孟德尔的豌豆杂交实验(一)h.ppt

1 1孟德尔的豌豆杂交实验 一 第一章遗传因子的发现 遗传 亲代与子代之间能保持性状的稳定性 种瓜得瓜 种豆得豆 龙生龙 凤生凤 老鼠生儿打地洞 亚里士多德 认为雄性提供 蓝图 母体提供物质 柏拉图 认为子女更象父方还是更象母方 取决于受孕时哪方的感情更投入 更浓烈些 达尔文 泛生因子论 融合遗传 按照上述观点 当红牡丹与白牡丹杂交后 子代的牡丹花是什么颜色呢 问题探讨 格雷戈尔 孟德尔 1822 1884 现代遗传学之父 1 提出了遗传单位是遗传因子 现代遗传学上确定为基因 孟德尔 1822 1884 奥国人 遗传学的奠基人 21岁起做修道士 29岁起进修自然科学和数学 主要工作 1856 1864经过8年的豌豆杂交试验 1865年发表了 植物杂交试验 的论文 62岁时带着对遗传学无限的眷恋 回归了无机世界 主要贡献有 2 发现了两大遗传规律 基因的分离定律和基因的自由组合定律 孟德尔定律重新被欧洲的三位科学家发现 遗传学就同这个 再发现 一起诞生了 直到1900年 豌豆 孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料 一 为什么选用豌豆做实验 豌豆是自花传粉 闭花受粉植物 两性花的花粉 落在同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫做自花传粉 豌豆花在未开放时就已经完成了受粉 称作闭花受粉 避免了外来花粉的干扰 花柄 花萼 花瓣 子房 花柱 柱头 雌蕊 花被 花药 花丝 雄蕊 花的结构 花托 异花传粉 自花传粉 自花传粉 性状 遗传学中把生物体所表现的形态结构 生理特征和行为方式等统称为性状 如 豌豆的花色 种子形状 子叶颜色 茎的高矮等都可以称之为性状 相对性状 一种生物的同一种性状的不同表现类型 大家想想人体有哪些相对性状 相对性状的概念 图1耳垂的位置1 有耳垂2 无耳垂 图2卷舌1 有卷舌2 无卷舌 图3前额中央发际有一三角形突出称美人尖1 有美人尖2 无美人尖 图4拇指竖起时弯曲情形1 挺直2 拇指向指背面弯曲 图5上眼脸有无褶皱1 双眼皮2 单眼皮 图6食指长短1 食指比无名指长2 食指比无名指短 图7脸颊有无酒窝1 有酒窝2 无酒窝 图8双手手指嵌合1 右手拇指在上2 左手拇指在上 练习 1 7 首先针对一对相对性状进行研究 化繁为简 用统计学方法对结果进行分析 孟德尔实验的思路方法 亲本 母本 父本 自交 自花传粉 同一植株的异花传粉 杂交 杂种子一代 杂种子二代 基本概念 一对相对性状的研究 高茎 矮茎 P 杂交 高茎 F1 子一代 亲本 矮茎 高茎 P 杂交 高茎 F1 亲本 子一代 正交 反交 一对相对性状的研究 高茎 矮茎 P 杂交 高茎 F1 子一代 亲本 为什么子一代中只表现一个亲本的性状 高茎 而不表现另一个亲本的性状或不高不矮 一对相对性状的研究 高茎 F1 自交 高茎 矮茎 F2 子二代 在F1代中 另一个亲本的性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢 显性性状 隐性性状 一对相对性状的研究 高茎 F1 自交 高茎 矮茎 F2 子二代 3 1 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象 F2中的3 1是不是巧合呢 F2代中出现的3 1的分离比不是偶然 而是具有一定规律的 观察实验 发现问题 受精完成后 花瓣 雄蕊以及柱头和花柱都完成了 历史使命 因而纷纷凋落 惟有子房继续发育 最终成为果实 从花到果实的过程 子房壁 果皮 珠被 种皮 胚乳 胚 受精极核 受精卵 种子 果实 果实和种子的形成 子房 胚珠 例1 如图表示花的一枚雌蕊发育到某一阶段的模式图 请据图回答 1 1是 由雄蕊的花药产生 2 2是 传粉受精后将发育成果皮 3 6是卵细胞 受精后发育成种子的 4 3内有 这是花粉管中的雄性生殖细胞 5 如果这枚雌蕊在整个生命过程中都没有遇到1 则这枚雌蕊将 花粉 子房壁 胚 精子 凋落 例2 如图是豌豆果实和种子形成的示意图 据图分析回答下列问题 1 填写图中各部分的名称 A C D G H I 2 雌蕊在受精之后 G迅速发育成 F发育成 3 H中最主要的部分是 是由F中的 发育而来的 种子中储存营养物质的结构是由F中的 发育成的 柱头 花柱 雄蕊 子房 种子 果实 I 果实 H 种子 胚 受精卵 受精卵 例3 豌豆种子种皮灰色对白色是显性 子叶黄色对绿色为显性 回答下列问题 1 将纯种灰色种皮豌豆的花粉 传给白色种皮豌豆植株 去雄 的雌蕊柱头上 则当年母本植株所结种子的种皮颜色为 将该种子种下 待植株成熟后让其自交 第二年所结种子的种皮颜色为 2 将纯种黄色子叶豌豆的花粉 传给绿色子叶豌豆植株 去雄 的雌蕊柱头上 则当年母本植株所结种子的子叶为 将该种子种下 待植株成熟后让其自交 第二年所结种子的子叶颜色为 白色 灰色 黄色 黄色 绿色 3 1 白色 灰色 黄色 黄色 绿色 3 1 孟德尔对分离现象的解释 1 生物的性状是由遗传因子决定的 显性性状 由显性遗传因子控制 用大写D表示 隐性性状 由隐性遗传因子控制 用小写d表示 2 