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第一章孟德尔杂交实验(一) (1)


第一章 遗传因子的发现
第1节 孟德尔的豌豆杂交实验

孟德尔生平
? 孟德尔(G.Mendel,1822---1884)是现代遗传学 的奠基人,出生于贫苦农民家庭,年轻时进入 修道院。 ? 1851年被派到维也纳大学学习。 ? 1854年返回修道院任职。 ? 1857年开始在修道院的花园做豌豆遗传试验。 1865年发表了题为“植物杂交实

验”的划时代 论文。但当时并未引起人们注意。 ? 直到1900年才引起遗传学家、育种家的高度重 视,现代遗传学迅速发展起来。

什么叫遗传?

遗传:亲代与子代之间相似的现象。
“种瓜得瓜,种豆得豆”,

“龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子打地洞”

融合遗传
? 当时人们认为两个亲本杂交后,双亲 的遗传物质会在子代体内发生混合, 使子代表现出介于双亲之间的性状!
讨论: ?按照上述观点,白种人和黑种人生下的孩子,会是什 么肤色?

?你同意融合遗传学说吗?
?孟德尔同意上述观点吗?

一、用豌豆做实验容易成功的原因
1、豌豆是自花传粉植物, 而且是闭花受粉,在自 然状态下一般是纯种,因 此做人工杂交实验,结果 可靠且容易分析。

花 的 结 构
雄 花药 蕊 花丝 柱头 雌 花柱 蕊 子房 花瓣 花 花萼 冠 花托

花柄

我们先来学习一些概念:
两性花:一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。 单性花:一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。 自花传粉:两性花的花粉,落到同一朵
花的雌蕊柱头上的过程。

异花传粉:两朵花之间的传粉过程。

人工异花传粉示意图

去雄→套袋→传粉→套袋

2、豌豆还具有易于区分的性状(相对性 状)这些性状能够稳定地遗传给后代。
性状:生物体所表现出的形态、结构和生理 特性等。
?形态、结构: 如豌豆种子的颜色、形状;

?生理生化特征: 如人的ABO血型、植物的抗病性、耐寒性。

相对性状:
一种生物的同一种性状的不同表现类型

? 常用符号:
1)父本:♂ 异花传粉时,供应花粉的植株。 2)母本:♀ 异花传粉时,接受花粉的植株。 3)亲本: P 4)杂交:× 5)自交:⊙

6)后代: F
7)子一代:F1 8)子二代: F2

基本概念
自交:是指基因型相同的生物体之间 相互交配的过程。 在植物中指植物体自花受粉或单 交 配 性花的同株受粉过程。

类 型 杂交:是指基因型不同的生物体之间相
互交配的过程。

一对相对性状的杂交实验过程

P
(亲本)

高茎

×
(杂交)

矮茎

P
(亲本)

矮茎

×
(杂交)

高茎

正交

反交

F1
(子一代)

高茎

F1
(子一代)

高茎

显性性状与隐性性状

F1
F2
(子二代)

高茎 (自交) ×

在F1代中, 另一个亲本 的性状是永 远消失了还 是隐而未现
呢?

高茎

矮茎

显性性状 隐性性状

F1 高茎
(自交) × 性状分离
这种在杂 种后代中, 同时出现 显性性状 和隐性性 状的现象

F2
(子二代) 高茎 矮茎

3 ∶

1

实验结果
? 1、一对相对性状的的亲本杂交,子一代为 显性性状; ? 2、子一代自交,后代发生性状分离,且显 性比隐形的数目为3:1;

F2中出现3:1的比例是不是偶然?

现象的观察与思考
七对相对性状的遗传试验数据

性状 茎的高度
种子的形状 子叶的颜色

显性性状 787(高)
5474(圆滑) 6022(黄色) 651(叶腋) 705(灰色) 882(饱满) 428(绿色)

隐性性状
277(矮) 1850(皱缩) 2001(绿色) 207(茎顶) 224(白色) 299(不饱满) 152(黄色)

F2的比
2.84:1 2.96:1 3.01:1 3.14:1 3.15:1 2.95:1 2.82:1

花的位置
种皮的颜色 豆荚的形状 豆荚颜色

面对这些实验数据,你信服了吗?你能找出其中的规律吗?

