第十章核外遗传学
遗传学复习资料
遗传学复习资料遗传学复习资料第⼀章绪论1、遗传：亲代与⼦代之间同⼀性状相似的现象。
2、变异：亲代与⼦代、⼦代与⼦代之间出现性状差异的现象。
3、遗传学模式⽣物——果蝇①只有野⽣型基因存在时，果蝇才长出红眼，该基因突变后，不再长出红眼。
②野⽣型发⽣突变后，出现黄体，则称该突变基因为黄体基因4、孟德尔的豌⾖杂交试验——选择豌⾖的原因：稳定的,可以区分的性状；⾃花(闭花)授粉，没有外界花粉的污染；⼈⼯授粉也能结实。
易栽培,⽣长周期短；种⼦多,便于收集数据；具有许多稳定易区分的性状。
豌⾖花冠各部分结构较⼤，便于操作，易于控制。
成熟后，豌⾖种⼦保留在⾖荚内不会脱落，每粒种⼦的性状不会丢失。
第⼆章、第三章1、减数分裂过程1）减数分裂：是在配⼦形成过程中进⾏的⼀种特殊的有丝分裂。
包括两次连续的核分裂⽽染⾊体只复制⼀次，每个⼦细胞核中只有单倍数的染⾊体的细胞分裂形式。
2）过程：①减数分裂Ⅰ（最复杂最长）A、前期Ⅰ：细线期——出现姐妹染⾊单体，但染⾊质浓缩为细长线状，看不出染⾊体的双重性，核仁依然存在。
在细线期和整个的前期中染⾊体持续地浓缩。
偶线期——同源染⾊体开始联会，出现联会复合体。
（联会复合体=四联体=⼆价体）。
粗线期——染⾊体完全联会，联会配对完毕，缩短变粗，但核仁仍存在。
⼀对配对的同源染⾊体称⼆价体或四联体。
⾮姐妹染⾊单体间可能发⽣交换。
双线期——染⾊体继续变短变粗，双价体中的两条同源染⾊体彼此分开。
在⾮姐妹染⾊单体间可见交叉结构，交叉结构的出现是发⽣过交换的有形结果。
交叉数⽬逐渐减少，在着丝粒两侧的交叉向两端移动，这种现象称为交叉端化。
终变期——染⾊体进⼀步收缩变粗变短，便于分裂移动，分裂进⼊中期。
B、中期Ⅰ：核仁、核膜消失，各个双价体排列在⾚道板上，着丝粒分居于⾚道板的两侧，附着在纺缍丝上，⽽有丝分裂的中期着丝粒位于⾚道板上。
中期I 着丝粒并不分裂。
C、后期Ⅰ：双价体中的同源染⾊体彼此分开，移向两极，但同源染⾊体的各个成员各⾃的着丝粒并不分开。
核外遗传课件学习PPT文档
green for cytochrome oxidase proteins; red for ATPase subunit proteins; yellow NADH complex proteins; tan for genes coding for cytochrome complex proteins; purple for ribosomal proteins or ribosomal RNAs; black ball and stick for tRNA gene
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叶绿体基因组的特点
含有和光合作用密切相关蛋白的编码基因如：核 酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBisco)；
基因分布于环状基因组的两条链上； 多数叶绿体DNA含有反向重复序列（inverted
repeat）； 大多数叶绿体基因含有内含子（Introns）； cpDNA中许多序列与细菌（equivalent
1. Variegation （花斑） in Four O’clock Plant
紫茉莉（Mirabilis jalapa）花斑的遗传
2.衣藻抗性的遗传
Drug resistance in Chlamydomonas
衣 藻 的 生 活 周 期
15N mt+ × 14N mt－ ↓
Zygote（Chloroplast DNA is 15N）
➢ 人类线粒体基因组结构最为致密，无内含子，
