第1节孟德尔的豌豆杂交实验（1）.ppt

遗传 俯拾皆是的生物现象 其中的奥秘却隐藏至深 人们对它的探索之路 充满艰辛曲折 又是那么精彩绝伦 第一章遗传因子的发现 让我们从140多年前孟德尔的植物杂交实验开始 循着科学家的足迹 探索遗传的奥秘 第一节孟德尔的豌豆杂交实验 一 1 粉色 因为按照融合遗传的观点 双亲遗传物质在子代体内混合 子代呈现双亲的中介性状 即红色和白色的混合色 粉色 孟德尔 Mendel 1822 1884 简介 孟德尔于1822年7月22日 出生于奥地利一个贫寒的农民家庭 从小喜爱自然科学 由于家境贫寒 21岁做了修道士 后来 他被派到维也纳大学进修自然科学和数学 回到修道院后 他利用修道院的一小块园地 种植了豌豆 山柳菊 玉米等多种植物 进行杂交实验 潜心研究了8年 其中豌豆的杂交实验非常成功 孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果 发现了生物遗传的规律 成为遗传学的奠基人 为何选豌豆为实验材料容易成功 1 豌豆是自花受粉植物 而且是闭花受粉 避免了外来花粉的干扰 两性花的花粉 落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫做自花受粉 也叫自交 1 去雄 2 套袋 3 授粉 4 套袋 人工异花授粉示意图 豌豆在自然状态下一般都是纯种 用豌豆做人工杂交实验 结果既可靠 又容易分析 2 豌豆具有易于区分的性状 相对性状 一种生物的同一性状的不同表现类型 同种生物 豌豆 同一性状 茎的高度 不同表现类型 高茎1 5 2 0米 矮茎0 3米左右 实验结果很容易观察和分析 这么多的性状 该如何研究呢 简单 复杂 首先针对一对相对性状进行研究 一 一对相对性状的杂交实验 F1 F1 F1中所显现出来的性状 显性性状 F1中未显现出来的性状 隐性性状 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象的现象 性状分离 孟德尔没有停留在对实验现象的观察与描述上 而是对F2中不同性状的个体进行数量统计 分析F2中高茎植株与矮茎植株之间的数量关系 1064株F2植株中 787株高茎 277株是矮茎 数量比接近3 1 F2中出现3 1的性状分离比是偶然的吗 F2中出现的3 1的性状分离比不是偶然的 是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定比例分离 二 对分离现象的解释 孟德尔在观察和统计分析的基础之上 果断的摒弃了前人的融合遗传观点 通过严谨的推理和大胆的想像 对分离现象的原因提出了如下假说 1 生物的性状是由遗传因子决定的 遗传因子就像一个个独立的颗粒 既不相互融合 也不会在传递过程中消失 决定显性性状的为显性遗传因子 用大写字母 如D 来表示 决定隐性性状的为隐性遗传因子 用小写字母 如d 来表示 2 体细胞中遗传因子是成对存在的 纯种高茎豌豆 DD 纯种矮茎豌豆 dd F1高茎豌豆 Dd 遗传因子组成相同的个体 纯合子 遗传因子组成不同的个体 杂合子 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中的一个 4 受精时 雌雄配子的结合是随机的 高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解 假如雌雄配子的结合不是随机的 F2中还会出现3 1的性状分离吗 思考 不会 因为满足孟德尔实验条件之一是雌 雄配子结合机会相等 即任何一个雄配子 或雌配子 与任何一个雌配子 或雄配子 的结合机会相等 这样才能出现3 1的性状分离比 实验 性状分离比的模拟 一 孟德尔为什么用豌豆做杂交实验 二 F2中高茎和矮茎的性状分离比是多少 一 复习回顾 豌豆是自花传粉 闭花受粉 3 1 三 孟德尔对分离现象的原因 提出了什么假说 1 生物的性状是由遗传因子决定的 2 体细胞中的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 三 对分离现象解释的验证 孟德尔的假说合理的解释了豌豆一对相对性状杂交实验中出现的性状分离现象 但是一种正确的假说 仅能解释已有的实验结果是不够的 还应该能够预测另一些实验的结果 孟德尔巧妙地设计了测交 testcross 实验 让F1与隐性纯合子杂交 测交实验 杂种子一代高茎 隐性纯合子矮茎 x Dd dd D d Dd dd 高茎 矮茎 1 1 配子 测交 测交后代 请预测实验结果 d 64株 30株 34株 假说 演绎法 在观察和分析基础上提出问题以后 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 在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 则说明假说是错误的 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 发现问题 提出假说 解释现象 设计实验验证假说 对分离现象解释的验证 对分离现象的解释 一对相对性状的遗传实验 归纳过程是一个较复杂的思维活动 它除了运用归纳推理外还需充分地获得材料 并对材料进行整理和分析 经过去粗取精 去伪存真的加工过程 搜集和整理材料的逻辑方法分别有观察 实验和比较 分析 综合等 归纳推理是由充分相信的前提过渡到相信度较小但并非不相信的结论的过程 有广义 狭义之分 传统的归纳推理仅指归纳概括 广义的归纳推理包括一切主观地不充分置信的推理 从这点上说归纳推理至少包括以下四种推理 1 逆推理或 导致最好说明的推理 2 简单枚举法 3 类比法 4 排除归纳法 想一想 这种方法与传统的归纳法有什么不同 四 分离定律 在生物体的体细胞中 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 孟德尔第一定律 技能训练 设计实验程序 将获得的紫色花连续几代自交 即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交 直至自交后代不再出现白色花为止 本节聚焦 孟德尔一对相对性状的杂交实验是怎样设计的 孟德尔为解释试验结果作了哪些假设 他又设计了什么实验来验证假设 分离定律的实验内容是什么 练习 基础题1 B 2 B 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 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 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