盂德尔的豌豆杂交实验一课件

孟德尔（18221884） 奥地利人，职业传教士和中学自然教师。 贡献：通过8年间的豌豆杂交试验，于1865年发表了论文植物杂交实验提出遗传因子的分离规律和自由组合规律。 自然科学-遗传学奠基人。,G.J.Mendel,一、孟德尔豌豆杂交实验,为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？,1、豌豆是自花传粉、闭花受粉植物。 自然状态下，豌豆都是纯种。,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。,单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。,两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。,为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？,2、豌豆花大，容易做人工实验。,避免自花传粉,避免异花授粉, 去雄, 套袋, 扫粉, 授粉, 套袋,2、为什么要套上纸袋？,思考：,1、为什么要去雄？,人工异花传粉方法步骤,亲本（ P ）：,母本（）：,父本（）：,子一代（ F1 ）,子二代（ F2 ）,自花传粉，同种类型相交。,遗传因子组成不同的生物个体间 相互交配的方式。,提供雌配子的个体或植株。,提供雄配子的个体或植株。,实验中互相交配产生后代的,植株或个体。,正交与反交是相对而言的，,若甲（）乙（）为正交，,则乙（）甲（）为反交。,孟德尔实验中的概念和符号,自交（ ）：,杂交（）：,正交与反交：,正交与反交是相对而言的，,若甲（）乙（）为正交，,则乙（）甲（）为反交。,正交与反交：,常染色体遗传正交结果和反交结果相同，细胞质遗传和伴性遗传正交结果和反交结果不一定相同。 所以正反交主要用来检测某待测性状是细胞核遗传还是细胞质遗传，是常染色体遗传还是性染色体遗传。,注意：“两个相同”和“一个不同”。 “两个相同”：同一种生物，同一种性状。 “一个不同”：不同表现类型。,为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？,3、豌豆具有稳定的容易区分的性状。,性状：生物体所表现出来的形态特征和生理特征 的总称。比如：肤色、血型、高度、毛色等。,相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型。,采用了由单因子到多因子的研究方法：,孟德尔首先只针对一对相对性状的遗传进行研究，在弄清楚一对相对性状的传递情况之后，在研究两对、三对、甚至多对相对性状的传递情况，还进行了正反交实验。,多对相对性状,挑七对,针对性的研究一对性状,两对、三对、多对,为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？,1、豌豆是自花传粉、闭花受粉植物。 自然状态下，后代永远是纯种。,3、豌豆具有稳定的容易区分的性状。,2、豌豆花大，容易做人工实验。,4、豌豆生长周期短，易于栽培。,5、子粒较多，数学统计分析结果可靠。,二、一对相对性状的杂交实验,P,高茎,矮茎,高茎,F1,F2,787高茎,277矮茎,（杂交）,（自交）,1、为什么子一代都是高茎而没有矮茎的呢？,2、为什么子二代中矮茎性状又出现了呢？,显性性状：一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代显现出来的性状。,隐性性状：一对相对性状的亲本杂交，杂种子一代未显现出来的性状。,性状分离：在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象。,面对这些实验数据，你发现什么规律？ 又要如何解释这些现象呢？,3、F2中出现的3:1的性状分离比是偶然的吗？