➢ 酵母菌（yeast）mtDNA 含有间隔序列和内含子（spacers
and introns），
➢ 地钱（liverwort）mtDNA 含有更多的基因。28来自线粒体基因的五个基本功能
呼吸和氧化磷酸化作用，翻译，转录，RNA加 工及蛋白的输出，
第十章核外遗传分析同名17课件
把小菌落酵母菌跟正常的酵 母菌杂交，所产生的二倍体 合子是正常的，它们的单倍 体子囊孢子后代也是正常的， 也就是说，“小菌落”的性 状消失了，完全表现为细胞 质遗传。但染色体上的基因， 例如交配型基因A和a的分离 还是跟预期的一样，是由核 基因决定的，子囊中4个孢子 出现1∶1的比率，其中两个 是A，另外两个是a，可见 “小菌落”性状跟核基因是 没有直接关系的
的变异是由核基因所造成的。
3. 衣藻的核外基因遗传
▪ 单细胞绿色藻类 ▪ 属于真核生物 ▪ 含一个大的叶绿体 ▪ 含较多的线粒体 ▪ 两种交配型
正接合型mt+ 负接合型mt﹣
衣藻的生活周期
衣藻抗链霉素突变有两类：孟德尔方式遗传 细胞质遗传
生化分析表明： 抗性来自叶绿体，只能由mt+亲本传递（单亲遗传）。
❖ 母性影响的遗传现象并不是细胞质所决定的，而 是由核基因的产物积累在卵细胞中所决定的。
母性影响又叫前定作用， 其实质是：受精前卵 细胞质的状态决定子代某些性状的表现。它不 属于细胞质遗传的范畴。
第三节 叶绿体遗传
❖一、叶绿体遗传的花斑现象 ❖1 发现
1901年，柯伦斯发现紫茉 莉中有一种花斑植株，着 生绿色，白色和花斑三种 枝条。他分别以这三种枝 条上的花作母本，用三种 枝条上的花粉分别授给上 述三个母本的花上，杂交 后代的表现？
❖ 图12-6 烟草叶绿体基因组的基因图
第四❖ 线粒体是真核生物中的重要细胞器，与某些 性状的遗传有直接联系。
1. 红色面包酶的生长迟缓突变
红色面包霉有一种生长缓慢突变（poky），将poky
突变体与野生型进行正、反交，其后代在表型上有 明显的差异。
试验结果分析
❖ 最常见的共生体颗粒遗传的事例是草履虫的遗传。 每一种草履虫都含有两种细胞核——大核和小核。 大核是多倍体，主要负责营养，小核是二倍体，主 要负责遗传。草履虫能进行无性生殖，又能进行有 性生殖。无性生殖时，一个个体经有丝分裂成为两 个个体；有性生殖时，采取接合的方式。
核外遗传ppt课件
草履虫的自体受精
mitosis
纯合基因型
2、草履虫放毒型的遗传
• 放毒型：产生草履虫毒素，能杀死其他品系
（杀伤者）；
• 敏感型：可被毒素杀死的品系。
为什么放毒型的草履虫能产生毒素呢？
有2个因素决定：
K基因：显性，存在于细胞核。 卡巴粒（Kappa）：存在于细胞质中的特
殊颗粒，含DNA、RNA、蛋白质（类似细
第三节 母体影响
• 母体影响概念 • 母体影响类型
一、母体影响
• 概念：正反交的结果不同，子型一样的现象。
二、母体影响的类型
• 短暂的母体影响 • 持久的母体影响
1、短暂的母体影响
• 只影响子代个体的幼龄期。 • 欧州麦蛾体色的遗传
– 野生型A 产生犬尿氨酸，幼虫皮肤有色，成虫 复眼深褐色。
解释
• 控制性状的基因位于细胞质中，杂交后所形
成的合子其细胞质几乎全来自于雌性配子，
因此杂交后代的性状决定于母本。
三、真菌异核体实验---粗糙脉孢菌缓慢生长突
变型(poky)的遗传
poky型 小菌落
异核体：不同类型的核 处在混合的细胞质中。
异核体
野生型核 小菌落 poky型核 正常菌落
两种细胞核分别出现在 不同的分生孢子中，而
• 外包双层膜、直径为0.2~0.4μm的小颗粒，含DNA、
RNA和酶。
• 卡巴粒的rRNA能与E. coli DNA杂交，但不能与
草履虫的DNA杂交。
• 认为卡巴粒是一种共生型的具有螺旋结构的放毒
型细菌。
