新一轮复习y：孟德尔的豌豆杂交实验.ppt

第1节：孟德尔的豌豆杂交 试验（一）基因的分离定律,奥地利人, 修道士, 主要工作: 1856-1864经过8年的杂交试验, 1865年发表了植物杂交试验的论文。,遗传学奠基人孟德尔简介,(Mendel,1822-1884),基因的分离定律 基因的自由组合定律,主要工作成就: 发现两大遗传规律,一、豌豆做实验材料的优点：,（1）自花传粉、闭花受粉的植物自然状态下都为纯种,（2）有多对易于区分的相对性状,同种生物；同一种性状；不同表现类型。,相对性状 同种生物同一性状的不同 表现类型,(3) .繁殖周期短，后代数量大。,下列各组生物性状中属于相对性状的是 A、番茄的红果和圆果 B、水稻的早熟和晚熟 C、绵羊的长毛和狗的短毛 D、家鸽的长腿与毛腿,一、用豌豆做遗传实验的优点,1.豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，其自然状态下都是纯种。用它作杂交实验，结果可靠，容易分辨。,2.豌豆植株具有易于区分的性状。能稳定遗传,3 .繁殖周期短，后代数量大。,补：其他实验选材,果蝇常作为遗传学实验材料的原因 (1)相对性状多、易于观察;(2)培养周期短; (3)成本低；(4)容易饲养；(5)染色体数目少，便于观察等。 玉米是遗传学研究的良好材料 (1)具有容易区分的相对性状。 (2)产生的后代数量较多，结论更可靠。 (3)生长周期短，繁殖速度快。 (4)雌雄异花同株，杂交、自交均可进行。,人工异花传粉,如何实现豌豆品种间的杂交？,避免外来划分干扰,高茎的花,矮茎的花,正交,高茎的花,矮茎的花,反交,P 高 矮,F1 高,F2 高787 矮277,比例约 3 ：1, ,1、一对相对性状的杂交试验,二、一对相对性状的杂交试验,高茎,矮茎,P,(杂交),高茎,F1,(子一代),(亲本),显性性状：在杂种F1代显现出来的性状。（高茎） 隐性性状：在杂种F1代中没有显现出来的性状（矮茎）,问题一：为什么F1都是高茎而没有矮茎呢？,二、一对相对性状的杂交试验,一对相对性状的遗传试验,高茎,F1,(自交),高茎,矮茎,F2,(子二代),3 1,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,问题：为什么F2又出现了矮茎、且高矮之比为3 ：1呢？,2理论解释P5 (1)生物的性状是由 决定的。 (2)体细胞中遗传因子是 。 (3)在形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含有每对 中的一个。 (4)受精时，雌雄配子的结合是 。 (5)遗传图解,遗传因子,成对存在的,遗传因子,随机的,1：2 ：1,3 ：1,1/2,1/2,2,1：1,3,F1的雌雄配子各有 种，D ：d= F2基因组成有 种，DD：Dd ：dd= F2性状有 种，高茎：矮茎= F2中纯合子的比例： F2中显性纯合子的比例： F2中杂合子的比例： F2高茎中杂合子的比例：,2,2/3,1/4,1/2,三、对分离现象解释的验证,对解释（假说）的验证,测交：让F1与隐性纯合子杂交,孟德尔的测交结果：,30株高茎,34株矮茎,1 1,测交结果证明：1、F1为杂合子且基因型为Dd 2、F1产生了2种配子且比例为1:1,测交应用：1、鉴定纯合子杂合子。2、验证是否遵循分离定律。3、推断亲本基因型。,测交后代遗传因子组成及其比例,测交后代的性状及比例是,高茎矮茎11,Dddd =11,五、分离定律的内容,在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子_，不相_；在形成配子时，成对的遗传因子发生_，_后的遗传因子分别进入不同的配子中，随_遗传给后代。,成对存在,融合,分离,分离,配子,是遗传因子。,2、发生时期：,形成配子时。,3、定律实质：,体细胞中成对的控制相对性状的遗传因子彼此分离。