孟德尔对分离现象的解释
如果假设:性状是由某种物质控制的,将它 称为遗传因子的话,那么讨论: 1、遗传因子与生物性状的关系?与显隐性性 状的关系? 生物体性状是由遗传因子控制的。 控制显性性状的遗传因子是显性遗传因子, 用大写字母(如D)来表示 控制隐性性状的遗传因子是隐性遗传因子, 用小写字母(如d)来表示

对分离现象的解释
2、体细胞中, 高茎 矮茎 遗传因子成对 存在。 DD dd (纯合子、杂合子) (减数分裂) 3、配子形成 配子 D d 时,成对的遗 (受精) 传因子分离, 分别进入不同 Dd 高茎 1 的配子。

P

F

4、受精时, 遗传因子恢复 成对。

对分离现象的解释
2、体细胞中, 遗传因子成对存 在。 3、配子形成 时,成对遗传 因子分离,分 别进入不同的 配子。 4、受精时, 雌雄配子的结 合是随机的。

F1
配子

Dd
D d D

Dd
d

F2

DD
高茎

Dd

Dd

dd

1

高茎 高茎 矮茎 ∶ 2 ∶ 1

3



1

注意:
1.基因分离比和性状分离比

2.纯合体和杂合体(‘纯种’和‘杂种’)

?对分离现象解释的验证—测交

?什么叫测交? ①方法:让F1与隐性纯合 亲本相交
测定F1配子的种类及比例 ②作用 测定F1的基因型 判断F1在形成配子时基因的行为

?测交的结果: 与预期的设想相符,证实了:
F1是杂合体,基因型是Dd; F1产生D和d两种类型比值 相等的配子; F1在形成配子时,成对的遗传 因子彼此分离。

假说—演绎法
科学实验发现事实 大胆猜测推出假设 演绎推理实验检测 反复实验揭示规律 一对相对性状 的杂交实验 对分离现象的解释 测交实验 分离定律

分离定律的内容

在生物的体细胞中,控制同一性状的遗 成对存在 融合 传因子__________,不相_______;在 形成配子时,成对的遗传因子发生 分离 _______,______后的遗传因子分别进 分离 配子 入不同的配子中,随_____遗传给后代

?基因分离规律的应用
1、杂交育种方面的应用(指导育种)

2、预防人类遗传病
禁止近亲结婚的原理:

选择豌豆 作为实验材料

自花传粉、闭花受粉
具有多个 易于区分的性状

杂交实验

F2性状表现类型及其比例为 高茎∶矮茎 = 3∶1

分离 定律

F2遗传因子组成及其比例 DD∶Dd∶dd =1∶2∶1 理论解释(假说) 子代性状表现类型及其比例为 高茎∶矮茎 = 1∶1 测交验证
子代遗传因子组成及其比例 Dd∶dd =1∶1 分离定律内容

常见的几个符号 P:亲本 ♀雌性个体(母本) ♂雄性个体(父本 X:杂交 X 自交 F1:子一代 F2:子二代
杂交: 基因型不同的个体进行的交配。 正交: 显性类型个体做母本的杂交方式 反交: 显性类型个体做父本的杂交方式 自交: 基因型相同的个体进行的交配。 测交: 测交就是让杂种一代与隐性类型相交, 用来测定F1的基因型。
单击画面继续