• 其它放毒性颗粒：γ粒、λ粒、μ粒。
二、果蝇的感染性遗传
• 果蝇对CO2的敏感性的遗传
遗传学课后习题答案
遗传学课后习题答案复习题9 核外遗传1. 细胞质遗传有什么特点？它与母性影响有什么不同？答：细胞质遗传不同于孟德尔遗传的特点：1、无论是正交还是反交，F1的表型总是与母本的一致；2、连续回交不会导致用作非轮回亲本的母本细胞质基因及其所控制的性状的消失，但其核遗传物质则按每回交一代减少一半的速度减少，直到被全部置换；3、非细胞器的细胞质颗粒中遗传物质的传递类似病毒的转导。
母性影响是指子代某一性状的表型由母体的核基因型决定，而不受本身基因型的支配，从而导致子代的表型和么ben相同的现象。
其表现形式也是正反交结果不一致，不同之处在于由细胞质遗传决定的性状，表型是稳定的，可以一代一代地通过细胞质传下去，而母性影响有持久的，也有短暂的。
（P225）2. 一个基因型为Dd的椎实螺自体受精后，子代的基因型和表型分别如何？如果其子代个体也自体受精，它们的下一代的基因型和表型又如何？答：椎实螺的显性基因为右旋D，隐性基因为d，受母性影响，基因型为Dd的椎实螺自体受精，亲本基因型均为右旋Dd，F1产生1DD右旋（基因型为右旋）、2Dd右旋（基因型为右旋）、1dd右旋（基因型为左旋）；F1的DD自体受精产生的子代均为DD右旋（基因型为右旋），F1的Dd自体受精产生的子代为1DD右旋（基因型为右旋）、2Dd右旋（基因型为右旋）、1dd右旋（基因型为左旋），F1的dd自体受精产生的子代均为dd左旋（基因型为左旋）。
（P226图）3. 正交和反交的结果不同可能是因为：①细胞质遗传，②性连锁，和③母性影响。
怎样用实验方法来确定它属于哪一种类型？答：细胞质遗传和母性影响正反交结果不同，且F1子代与母本的表型一致；而性连锁虽然正反交结果不同，但F1子代有与父本表型一致的。
母性影响虽然看起来很想细胞质遗传，但其实质是细胞核基因作用的结果，一代以上的杂交可以获得性状是否属于细胞质遗传的结论。
4. 衣藻的细胞质和细胞核中都可能存在链霉素抗性因子。
遗传学第10章 核外遗传分析
二、果蝇的感染性遗传
1.果蝇CO2敏感遗传 无sigma （σ）颗粒-----对CO2抗性（多数品系） 有sigma （σ）颗粒-----对CO2敏感 原因: 胞质中的σ 颗粒，为感染性因子，可改变雌体对CO2 的敏感性，通过细胞质遗传，存在依赖核基因。
雌蝇敏感---后代敏感 雌蝇抗性---后代抗性
草履虫的放毒型既与细胞质有关，也与细胞核有关。 即必须同时存在：细胞质因子κ颗粒及细胞核因子K基 因才能保持稳定的放毒性状。
放毒型纯合子为：KK + κ 敏感型纯合子为：KK, kk
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草履虫素是卡巴粒 产生的，但卡巴粒的 存在有赖于核基因K 的存在，kk +卡巴粒 是不稳定的。
刚开始时是放 毒型，5～8代 后变为敏感型
母性影响是通过细胞质而起作用，仍是核基因的遗传，因 为母体细胞质中的色素物质是由其基因型决定的。
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二、持久的母性影响：
椎实螺的外壳旋转方向的遗传。
椎实螺是一种♀、♂同体的软体 动物，每一个体又能同时产生卵子和 精子，但一般通过异体受精进行繁殖。
∴椎实螺即可进行异体杂交、又可单独进行个体的自体 受精。
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2.果蝇性比失调 正常果蝇：雌雄比例=1：1 性比失常：雄性比例<50% 性比雌蝇：产生大量雌性后代的雌蝇