,1、描述对象：,归纳综合 总结规律,孟德尔实验的程序 科学研究的方法,蕴含,在观察和分析的基拙上提出问题以后,通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说足错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说-演绎法。,假说-演绎法,我们学过的还有哪些科学研究用到此方法？,假说演绎法,孟德尔的假说演绎法研究过程,一对相对性状的杂交实验,推理解释,演绎推理,实验验证,观察和分析基础上提出问题,推理和想象提出假说,根据假说演绎推理,实验检验演绎推理,1、基因的分离定律的实质 在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的 具有一定的 在减数分裂形成配子过程中， 随着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。,等位基因,独立性。,等位基因,2、基因的分离定律的细胞学基础,五、基因的分离定律的实质,P88 4,基因分离定律的分离比实现的条件 1、子一代个体形成的两种配子的数目是相等 的，它们的生活力是一样的。 2、子一代的两种配子的结合机会是相等 的。 3 、3种基因型个体的存活率在观察期是相等的 4、显性是完全的 5. 统计的样本足够大,等位基因之间相互作用 （1）完全显性 显性基因对隐性基因有完全显性作用，F1全部表现显性性状，隐性性状则被其完全“掩盖”。,（2）不完全显性,（3）共显性,真核生物有性生殖的细胞核遗传 一对等位基因控制的一对相对性状的遗传,3、基因的分离定律适用范围,1.必记的常用符号及含义：,亲本,父本,1.必记的常用符号及含义：,亲本,父本,基因分离定律中的基本概念 （1）性状类 性状： 相对性状： 显性性状： 隐性性状： 性状分离：,生物的形态特征和生理特性的总称。,同种生物同一性状的不同表现类型。,（2）交配类 杂交：基因型不同的生物体间相互交配的过程（用表示）。 自交：基因型相同的生物体间的相互交配，植物体中指自花传粉和雌雄异花的同株受粉（用表示）。 测交： 让F1与隐性纯合子杂交，用来测定F1基因型。 正交和反交,（3）基因类 显性基因：隐性基因： 等位基因： ：,等位基因 存在：存在于杂合子的所有体细胞中。 位置：位于一对同源染色体的相同位置上。 特点：能控制一对相对性状，具有一定的独立性。 分离的时间：减数第一次分裂的后期（不发生交叉互换时）。 遗传行为：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。,位于一对同源染色体上的相同位置上的，控制相对性状的基因，如A与a；B与b等。,等位基因：,一对同源染色体的相同位置上控制 相对性状的基因,一对同源染色体、同一位置、 控制相对性状,个体类 纯合子： 杂合子：,纯合子自交后代仍是纯合子，能够稳定遗传；杂合子自交后代出现性状分离，不能稳定遗传，其后代中既有纯合子，也有杂合子。,表现型： 基因型,基因型、表现型二者之间的关系如何？ 1、基因型相同的个体，其表现型不一定相同 2、表现型相同的个体，其基因型也不一定相同。 3、只有基因型相同，环境条件也相同，表现型才相同。,表现型基因型环境条件,遗传相关概念间的关系 本节的概念比较多，要注意联系在一起，多作比较，可以采用如下的图解，帮助理解记忆。 P89 6,六、基因分离定律在实践中的应用,在农业育种中的应用（假设亲本是不同的纯种）: 第一、杂交优势利用，仅限第一代。 第二、选显性性状需连续种植选择直到不发生性状分离。 第三、选隐性性状类型。杂合子自交一旦出现即可选择。 (2)人类遗传病中的应用: 第一、显性基因控制的遗传病（如：禁止生育） 第二、隐性基因控制的遗传病（如：白化病，防止近亲 结婚） 第三、对遗传病的基因和发病概率作出科学的推断。,七：等位基因之间相互作用 根据显性现象的表现形式，可将显性分为以下的几种类型： （1）完全显性：具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1与显性亲本的表现完全一致的现象。