,一对相对性状的杂交实验,实验结果：,1、F1都表现出显性性状,2、F2出现了性状分离,3、F2中出现3:1的性状分离比,实验方法：人工异花传粉,实验步骤,实验现象,实验材料,遗传因子有何特点？ 遗传因子如何传递？ 怎样解释分离现象？,1、生物的性状是由遗传因子决定的。 2、体细胞中遗传因子是成对存在的。,三、对分离现象的解释,显性性状：由显性遗传因子控制（用大写字母表示）,隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写字母表示）,纯合子：遗传因子组成相同的个体,杂合子：遗传因子组成不同的个体,举例：纯种高茎豌豆 DD,纯种矮茎豌豆 dd,杂种高茎豌豆 Dd,“成对”的理解：两个遗传因子相同或者控制一对相对性状。,1、生物的性状是由遗传因子决定的。 2、体细胞中遗传因子是成对存在的。 3、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。 4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。,遗传因子不会融合也不会消失！,三、对分离现象的解释,高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解,Dd,DD,Dd,Dd,dd,P,配子,F1,配子,F2,高茎,高茎,高茎,矮茎,1 ： 2 ： 1,Dd,D,d,dd,DD,高茎,矮茎,D,d,D,d,一、交叉线法,高茎,高茎,P 高茎 DD 矮茎 dd 配子 D d F1 高茎 Dd F2,3：1,二、棋盘格法,高茎：矮茎,DD：Dd：dd,1： 2 ：1,遗传图解的要求：,1、左侧要有必要的说明，可以是文字或者 符号。,2、每一代都要写出基因型和表现型，最后 一代还要写出比例。,3、用符号表示交配方式。,4、用箭头表示形成关系。,遗传因子组成比例 DD：Dd：dd 1 ：2：1,性状表现类型比例 高茎：矮茎 3：1,四、性状分离比的模拟实验,1、选材。选择的小球大小要一致，质地要统一，抓摸时手感要相同，以避免人为误差；盛放小球的容器最好采用小圆桶，不要采用方形容器，以便摇动小球时能使其充分混合。,2、抓球时应该双手同时进行，而且要闭眼，以避免人为误差。,3、桶内两种小球的数量必须相等，即标记D和d的小球数量比为1:1，每次抓球前，必须摇动小桶中的彩球，使其充分混合。每次抓出的两个小球统计后必须放回各自的小桶，以保证概率的准确。,4、实验中会出现连续几次遗传因子组成相同的情况，这属于正常现象。随着抓摸次数的增多，统计的数值就会接近理论值。,如果对分离现象的解释是正确的，即如果F1的遗传因子组成为Dd，则F1与隐性纯合子（dd）杂交（测交）的后代中高茎（Dd）豌豆和矮茎（dd）豌豆的比值应为1：1。,测交：未知的遗传因子组成个体与隐性纯合子杂交。（让F1与隐性纯合子杂交）,五、对分离现象的验证,分离现象解释的关键是要验证什么呢？,五、对分离现象的验证,假说 演绎法,以观察和分析提出问题,经推理和想象提出假说,据假说进行演绎和推理,实验检验演绎推理结论,为什么F2中出现 3：1的性状分离比？,遗传因子决定生物的性状。 遗传因子成对存在。 遗传因子在形成配子时分离。 雌雄配子在受精时随机结合。,测交结果预测： 测交后代分离比为1：1。,实验结果完全符合！ 假说完全正确！反之错误！,Dd,dd,D,d,配子,高茎,矮茎,杂种子一代,测交,测交后代,d,Dd,dd,1 ： 1,测交是用于检测基因型。,在实际的测交过程中，得到64株后代，高茎30株，矮茎34株，比例接近1：1。,隐性纯合子,矮茎,高茎,测交实验,、F1是杂合子（Dd）；、F1产生两种类型（D和d）数量相等的配子；、F1在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中。,1、实验目的：,对孟德尔的假说合理的验证。,2、实验选材：,F1高茎豌豆和矮茎豌豆。