遗传方式：由胞质中螺旋体所引起，只传给雌体而不传给雄体 ——雄体早亡。
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第三节 母体影响
两亲本杂交，杂种只表现母本性状的现象并非都是 母系遗传，有些是受母本核基因前定作用的结果，并 非真正的细胞质遗传。卵细胞是在母性核基因影响下， 在母体内发育的。母体核基因对细胞质有时会产生一 种前定作用，称母性影响。
一 草履虫放毒型的遗传（核质互作的遗传方式）
《核外遗传分析》课件
核外遗传的特点
核外基因组结构简单，基 因密度高，复制和转录过 程相对简单。
核外基因组具有母系遗传 的特点，即线粒体基因组 和叶绿体基因组只来自母 本。
核外基因组在进化上相对 保守，但在某些物种中也 可能发生基因重组和突变 。
核外遗传分析的意义
核外遗传分析有助于深入了解生 物的进化历程和物种起源。
详细描述
表观遗传学分析在核外遗传分析中扮演着重要的角色。表观遗传学标记如DNA甲基化和 组蛋白修饰等可以影响基因的表达水平，进而影响生物体的表型。通过分析这些表观遗 传学标记，可以深入了解基因表达的调控机制，为疾病诊断和治疗提供新的思路和方法
。
转录组学分析
总结词
转录组学分析主要研究基因转录本的种类和丰度，通过分析转录本的变化，揭示基因表达的动态变化 和调控机制。
和思路。
02
个体化用药
根据个体的核外遗传变异情况，可以制定针对个体的个性化用药方案，
提高药物的疗效并降低副作用。
03
药物反应差异研究
不同个体对同一种药物的反应可能存在差异，这种差异可能与个体的核
外遗传变异有关，通过研究这种关系可以更好地理解药物反应的个体差
异。
个体化医疗的核外遗传分析应用
精准医疗
基于个体的核外遗传变异情况，可以为患者提供精准、个性化的 治疗方案，提高治疗效果。
技术发展的挑战
技术更新换代
01
核外遗传分析技术不断发展，需要不断更新知识和技术，以适
应新的分析需求。
技术局限性
02
目前核外遗传分析技术仍存在一定的局限性，如检测灵敏度、
特异性等方面仍有待提高。
技术普及
03
如何将核外遗传分析技术普及到临床实践中，提高其在医学研
【医药健康】遗传学-核外遗传学
二、双核草履虫放毒性的遗传
草履虫基因型:K:
k:
接合
自体受精 无性繁殖
A 接合时间短
B 接合时间长
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有 K 基因:无Kappa粒,Kappa粒不能无中生有 没有K基因:有Kappa粒,不能持久 可见:
– K:是Kappa粒存在的必要条件,而不是充分条件。 – 质与核:既相互独立又相互影响。
2. 正交和反交的遗传表现不同;F1 通常只表现母本的性状,故 细胞质遗传又称为母性遗传。
3. 通过连续回交能将母本的核基因逐步置换掉,但母本的细 胞质基因及其所控制的性状仍不消失 质－核异质系
4. 由附加体或共生体决定的性状,其表现往往类似病毒的转 导或感染。
4
5
第 二 节 叶绿体的遗传
一、叶绿体遗传的表现: 1. 紫茉莉中花斑植株: 着生绿A)
遗
传
质体基因组(DNA)
物 质
细胞器 基因组
叶绿体基因组(ctDNA)
细胞质
线粒体基因组(mtDNA)
基因组
非细胞器 基因组
共生体基因组(果蝇因子) 附加体基因组(细菌质粒)
3
二、 细胞质遗传的特点
1. 遗传方式是非孟德尔式的;杂交后代一般不分离或无孟德 尔分离。
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第 四 节 共生体的遗传
一、背景知识 1. 共生体:寄生在某些生物的细胞质中,不是细胞生存的