它在生物界中比较普遍。 （2）不完全显性：指具有相对性状的两个亲本杂交，所得 的F1表现为双亲的中间类型的现象。如金鱼草的花色遗传. （3）共显性：具有相对性状的两个亲本杂交，所得的F1个体同时表现出双亲的性状，即为共显性。 例如人群的ABO血型中A与B不存在显隐性关系，各自发挥作用，表现为共显性。,不完全显性举例：茉莉花色遗传： P：红花（CC）白花（cc） F1 : 粉红色花（Cc） F2:红花（CC）粉红花（Cc）白花（cc）,1 2 1,（2010上海：）一对灰翅昆虫交配产生的91只后代中， 有黑翅22，灰翅45，白翅24。若黑翅与灰翅昆虫交配， 则后代中黑翅的比例最有可能是： A.33 B. 50 C.67 D.100 ,不完全显性,1 :2 :1,Aa Aa,AA Aa aa,AA Aa,1/2AA+1/2 Aa,答案:B,八：复等位基因 ： 控制相对性状的的基因不是一对，而是三个或三个以上，这样的有关基因称为复等位基因。 例如人类的ABO血型，是由三个基因即A、B和i控制，A、B基因分别决定红细胞上A抗原、B抗原的存在，它们的相互关系总结如下：,特殊情况,显（隐）性纯合致死： 杂合子在雌雄个体中表现型不同 P92 9 10,方法一：两个性状不同的亲本杂交，子代只表现一个亲本 的性状，则子代显现的性状为显性，未显现的为隐性 ；概念法、亲二子一】,例：红花白花全是红花，则红花为显性,例：红花红花 3红花：1白花,方法二：两个性状相同的亲本杂交，子代出现不同的性状， 则新出现的性状为隐性；【性状分离法、亲一子二】,1、性状显隐性的判断方法,双亲正常子代患病隐性遗传病。 双亲患病子代正常显性遗传病。,方法三 遗传系谱图中显、隐性判断,方法四：若以上方法无法判断，可用假设法,P90 1,1、测交法 若测交后代无性状分离，待测个体为纯合子 若测交后代有性状分离，待测个体为杂合子 2、自交法 若自交后代无性状分离，待测个体为纯合子 若自交后代有性状分离，待测个体为杂合子 3、花粉鉴定法 非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色。让待测个体长大开花后，取出花粉粒放在载玻片上，加一滴碘液。 若一半呈蓝色，一半呈红褐色，则待测个体为杂合子； 若全为一种颜色，则待测个体为纯合子,对于动物来说，一般测交法鉴别,2.纯合体与杂合体的判断方法,P91 4,(1)自交法F1显隐31即可证明。 (2)测交法F1隐性显隐11即可证明。,3、验证基因的分离定律方法,(3)花粉鉴定法：非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色，杂合子非糯性水稻的花粉是减数分裂的产物，遇碘液呈现两种不同的颜色，且比例为11，从而直接证明了杂合子非糯性水稻产生的花粉为两种：一种含显性遗传因子，一种含隐性遗传因子，且数量均等。,为鉴定一株高茎豌豆和一只黑色豚鼠的纯合与否，应采取的简便遗传方法分别是（ ）,A.杂交 杂交 B.杂交 测交 C.自交 自交 D.自交 测交,D,4、亲子代表现型、基因型的相互推导及概率计算,P90 2分离定律的应用,孟德尔在对一对相对性状进行研究的过程中，发现了基因的分离定律。下列有关基因分离定律的几组比例，能说明基因分离定律实质的是 ( ) AF2的表现型比为31 BF1产生配子的比为11 CF2基因型的比为121 D测交后代比为11,B,五、基因的分离规律在实践中的应用,1、在杂交育种过程中如何选育显性性状和隐性性状的优良品种？,2、为什么婚姻法禁止近亲结婚？,五、基因的分离规律在实践中的应用,1、在杂交育种过程中如何选育显性性状和隐性性状的优良品种？,要选育显性性状品种：应连续自交，直到 确认得到不再发生分离的显性类型为止。,要选育隐性性状品种：一但出现隐性性状的 品种，就是选用的品种。