体细胞中遗传因子是成对存在的 纯种高茎豌豆 纯种矮茎豌豆 DD dd 纯合子 杂合子 F1高茎豌豆 Dd 遗传因子组成相同的个体 遗传因子组成不同的个体 提出假说解释问题 孟德尔对分离现象的解释 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 配子中只含每对遗传因子的一个 4 受精时 雌雄配子的结合是随机的 P 高茎DD 矮茎dd F1 Dd 配子 D d 高茎 高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验分析图解 F2 Dd 配子 DD Dd dd 高高高矮 3 1 F1形成的配子种类 比值都相等 配子结合是随机的 F2性状表现类型及其比例为 遗传因子组成及其比例为 3 1 1 2 1 高茎 矮茎 DD Dd dd 高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 1 2 1 交叉法 DD dd Dd Dd 棋盘法 四 对分离现象的解释 假说 F2 实验讨论题 观察实验 发现问题 提出假说解释问题 演绎推理 纸上谈兵 1 概念 测交 杂种一代F1与隐性纯合子杂交 2 测交的过程 不看书试着写出测交过程图解 目的 用来测定F1的遗传因子组成 结论 证明了F1是杂合子 结论 证明了F1在形成配子时 成对的基因分离 分别进入不同的配子中 笔记 应用 用来测定显性个体的遗传因子组成 观察实验 发现问题 提出假说 解释问题 根据假说 演绎推理 设计实验 验证假说 结果与预期相符 实际的测交实验结果 假说 演绎法 1 提出问题 观察和分析 2 提出假说 推理和想象 3 演绎推理4 检验结论 实验 5 实验结果与预期相符 假说正确实验结果与预期不符 假说错误 练习 一对遗传因子传递的交配组合 五 分离定律的内容 孟德尔第一定律 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 分离定律的适用范围 1 只适应于进行有性生殖的生物 2 只适用于真核生物细胞核中的遗传 而不适用于原核生物 细胞质的遗传因子的遗传 2 只适应于一对相对性状的遗传 而两对或两对以上的相对性状的遗传行为不适应 笔记 互动探究 六 分离定律在生产实践中的应用 一 育种方面 1 由2个纯合亲本杂交得到杂合子 2 由杂合子得到隐性纯合子 将杂合子自交 从得到的子代中选出表现为隐性性状的个体即为所需要的隐性纯合子 方法一 将杂合子连续自交若干代 同时不断淘汰表现为隐性性状的个体 直到后代基本上不发生性状分离 分离定律在生产实践中的应用 3 由杂合子得到显性纯合子 方法二 将杂合子自交 从F1中选出表现为显性性状的个体继续自交 从F2中选出无性状分离的个体即为所需的显性纯合子 笔记 杂合子 Aa 自交获得纯合子的相关计算 笔记 二 在遗传性状 如遗传病 的预测方面 分离定律在生产实践中的应用 家族系谱图 隐性 1 4 Aa aa 0 2 3 Aa 1 6 1 4 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 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 3 1 DD Dd dd 1 2 1 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 1 1 Dd dd 1 1 小结 笔记 F1全为高茎 F1配子种类及其比例D d 1 1 现代的科学界对孟德尔有这样的评价 八年耕耘源于对科学的痴迷 对科学的执着一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密 选择了正确的实验材料实验设计开辟了研究的新路 单因子分析法数学统计揭示出遗传的规律 运用了数学统计的方法 概念 遗传因子 显性遗传因子 隐性遗传因子 杂合子 纯合子 性状分离 隐性性状 显性性状 相对性状 控制 自交 自交 纯合子 杂交 笔记 遗传因子分离 雌雄配子随机结合导致 1 根据题意 画出便于逻辑推理的图解 2 判断显 隐性性状 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或DD D 4 根据性状分离比 根据后代性状表现 遗传因子组成 判断双亲遗传因子组成 5 弄清有关配子的遗传因子及比例 6 利用配子比例求相应个体概率 遗传题解题步骤 笔记 显隐性判定 亲本具有相同性状 子代发生性状分离 则亲本表现的为显性性状 如上 亲本具有相对性状 子代不发生性状分离 则子代表现的为显性性状 如上 基因型 遗传因子组成 推断 比例预测和概率计算 概率 重复实验中 某一事件出现的可能性 运算法则 乘法原理 两个 或以上 独立事件同时出现的概率为各自概率之积 加法原理 两个 或以上 互斥事件出现其中之一的概率为各自概率之和 笔记 例 杂合子自交子代概率 棋盘法 一对相对性状的六种结合方式与子代遗传因子与性状表现型的比例 全AA 全为显性性状 AA Aa 1 1 全为显性性状 全Aa 全为显性性状 AA Aa aa 1 2 1 显 隐 3 1 Aa