必需组分,但是对寄主有一定影响的颗粒,有自身的遗传物 质,可以自我复制或者随寄主一起复制,表现类似于细胞质 遗传的效应。
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2. 草履虫:原生动物
大核－负责营养 小核－负责遗传(AA Aa aa)
22
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第 五 节 植物雄性不育
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第十章核外遗传学
例题1：假设下列每种草履虫都自体受精，给定两种细胞基因型，指出它们是放毒型还是敏感型。
A.KK，有卡巴粒B．KK，没有卡巴粒C．Kk，有卡巴粒D．Kk，没有卡巴粒（山东大学1994年考研试题6分）
知识要点：
1.草履虫的生殖方法有两种：接合生殖和自体受精。
接合生殖：基因型为AA 草履虫和基因型为aa草履虫接合生殖产生四个基因型为Aa的杂合个体。
注意：接合生殖的草履虫如果都是杂合体，接合后产生个体的基因类型。
例如，Aa ×Aa →1AA 2Aa 1aa ；自体受精（有丝分裂.：基因型为Aa的草履虫自体受精产生两个纯合个体，基因型为AA或者aa。
2.草履虫放毒型遗传：放毒品系含卡巴粒，可以分泌草履虫毒素杀死无毒敏感型。
3.决定放毒型的因素：
a.核基因为K――使卡巴粒在胞质中存在，但它不产生卡巴粒
b.胞质中有卡巴粒——可产生草履虫素
4.不同类型的草履虫
KK，Kk有卡巴粒为放毒型，无卡巴粒为敏感型
kk有卡巴粒为放毒型（只在当代，如果多次分裂会消失变为敏感型.，无卡巴粒为敏感型
5.接合时间短，无胞质交换，接合时间长，有胞质交换
KK×kk→Kk(一半含卡巴粒，为放毒型，一半不含卡巴粒为敏感型)
再经过多代自体受精，最终放毒型占1/4。
KK×kk→Kk(含卡巴粒，为放毒型) 再经过多代自体受精，最终放毒型占1/2
6.卡巴粒的特性
a.毒素由卡巴粒产生，但卡巴粒的增殖依赖于K的存在，kk个体中的卡巴粒经5－8代分裂会消失成为敏感型，胞质中无卡巴粒，K存在也不能产生草履虫素，仍为敏感型。
b.卡巴粒可以通过微注射或自己摄取获得，理化因素的刺激或者无核基因的保持下会丢失
c. DNA、RNA、蛋白质和酶的份量和比例与细菌接近，rRNA可以与大肠杆菌的DNA杂交，不能与草履虫的杂交。
卡巴粒可能是一种共生细菌，其中可能含有温和型噬菌体，可释放毒素。
解题思路：
1.根据题意，目的要考查不同基因型草履虫自体受精后代放毒类型。
2.使用草履虫自体受精生殖方式与规律。
3.清楚决定放毒型的因素
标准答案：
A．放毒型，B．敏感型，C．放毒型与敏感型各占一半，D．敏感
例题2：1909年，德国植物学家柯伦斯（Correns.用紫茉莉进行了下列实验（表1）。
试分析紫茉莉遗传现象。
表1紫茉莉的绿白斑植株的遗传实验
父本枝条来源母本枝条来源子代
深绿深绿深绿
深绿淡绿淡绿
深绿绿白斑绿白斑
淡绿深绿深绿
淡绿淡绿淡绿
淡绿绿白斑绿白斑
绿白斑深绿深绿
绿白斑淡绿淡绿
绿白斑绿白斑绿白斑
知识要点：
1.细胞质遗传特点
F1通常只表现母方的性状，为母系遗传。
杂交后代一般不出现一定的分离比例。
遗传方式是非孟德尔式的。
2.叶绿体基因及其突变
解题思路：
1.从表1紫茉莉的绿白斑植株的遗传实验可以看出，紫茉莉的绿白斑植株的遗传有细胞质遗传的三大特征：（1）F1通常只表现母方的性状，为母系遗传。
（2）杂交后代一般不出现一定的分离比例。
（3）遗传方式是非孟德尔式的。
因此，该遗传为高等植物叶绿体的细胞质遗传。
2.其根本原因在于精卵结合形成的合子中父母提供的遗传物质不均等。