同种生物同一性状的不同表现类型 1.相对性状: F1中显现出来的那个亲本性状 2.显性性状: F1中未显现出来的那个亲本性状 3.隐性性状: 控制显性性状的基因 4.显性基因: 5.隐性基因: 控制隐性性状的基因 在杂种后代显现不同性状的现象。 6.性状分离: 7.表现型: 生物个体所表现出来的性状 8.基因型: 与表现型有关的的基因组成 9.自交:基因型相同的生物体间的相互交配 10.杂交: 基因型不同的生物体间的相互交配 11.纯合子: 由相同基因的配子结合成合子发育而成 12.杂合子: 由不同基因的配子结合成合子发育而成

规律性比值在解决遗传性问题的应用
后代显性:隐性为1 : 1, 则亲本遗传因子为: Aa X aa 后代显性:隐性为3 : 1, 则亲本的遗传因子为 Aa X Aa 后代遗传因子为Aa : aa为1 : 1, 则亲本的遗传因子为 Aa X aa 后代遗传因子为AA:Aa:aa为1 : 2 : 1, 则亲本的遗传因子为 Aa X Aa

杂合子(Dd)连续自交n代的结果
? Dd ? F2(DD,dd F1(DD,dd Dd)

1/2
DD,dd

1/2
Dd)…

1/2
? Fn(DD,dd

1/22
Dd)

1/22

1-1/2n

1/2n

结论:
? (Dd)连续自交n代后: ? 杂合子个体数所占比值=1/2n n ? 纯合子个体数所占比值=1—1/2 ? 纯合子比例越来越大,杂合子 比例越来越少。

例题:白化病是人类的一种隐性遗传 病,控制基因为a,分析下图:
(Aa) Ⅰ 1 (Aa) 求:(1)Ⅰ1,

2

Ⅰ2,Ⅱ2 的基因 型;
(2)该夫妇再 生1个孩子患白 化病的概率有多 大? (答案:1/4)

Ⅱ 1 (aa) 2 3 (AA / Aa)

显性性状与隐性性状的确定
1.如果两个亲本的性状相同,后代中 出现了不同的性状,那么新出现的 性状就是隐性性状,亲本的性状为 显性性状。 ——隐性性状突破法

Aa×Aa ↓ aa

2.如果后代出现了性状分离,而且性 状分离比=3:1,那么数量占3/4的 性状为显性性状,数量占1/4的性 状为隐性性状。

Aa×Aa ↓ AA Aa Aa aa

3.如果两个亲本具有相对性状,而 F1全部都是一种性状,那么F1的 性状就是显性性状。

AA×aa ↓ Aa

个体基因型的确定
1.表现型为隐性,基因型肯定由两 个隐性基因组成,aa。表现型为显 性,至少有一个显性基因,另一个 不能确定,Aa或AA。 2.测交后代性状不分离,被测者为 纯合体,AA,测交后代性状分离, 被测者为杂合体,Aa。

3.自交后代性状不分离,亲本是纯 合体,AA或者aa;自交后代性状分 离,亲本是杂合体:Aa×Aa。
4.双亲均为显性,杂交后代仍为显 性,亲本之一是显性纯合体,另一 方是AA或Aa;杂交后代有隐性纯合 体,双亲一定是杂合子Aa。

课堂巩固

1、下列各对性状中,属于相对性状的是

A.狗的长毛和卷毛
B.棉花的掌状叶和鸡脚叶

C.玉米叶梢的紫色和叶片的绿色
D.豌豆的高茎和蚕豆的矮茎

2、下列几组杂交中,哪组属于纯合子之间的 杂交 A.DD×Dd
C.Dd×Dd

B.DD×dd
D.Dd×dd

3、下列四组交配中,能验证对分离现象的解释 是否正确的一组是 A.AA×Aa B.AA×aa C.Aa×Aa D.Aa×aa 4、基因型为AA的个体与基因型为aa的个体杂交 产生的F1进行自交,那么F2中的纯合子占F2中 个体数的 A.25% B.50% C.75% D.100% 5、在一对相对性状的遗传中,隐性亲本与杂合子亲 本相交,其子代个体中与双亲遗传因子组成都不相 同的是 A.0% B.25% C.50% D.75%