aa 1 1 显 隐 1 1 全aa 全为隐性性状 课后习题答案 P8 3 1 在F1水稻细胞中含有一个控制合成支链淀粉的遗传因子和一个控制合成直链淀粉的遗传因子 在F1形成配子时 两个遗传因子分离 分别进入不同配子中 含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉 遇碘变橙红色 含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉 遇碘变蓝黑色 其比例为1 1 2 孟德尔的分离定律 即在F1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 3 2 4 1 白色 黑色 2 性状分离 白毛羊为杂合子 杂合子在自交时会产生性状分离现象 3 图中第三代白毛羊为杂合子的概率为 若让第三代白毛羊与黑毛羊交配 则其子代性状比例为 2 3 白毛 黑毛 2 1 1 1 将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种 这样可在一个季节里产生多匹杂交后代 2 杂交后代可能有两种结果 一是杂交后代全部为栗色马 此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子 二是杂交后代中既有白色马 又有栗色马 此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子 3 若该栗色公马为杂合子 怎样较快获得纯合栗色马 2 提示 选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一 孟德尔在遗传杂交实验中 曾使用多种植物如豌豆 玉米 山柳菊做杂交实验 其中豌豆的杂交实验最为成功 因此发现了遗传的基本规律 这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点 例如 豌豆严格自花受粉 在自然状态下是纯种 这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种 豌豆花大 易于做人工杂交实验 豌豆具有稳定的可以区分的性状 易于区分 统计实验结果 3 提示 凯库勒提出苯分子的环状结构 原子核中含有中子和质子的发现过程等 都是通过假说 演绎法得出结论的 19世纪以前科学家对遗传学的研究 多采用从实验结果出发提出某种理论或学说 而假说 演绎法 是从客观现象或实验结果出发 提出问题 作出假设 然后设计实验验证假说的研究方法 这种方法的运用促进了生物科学的研究 使遗传学由描述性研究进入理性推导和实验验证的研究阶段 练习1 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2 下列各项中属于相对性状的是 A 玉米的黄粒和圆粒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3 一对杂合白羊 生有4只小羊 则4只小羊的表现型可能为 A 全白B 全黑C 三白一黑D A B C均可能4 下列几组杂交 哪组属于纯合子之间的杂交 A DD DdB DD ddC Dd DdD Dd dd 5 下列关于遗传因子的表述中 错误的是 A 体细胞中的遗传因子是成对存在的B 具有显性遗传因子的个体都为显性类型C 配子中的遗传因子是成单存在的D 具有隐性遗传因子的个体都为隐性类型6 用纯种高茎豌豆与矮茎豌豆作杂交实验时 需要 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 人的卷舌对非卷舌是显性 一对能卷舌的夫妇生了一个不能卷舌的孩子 这对夫妇和孩子的遗传因子型依次是 A Rr Rr rrB RR RR rrC Rr rr RrD RR Rr rr 8 用纯种高茎豌豆 DD 与纯种矮茎豌豆 dd 杂交 得到F1全为高茎 将F1自交得F2 发现F2中高茎 矮茎为3 1 实现F2中高茎 矮茎为3 1的条件是A F1形成配子时 遗传因子分离 形成两种配子B 含有不同遗传因子的配子随机结合C 含有不同遗传因子组合的种子必须有适宜的生长发育条件D 只需A项条件 而不需B C两项条件 A B C 9 下列叙述正确的是A 纯合子测交后代都是纯合子B 纯合子自交后代是纯合子C 杂合子自交后代都是杂合子D 杂合子测交后代都是杂合子10 桃果实表面光滑对有毛为显性 在毛桃的植株上授以纯合光桃的花粉 该雌蕊发育成的果实应为 A 毛桃C 毛桃的概率为1 3B 光桃D 光桃的概率为1 311 羊的毛色白色对黑色为显性 两只杂合白羊为亲本 接连生下了3只小羊是白羊 若它们再生第4只小羊 其毛色A 一定是白色的B 是白色的可能性大C 一定是黑色的D 是黑色的可能性大 B A B 12 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 13 基因型为 的个体与基因型为aa的个体杂交产生的 进行自交 那么 中的纯合子占 中个体数的 14 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