,杂合子Aa连续自交问题分析 杂合子自交n代后，子代所占比例的计算和相关曲线 (1)杂合子 (2)纯合子 (3)显性(隐性)纯合子,(4)杂合子、纯合子所占比例的曲线表示如下：,例6,2、为什么婚姻法禁止近亲结婚？,在人类，虽然由隐性基因控制的遗传病通常很少出现，但在近亲结婚（例如表兄妹结婚）的情况下，他们有可能从共同的祖先那里继承相同的基因，而使其后代出现病症的机会大大增加。,豌豆作为实验材料的优点,一对相对性状的杂交实验,理论解释（假说）,测交验证,基因的分离定律内容,知识小结：,基因的分离定律的实质和应用,孟德尔的豌豆杂交试验(一),遗传图谱中的符号： P: : : : F1: F2:,亲本,母本,父本,杂交（遗传因子组成不同的个体 交配）,: 自交 （自花传粉；遗传因子相 同的雌雄个体交配）,杂种子一代,杂种子二代,基因与性状的概念系统图,基因,基因型,等位基因,显性基因,隐性基因,性状,相对性状,显性性状,隐性性状,性状分离,纯合子,杂合子,表现型,发 生,决 定,决 定,控 制,控 制,控 制,+环境,敬请指导,.下图是关于某遗传病的家族系谱图（基因用B和b表示），图中3号不带致病基因，7号带致病基因根据图示回答下列问题：,（1）该病的遗传方式是 ，4号的基因型是 （2）若9号和10号婚配，后代患病的几率是 。,隐性遗传,BB或Bb,1/18,关于基因、性状的概念及关系,等位基因,显性基因,隐性基因,显性性状,隐性性状,相对性状,基因型,表现型,等位基因分离,性状分离,+环境,(基因的分离定律),学以致用人类的白化病是由隐性基因（a）控制的遗传疾病。患者的基因型为：aa。现有一对表现型正常的夫妇，生了一个患白化病的孩子，问他们再生一个孩子，患白化病的概率（事件发生的可能性）？,分离 定律,选择豌豆 作为实验材料,杂交实验,理论解释（假说）,测交验证,分离定律内容,花传粉、闭花受粉,有多具个 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,知识小结：,分离定律的实质和应用,要选育显性性状品种：应连续自交，直到 确认得到不再发生分离的显性类型为止。,要选育隐性性状品种：一但出现隐性性状的 品种，就是选用的品种。,在人类，虽然由隐性基因控制的遗传病通常很少出现，但在近亲结婚（例如表兄妹结婚）的情况下，他们有可能从共同的祖先那里继承相同的基因，而使其后代出现病症的机会大大增加。,定义法：杂交F1表现出来的性状即为显性，没有表现出来的即为隐性：甲乙甲，则甲为显性。 方法二：性状分离法： (1)具一对相同性状亲本杂交子代性状分离比为31分离比为3的性状为显性性状。,1显、隐性性状的判断,方法三：遗传系谱图中显隐性判断 A、双亲正常子代患病这种病为隐性遗传病 B、双亲患病子代正常这种病为显性遗传病 方法四：若以上方法无法判断，可用假设法,二、一对相对性状的杂交试验,P 高 矮,F1 高,F2 高787 矮277,比例约 3 ：1, ,1、一对相对性状的杂交试验,根据孟德尔分离定律，请判断：一个只含一对等位基因（A和a）的群体，在自然条件下随机交配产生后代的方式有哪些？,例4,根据孟德尔分离定律，请判断：一个只含一对等位基因（A和a）的群体，在自然条件下随机交配产生后代的方式有哪些？,AA,AA X AA,1/2AA:1/2Aa,AA X Aa,1/4AA:1/2Aa:1/4aa,Aa X Aa,Aa,AA X aa,aa X aa,aa,1/2Aa:1/2aa,Aa X aa,2、显性性状/隐性性状 具有相对性状的两个纯合体亲本杂交， F1中显现出来的性状 / F1中未显现出来的性状,3、性状分离 在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象.,显性遗传因子、隐性遗传因子、纯合子、杂合子,1、对分离现象的解释,生物的性状都是由遗传因子决定的,体细胞中的遗传因子是成对出现的,生物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。