6、下列叙述中,正确的是 A.两个纯合子的后代必是纯合子 B.两个杂合子的后代必是杂合子 C.纯合子自交后代都是纯合子 D.杂合子自交后代都是杂合子

7、番茄果实的红色形状对黄色为显性。现有两株 红色番茄杂交,其后代可能出现的的性状正确的 一组是①全是红果 ②全是黄果 ③红果∶黄果 =1∶1④红果∶黄果=3∶1 A.①② B.①④ C.②③ D.②④ 8、一株杂合的红花豌豆自花传粉共结出10粒种子, 有9粒种子生成的植株开红花,第10粒种子长成的 植株开红花的可能性为 A.9/10 B.3/4 C.1/2 D.1/4 9、一对杂合子的黑毛豚鼠交配,生出四只豚鼠。 它们的性状及数量可能是 A.全部黑色或白色 B.三黑一白或一黑三白 C.二黑二白 D.以上任何一种都有可能

课堂反馈

1、基因型分别为bb、Bb、BB的三个植物个体, 其中属于杂合体的是 Bb ,表现型相同的个体 有 Bb和BB 。 2、用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆进行杂交实验, F1产生 2 种不同类型的雌雄配子,其比为 1:1 。 F2的基因型有 3种 ,其比为 1:2:1 。其中, 不能稳定遗传、后代会发生性状分离的基因型 是 Dd 。 3、肤色正常的夫妇生了一个白化病的孩子,这 对夫妇的基因型是 Aa和Aa ,这对夫妇再生 白化病孩子的可能性是 1/4 。

4. 豌豆在自然状态下是纯种的原因是 A.豌豆品种间性状差异大 C B.豌豆先开花后授粉 C.豌豆是闭花自花授粉的植物 D.豌豆是自花传粉的植物
5.下列各项中属于相对性状的是 A.玉米的黄粒和圆粒 C B.家鸡长腿和毛腿 C.绵羊的白毛和黑毛 D.豌豆的高茎和豆荚的绿色

6、用纯种高茎豌豆与矮茎豌豆作杂交实 验时,需要( C ) A.以高茎作母本,矮茎作父本 B.以矮茎作母本,高茎作父本 C.对母本去雄,授以父本花粉 D.对父本去雄,授以母本花粉

7、如图所示为某家族中白化病的遗传图谱。请分析并回 答(以A、a表示有关的基因):
1 3 7 注: 女正常 8 45 9 男正常 2 6 10 女患者 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 男患者

(1).该病致病基因是 隐 性的。(2)5号、9号的基因型分 别是 Aa 和 aa 。(3)8号的基因型是 AA (概率为 1/ 3 ) 或 Aa (概率为 2/3);10号的基因型是 AA (概率为 1/3 ) 或 Aa (概率为 2/3 )。(4)8号与10号属 近亲 关系, 两者不宜结婚,后代中白化病机率将是 1/9 。(5)7号的 致病基因直接来自哪些亲体? 3号和4号 。

豌豆种子的形状是由一对等位基因R和r控制的, 下表是有关豌豆种子形状的三组杂交试验结果。
2、写出各个组合中两个亲本的基因型。 3、哪一个组合为测交试验,写出遗传图解。 组合 序号 杂交组合类型 后代表现型和植株数目 圆粒 皱粒 0 102 125 152 40 141

1、根据哪个组合能判断出显性类型,试说明理由。


二 三

皱粒×皱粒
圆粒×圆粒 圆粒×皱粒

组合 序号
一 二

杂交组合类型
皱粒×皱粒

后代表现型和植株数目 皱粒 圆粒
0 125 102 40

圆粒×圆粒 152 141 三 圆粒×皱粒 1、根据组合二可知圆粒对皱粒为显性,因为圆粒 与圆粒杂交产生了圆粒和皱粒,并且其数量比约 为3:1。 2、组合一为rr×rr;组合二为 Rr×Rr;组合三为 Rr×rr。 3、组合三为测交类型。


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