叶绿体（含细胞质基因组，ctDNA.在细胞质中。
精子含有很少的细胞质，而且通常不含有叶绿体等质体，而卵子含有细胞质。
所以，精卵结合形成的合子中来自卵子的细胞质比来自精子的细胞质多得多，种子后代的叶绿体种类决定于种子产生于哪种枝条上，而和花粉来自哪种枝条无关，从而使叶绿体遗传表现细胞质遗传的特征。
标准答案：
该紫茉莉遗传是细胞质遗传。
例题3：下列哪一个成分是与细胞质基因定位无关的细胞成分（南开大学2004年考研试题）？
A．巴氏小体B．叶绿体
C．线粒体D．卡巴粒
知识要点：
1.细胞质基因定位指把细胞质基因定位在细胞质DNA分子上；
2.细胞中含有细胞质DNA或者基因的成分包括：叶绿体、线粒体、中心体、动体（毛基体）、卡吧；卡巴粒、质粒等；
3.巴氏小体是哺乳动物雌性个体体细胞中一种由X染色体异染色化的惰性小体，与性别和染色体数目有关。
解题思路：
根据知识要点1.和2.判断，B．叶绿体、C．线粒体和D．卡巴粒三者应该含有细胞质DNA和基因；根据知识要点3.判断，A．巴氏小体属于核染色体，不含细胞质DNA和基因。
标准答案：
A．巴氏小体是与细胞质基因定位无关的细胞成分。
解题捷径：
直接从四个答案中找出核染色体DNA成分就是正确答案。
例题4：基因型为Dd的右旋椎实螺自交后代的基因型与表现型各是什么？如果自交后代的个体自交，其后代的表现型和比例如何？
知识要点：
1.椎实螺外壳旋向由一对等位基因（D与d）控制，遵循母性影响。
2．基因D对基因d为显性，符合孟德尔遗传；子代表型由母体基因型确定。
解题思路：
根据知识要点，两代自交，各世代个体的基因型和表型如下：
亲代Dd右旋
F1：1 DD右旋 2 Dd 右旋 1 dd右旋
F2：4 DD +2DD 4Dd右旋2dd右旋+ 4dd 左旋
标准答案：
基因型为Dd的右旋椎实螺自交后代（F1）的基因型为DD、Dd、dd，表现型均为右旋。
F1个体自交，其后代的表现型有右旋和左旋两种，其比例为3：1 。
解题捷径：
椎实螺外壳旋向符合孟德尔遗传，后代分离比为3：1。
例题5：在玉米中，利用细胞质雄性不育和育性恢复基因制造双交种的方法之一是：1. 雄性不育自交系A S(rfrf)和雄性可育自交系B N(rfrf)杂交，得单交种AB。
2. 雄性不育自交系C S(rfrf)和雄性可育自交系D N(RfRf)杂交，得单交种CD。
3. 单交种AB与单交种CD杂交，获得双交种ABCD。
试问双交种的基因
型和表型及其比例如何？
知识要点：
1．植物雄性不育是植物生长发育过程中雌蕊发育正常，雄蕊发育不正常，花粉败育的现象。
植物雄性不育的植物可以接受可育的花粉而结实。
2.植物雄性不育有核不育型、质不育型和核质互作不育型等类型。
其中，核质互作不育型是一种由细胞核基因和细胞质遗传因子相互作用控制花粉育性的类型。
其性状遗传稳定且不受环境的影响，适宜生产应用。
利用核质互作不育制种需要“三系”：不育系、恢复系和保持系。
它们的基因型分别为S（rfrf.、N（rfrf.和N（RfRf.。
解题思路：
1.不育系S（rfrf.和保持系N（rfrf.杂交时，保持系提供可育花粉，不育系授
粉结实，但是没有获得育性恢复基因，仍然为雄性不育。
不育系S(rfrf)和恢复系N(RfRf)杂交时，后者提供可育花粉，不育系授粉结实，并获得育性恢复基因。
2. ♀ A X ♂B ♀ C X ♂D
S（rfrf. N（rfrf. S（rfrf. N(RfRf)
AB CD
S（rfrf.♀ X S(Rfrf) ♂
ABCD
1/2 S（rfrf. 1/2 S(Rfrf)
雄性不育雄性正常
标准答案：
双交种的基因型和表型都有两种：S（rfrf.，雄性不育和S(Rfrf)，雄性正常；其比例为1：1。