,3、预期结果：,Dd dd Dd ：dd 1 ：1,4、实验结果：,高茎：矮茎 1 ：1,5、实验结论：,六、分离定律,分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。,分离定律的实质：体细胞中成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离。,分离定律的适用范围：,1、进行有性生殖的生物的性状遗传。进行有性生殖的生物产生生殖细胞时，控制统一性状的遗传因子发生分离，分别进入到不同的配子中。,2、真核生物的性状遗传。原核生物和非细胞结构的生物不进行有性生殖，也不进行减数分裂；细胞等原核生物和病毒的遗传物质数量不稳定，变化无规律。,3、细胞核遗传。真核生物细胞核内有染色体规律性的变化，而细胞质中的遗传物质在遗传过程中随机分配，变化无规律。,4、一对相对性状的遗传。对于两对或两对以上的相对性状的遗传，其中每一对相对性状的遗传仍遵循分离规律。,分离 定律,选择豌豆 作为实验材料,杂交实验,现象解释（假说-演绎法）,测交验证,分离定律内容,自花传粉、闭花受粉,具有多个易于区分的性状,F2性状表现类型及其比例为,F2遗传因子组成及其比例,高茎矮茎 31,DDDddd =121,子代性状表现类型及其比例为,子代遗传因子组成及其比例,高茎矮茎 11,Dddd =11,第一种情况：豌豆为例,七、显性的相对性,完全显性：显性遗传因子对隐性遗传因子有显性作用。,第二种情况：牡丹花的花色为例,不完全显性：F1的性状表现介于显性和隐性之间。,第三种情况：ABO血型为例,共显性：两个亲本的性状，同时在F1的个体上显现出来，而不是单一地表现出中间性状。,八、做题思路及方法步骤,性状,相对性状,显性性状,隐性性状,性状分离,正交,反交,杂交,自交,回交,测交,显性遗传因子,隐性遗传因子,基因型,表现型,显性基因,隐性基因,分离定律,自由组合定律,纯合子,杂合子,等位基因,完全显性,不完全显性,共显性,假说-演绎法,遗传因子,性状类型,交配类型,基因类型,个体类型,显隐性型,1）基本概念：,1、由亲代推断子代的基因型、表现型及其概率（正推法）,2）推断个体基因型和表现型：,2、由子代推断亲代的基因型、表现型及其概率（逆推法）,方法一：基因填充法。先根据亲代表现型写出能确定的基因，如显性性状的基因型可用A_来表示，那么隐性性状的基因型只有aa一种，根据子代中一对基因分别来自两个亲本，可推出亲代中未知基因。,方法二：隐性突破法。如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口。若基因隐性个体是纯合子aa，可推知其亲代基因型中必然都有一个a基因，然后再根据亲代的表现型作进一步的判断。,2）推断个体基因型和表现型：,3）规律性比值在解决遗传性问题的应用：,1、后代显性：隐性为1 ：1，则亲本的基因型为：,Aa X aa,2、后代显性：隐性为3：1，则亲本的基因型为：,Aa X Aa,3、后代全为显性性状，则双亲至少一方为显性纯合子：,AA X _ _,4、后代全为隐性性状，则双亲一定都为隐性纯合子：,aa X aa,以上结论是在统计大量后代的基础上得出的，若统计的个体数量有限，则不能如此判断。,4）不同交配方式在遗传中的作用：,杂交,自交,测交,将不同优良性状集中在一起，得到新品种。,显隐性性状的判断。,连续自交可提高种群中纯合子的比例。,可用于植物纯合子、杂合子的鉴定。,验证遗传基本定律理论解释的正确性。,高等动物纯合子、杂合子的鉴定。,5）杂合子的连续自交问题：,基因组合为Aa的植物，自交后代F1中杂合体占1/2；经N次自交,其后代FN中：,1-,Aa,1/2,1/2,6）鉴别显性纯合子、杂合子的实验方法：,区分显性纯合子与杂合子的关键，是纯合子能稳定遗传，自交后代不发生性状分离；杂合子不能稳定遗传，自交后代往往发生性状分离。,当待测个体是植物时，测交法和自交法均可采用。