性状分离模拟实验

八年耕耘源于对科学的痴迷 一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密 实验设计开辟了研究的新路 数学统计揭示出遗传的规律 走进孟德尔 现代遗传学之父 fatherofmoderngenetics 是遗传学的奠基人 孟德尔从小喜爱自然科学 由于家境贫寒 21岁便做了修道士 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 种植豌豆 山柳菊 玉米等多种植物 进行杂交试验 潜心研究了八年 其中 豌豆的杂交试验非常成功 认识豌豆 一年生或二年生草本植物 花 花白色或紫红色 花柱内侧有须毛 闭花授粉 花瓣蝴蝶形 荚果长椭圆形或扁形 根据内部有无内层革质膜及其厚度分为软荚及硬荚 种子可呈圆形圆柱形 椭圆 扁圆 凹圆形 每荚2 10颗 多为青绿色 也有黄白 红 玫瑰 褐 黑等颜色的品种 可根据表皮分为皱皮及圆粒 干后变为黄色 果实 营养价值 在豌豆荚和豆苗的嫩叶中富含维生素C和能分解体内亚硝胺的酶 可以分解亚硝胺 具有抗癌防癌的作用 豌豆与一般蔬菜有所不同 所含的止杈酸 赤霉素和植物凝素等物质 具有抗菌消炎 增强新陈代谢的功能 思考 为什么选择豌豆做实验 常见 材料容易得到生长周期短 缩短时间自花传粉 闭花授粉稳定 易于区分的性状果实多 便于统计分析 孟德尔的假说 1 生物的性状是由遗传因子决定的 每个因子决定着一种特定的性状 其中决定显性性状的为显性遗传因子 用大写字母来表示 如D 决定隐性性状的为隐性遗传因子 用小写字母表示 如d 2 体细胞中遗传因子是成对存在的 遗传因子组成相同的个体叫做纯合子 如DD dd 遗传因子组成不同的个体叫做杂合子 如Dd 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 配子中只含有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 DD dd D d Dd 配子 高茎 矮茎 高茎 p F1 性状分离比的模拟实验 实验目的 1 通过模拟实验 认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系 体验孟德尔假说2 通过该实验 更加深刻的认识和理解基因的分离定律3 为将要学习的基因的自由组合定律打下一定的理论基础 实验原理 由于进行有性杂交的亲本 在形成配子时 成对的遗传因子会发生分离 受精时雌雄配子又会随机结合成合子 本实验就是通过模拟雌雄配子随机结合的过程 来验证杂种后代性状的分离比本实验用甲 乙两个小桶分别代表雌 雄生殖器官 甲乙两小桶内的彩球分别代表雌雄配子 用不同彩球的随机结合 模拟生物在生殖过程中 雌雄配子的随机结合 材料用具 小桶2个 分别标记甲 乙 两种不同颜色的彩球各20个 一种彩球标记D 另一种彩球标记d 记录用的笔和纸 实验方法与步骤 1 混合小球分别摇动甲 乙小桶 使桶内小球充分混合 2 随机取球分别从两个小桶内随机抓取一个小球 组合在一起 这表示雌配子与雄配子随机结合成合子的过程 3 记录下这两个小球的字母组合 4 重复实验将抓取的小球放回原来的小桶 摇动小桶中的彩球 使小球充分混合后 再按上述方法重复做50 100次 重复次数越多 模拟效果越好 记录时 可将三种基因型写好 列出表格 以后每抓一次 在不同基因型后记录 5 统计小球组合统计小球组合为DD Dd和dd的数量分别是多少 记录并填入下表 将结果填入下表中 注意事项 抓取小球时不能看着桶里的小球抓 两个桶要同时抓 每抓完一次 必须将桶内的小球混合均匀 重复次数越多 结果越接近理论值 结果和讨论 1 统计实验结果 彩球组合有几种 每种组合的数量是多少 计算彩球组合类型之间的数量比 设计表格 记录实验结果 2 统计全班的实验结果 求平均值 计算小球组合类型之间的数量比 3 结论 讨论 模拟实验的结果是否符合孟德尔遗传假说 练习题 1 在 性状分离比的模拟实验 中 某同学连续抓取三次小球的组合都是DD 则他第四次抓取是DD的概率是A 1 4B 1 2C 0D 1 A 解析 从甲桶内抓取D小球的可能性为1 2 从乙桶内抓取D小球的可能性也是1 2 两者组合在一起的可能性为 1 2 1 2 1 4 每一次抓取都是独立的 对下一次抓取无影响 尽管该同学前三次抓取的都是DD 第四次抓取DD的概率依然是1 4 2 若D代表高茎 d代表矮茎 当你统计了200次后 矮茎植物约占A 1 4B 1 2C 1D 0 A 解析 dd组合出现的概率为1 43 每次抓后统计的小球要重新放回桶内 其原因是A 表示两种配子的数目要相等B 避免小球的丢失C 避免人为误差D 小球可再次使用 A 解析 等位基因分离 形成两种数目相等的配子 保证每次抓取小球的机率相同 问题探讨 如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果 他还能正确地解释性状分离现象吗 答 不能 因为实验统计的样本数目足够多 是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一 当对10株豌豆的个体做统计时 会出现较大的误差 孟德尔遗传定律在现实生活中的应用 自由组合定律 控制不同性状的遗传因子的分离和组合互不干扰 在形成配子时 决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离 决定不同