列生化反应相关，同时还控制种皮颜色(C灰色种皮，c-淡色种皮)、叶腋色斑(C-有黑斑，c-无 黑斑)
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制作：杨先泉
苯丙酮尿症（PKU）
定义：由于缺乏苯丙氨酸羟化酶不能生成酪氨酸， 大量苯丙氨酸脱氨后生成苯丙酮酸，随尿排出而患 病，儿童患者可出现先天性痴呆。
1苯丙酮酸堆积在血液、脑脊髓液中，阻碍脑神经发 育，引起呆滞。
2 阻碍黑色素合成，毛发颜色变淡。 3苯丙酮酸进入尿液，引起苯丙酮尿症。 本病属常染色体隐性遗传。其发病率随种族而异，
美国约为1/14000，日本1/60000，我国1/16500。
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制作：杨先泉
4.8 非等位基因间互作
两对基因控制同一单位性状而言
3.3.1 多因一效与一因多效 3.3.2 非等位基因间互作
4.7 多因一效与一因多效
Multigenic Effect & Pleiotropism
一、多因一效(multigenic effect) 二、一因多效(pleiotropism)
一、多因一效(multigenic effect)
多因一效： 由多对基因控制、影响同一性状表现的现象
基因互作
基因内互作：同一位点上的等位基 因的相互作用。如显性、不完全显 性、隐性
基因间互作：不同位点非等位基因相 互作用。如上位性、下位性
非等位基因间互作
基因互作(interaction of genes)：细胞内各基因在决定 生物性状表现时，所表现出来的相互作用