,若后代无性状分离，则待测个体为纯合子。,若后代有性状分离，则待测个体为杂合子。,若后代无性状分离，则待测个体为纯合子。,若后代有性状分离，则待测个体为杂合子。,测交法,自交法,当待测个体是动物时，常采用测交法。,7）分离定律的应用：,1、指导农作物的育种实践：,、如果所选品种为隐性性状，隐性性状一旦出现，即可作为良种留用； 、如果所选品种为显性性状，可通过自交，直到后代不出现性状分离为止，一般要经过56代的选育。,事例：小麦秆锈病的抗性是由显性基因控制的。假设抗性基因为：R； 无抗性基因为：r F2中：RR、Rr（有抗性）、rr（无抗性）可直接淘汰。,、有的遗传病是显性遗传病，比如多指，用A表示，若双亲的一方为多指（AA或Aa），他们的子女就会全部患多指或一半患多指，另一半正常。 、有的遗传病是隐性遗传病，比如白化病，如果双亲表现正常，但都是杂合子（Aa），即各具有一个白化病遗传因子a，那么他们的子女有三种遗传因子组成（AAAaaa =121），AA和Aa的个体表现正常，占3/4，只有aa的个体表现出白化病，占后代总个体数的1/4。,2、预测遗传病：,7）分离定律的应用：,两个有病的双亲生出无病的孩子，即“有中生无”，说明患病为显性遗传病。,两个无病的双亲生出有病的孩子，即“无中生有”，说明患病为隐性遗传病。,如何判断显隐性遗传病：,例、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）：,该病致病基因是 性的。 5号、9号的基因型分别是 和 。 8号的基因型是 （概率为 ）或 （概率为 ）； 10号的基因型是 （概率为 ）或 （概率为 ）。 8号与10号属 关系，两者不宜结婚，后代中白化病机率将是 。 7号的致病基因直接来自哪些亲体？ 。,隐,Aa,aa,AA,1/ 3,Aa,2/3,AA,1/3,Aa,2/3,近亲,1/9,3号和4号,8）概率在遗传学分析中的应用：,例1、人体肤色正常（A）对白化（a）是显性。一对夫妇基因型都是Aa，他们所生的孩子中，表现型正常的概率是多少？,答案：3/4,1、加法定律（互斥事件）： 当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这样的两个事件称为互斥事件，它们的概率等于各自概率之和。,2、乘法定律（独立事件）： 当一个事件的发生不影响另一事件的发生时，这样的两个独立事件同时出现或相继出现的概率等于各自概率的乘积。,例2、人类的双眼皮（B）对单眼皮（b）为显性。现有一对夫妇基因型均为Bb，则他们生一个单眼皮男孩的概率是多少？,8）概率在遗传学分析中的应用：,例4、一对双眼皮夫妇生了一个单眼皮的孩子，那么这对夫妇再生两个孩子，两个孩子都为双眼皮的概率是（ ） A、1/4 B、3/4 C、9/16 D、1/16,C,例3、豌豆高茎对矮茎显性。现有一袋豌豆种子，是纯合的高茎和矮茎杂交产生的F2，从袋中随机抓到两粒种子，其胚都是纯合子的比率是（ ） A、1/2 B、1/4 C、1/8 D、1/16,B,1、根据题意，找出该题的相对性状； 2、根据性状分离，判断显隐性的关系； 3、根据性状表现初步确定遗传因子组成；（隐性性状dd，显性性状Dd、DDD_） 4、根据性状分离比（推出后代表现型、遗传因子组成），判断双亲遗传因子组成； 5、写出亲子代的遗传图解； 6、依据概率的运算法则解题。,9）解遗传题的一般步骤：,1、下列各组生物性状中，属于相对性状的是（ ） A、棉花的短绒和粗绒 B、绵羊的白毛和黑毛 C、家鸽的长腿和鸡的毛腿 D、豌豆的黄粒和圆粒,2、下列各项中应采取的最佳交配方式分别是 鉴别一只白兔是否为纯合子 鉴别一株小麦是否为纯合子 不断提高水稻品种的纯合度 鉴别一对相对性状的显隐性关系 A、杂交、测交、自交、测交 B、测交、自交、自交、杂交 C、杂交、测交、自交、杂交 D、测交、测交、杂交、自交,B,B,4、下列叙述正确的是（ ） A、杂合体自交后代都是杂合体 B、杂合体测交后代都是杂合