配子中只含有每对遗传因子中的一个,受精时,雌雄配子的结合是随机的,2、对分离现象解释的验证：测交实验,过程讨论,1.如果孟德尔在实验中只得到4株F2植物，那在F2中一定是3株高茎，1株矮茎吗？,2.鼠的黑毛对白毛是显性,一对杂合体的黑毛豚鼠交配,产生子代4仔,它们的表现型是（ ） A.全部黑毛 B.三黑一白 C.一黑三白 D.以上任何一种都有可能,3.在什么条件下，F2的性状分离比是3：1，有可能2:11:2:1吗？,F2的样本量足够大 F2每一种基因型发育成活的机会相等,对,三、基因分离定律的实质,1.相对性状 (1)同种生物；(2)同一种性状；(3)不同表现类型。,2.等位基因,存在：杂合子的所有体细胞中,位置：一对同源染色体的同一位置上,特点：控制一对相对性状，具有一定的独立性,分离时间：减数第一次分裂后期,行为：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,解释的正确性,（一）、一对相对性状的遗传实验：,（二）、测交,P：高(纯)X 矮,F1高(显性性状),F2：高3：矮1,(性状分离),理论解释：,P：DD X dd,F1：Dd,配子：,F2基因型：,1D：1d,(受精机会均等),(等位基因),1DD：2Dd：1dd,杂交实验的数据与理论分析相符，即检测F1基因型为Dd,结论：,30株高：34株矮,F1 X 矮茎,实验：,1Dd:1dd的结果,应有DdXdd,如解释正确，,分 析：,验证对分离现象,测F1基因型,F1 X 隐性纯合子,目的：,基因分离规律小结：,例.孟德尔在一对相对性状的研究过程中，发现了基因的分离定律，下列有关基因分离定律的几组比例，最能说明基因分离定律实质的是 A、F2的表现型比为3：1 B、F1产生配子的比为1：1 C、F2基因型的比为1：2：1 D、测交后代比为1：1,对,孟德尔获得成功的原因P11,拓展,1、正确地选用实验材料,自花传粉、闭花受粉； 各品种间有一些稳定的、容易区分的相对性状,一对相对性状,多对相对性状,3、应用统计学原理对实验结果进行分析,4、设计科学严谨实验程序。（假说演绎法） 问题实验假设验证结论,豌豆,2、由单因素到多因素的研究,1、扎实的知识基础和对科学的热爱 2、严谨的科学态度 3、勤于实践 4、敢于向传统挑战,真核生物有性生殖的细胞核遗传 一对等位基因控制的一对相对性状的遗传,(1)分离定律适用范围,(2)分离定律适用条件,子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同。 雌雄配子结合的机会相等。 子二代不同基因型的个体存活率相同 遗传因子间的显隐性关系为完全显性。 观察子代样本数目足够多。,（3）分离定律的细胞学基础,减数分裂中同源染色体的分离,3、对分离现象解释的验证测交,五、基因的分离规律在实践中的应用,在杂交育种过程中如何选育显性性状和隐性性状的优良品种？,要选育显性性状品种：应连续自交，直到 确认得到不再发生分离的显性类型为止。,要选育隐性性状品种：一但出现隐性性状的 品种，就是选用的品种。,为什么婚姻法禁止近亲结婚？,在人类，虽然由隐性基因控制的遗传病通常很少出现，但在近亲结婚（例如表兄妹结婚）的情况下，他们有可能从共同的祖先那里继承相同的基因，而使其后代出现病症的机会大大增加。,杂合子Aa连续自交问题分析 杂合子自交n代后，子代所占比例的计算和相关曲线 (1)杂合子 (2)纯合子 (3)显性(隐性)纯合子,(4)杂合子、纯合子所占比例的曲线表示如下：,四、分离定律的应用,0 1 2 3 4 n/自交代数,0.5,1,比 例,例6、7,为什么婚姻法禁止近亲结婚？,在人类，虽然由隐性基因控制的遗传病通常很少出现，但在近亲结婚（例如表兄妹结婚）的情况下，他们有可能从共同的祖先那里继承相同的基因，而使其后代出现病症的机会大大增加。,如下图为某种遗传病家族系谱图。以下是对该系谱图分析得出的结论，其中叙述错误的是,A该病的遗传方式最可能为常染色体隐性遗传 B