第一章第一节孟德尔的豌豆杂交实验(一)

第一章 遗传因子的发现 第1节孟德尔的豌豆杂交实验 一 遗传学第一定律 基因分离定律 一 孟德尔的生平简介 奥地利人 天主神父 遗传学的奠基人 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 Mendel 1822 1884 孟德尔 1822 1884 奥地利人 21岁做修道士 29岁进修自然科学和数学 34岁回修道院研究植物杂交实验整整八个年头 43岁发表论文 植物杂交实验 62岁回归无机世界 逝世16年后 开始名垂青史 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 人们曾经认为两个亲本杂交后 双亲的遗传物质会在子代体内发生混合 使子代表现出介于双亲之间的性状 就像把一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起 混合液是另外一种颜色 再也无法分出蓝色和红色 这种观点称做融合遗传 按照上述观点 则 你同意以上观点吗 说说你的理由 问题探讨 孟德尔具有了杂交可使生物产生变异的进化思想 以及应用数学方法分析遗传学问题的意识 思路实验材料 豌豆 有多对相对性状 孟德尔挑出了七对相对性状这么多的性状 该如何研究呢 你是如何思考的 化繁为简先研究一对相对性状 二 一对相对性状的杂交实验 母本 父本 P 亲本 F1 子一代 杂交 去雄 人工异花传粉过程 去雄须在花粉成熟前 2 另一个亲本的性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了 1 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 矮茎 P F1 高 矮 高 正交反交 1 人工异花传粉的过程正确的是 花粉成熟前 花粉成熟时 花谢后 套袋 去雄 异花传粉A B C D P F1 高 矮 高 二 一对相对性状的杂交实验 高 矮 F2 F2 子二代 F2茎的高度 接近3 1 自交 自花传粉 787 高 277 矮 在杂种后代中同时出现显性和隐性性状的现象 子一代中显现出来的性状 子一代中未显现出来的性状 显性性状 隐性性状 性状分离 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 P F1 高 矮 高 二 一对相对性状的杂交实验 高 矮 F2 F2中的3 1是不是巧合呢 思考 现象的观察与思考 七对相对性状的遗传试验数据 2 82 1 黄色 152 绿色 428 豆荚颜色 2 95 1 不饱满 299 饱满 882 豆荚形状 3 01 1 绿色 2001 黄色 6022 子叶颜色 3 15 1 白色 224 灰色 705 种皮颜色 3 14 1 顶生 207 腋生 651 花的位置 2 96 1 皱缩 1850 圆滑 5474 种子形状 面对这些实验数据 你能找出其中的规律吗 三 对分离现象的解释 1 生物的性状由遗传因子决定 遗传因子不融合 不消失 一对相对性状用同一个字母的大小写表示 显性性状 由显性遗传因子控制 D 隐性性状 由隐性遗传因子控制 d 2 体细胞中遗传因子成对存在 纯种高茎豌豆 纯种矮茎豌豆 F1高茎豌豆 DD dd Dd 纯合子 成对遗传因子相同 杂合子 成对遗传因子不同 3 生物体形成生殖细胞 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的一个 4 受精时 雌雄配子随机结合 受精后 遗传因子恢复成对 显性因子 D 对隐性因子 d 有显性作用 所以F1表现显性性状 1 性状由遗传因子决定 2 遗传因子成对存在 三 对分离现象的解释 核心 Dd D d DD Dd Dd dd 配子 D d 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 1 2 1 F1形成配子时 成对的遗传因子分离 形成D和d两种配子 F1形成的配子种类 比值都相等 受精机会均等 F2性状分离 遗传因子型比为 1 2 1 表现型比为3 1 高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解 Dd D d 配子 D d 配子 F2 F1形成配子时 成对的遗传因子分离 形成D和d两种配子 F1形成的配子种类 比值都相等 受精机会均等 F2性状分离 遗传因子型比为 1 2 1 表现型比为3 1 高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解 棋盘法 dd Dd Dd DD 性状分离比的模拟 1 甲乙两个小桶代表什么 彩球代表什么 2 一个桶内两种彩球数量相等代表什么意义 3 为什么每次抓取的小球要放回原来的小桶内 4 彩球有几种组合 其组合代表什么 思考 2 在一对相对性状的遗传中 隐性亲本与杂合子亲本相交 其子代个体中与双亲遗传因子组成都不相同的是 0 25 50 75 1 下列各对性状中 属于相对性状的是A 狗的长毛和卷毛B 棉花的掌状叶和鸡脚叶C 玉米粒的紫色和叶片的绿色D 豌豆的高茎和蚕豆的矮茎 3 番茄果实的红色对黄色为显性 现有两株红色番茄杂交 其后代可能出现的的性状正确的一组是 全是红果 全是黄果 红果 黄果 1 1 红果 黄果 3 1A B C D 4 一株杂合的红花豌豆自花传粉共结出10粒种子 有9粒种子生成的植株开红花 第10粒种子长成的植株开红花的可能性为A 9 10B 3 4C 1 2D 1 4 5 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 6 一对杂合子的黑毛豚鼠交配 生出四只豚鼠 它们的性状及数量可能是A 全部黑色或白色B 三黑一白或一黑三白C 二黑二白D 以上任何一种都有可能 思维判断 1 豌豆的高茎和矮茎是一对相对性状 2 纯合子自交后代都是纯合子 杂合子自交后代都是杂合子 3 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离 4 体细胞中成对的遗传因子在形成配子时彼此分离 互不干扰 5 运用假说 演绎法验证的实验结果总与预期相符 假说 演绎法 科学实验 发现事实 大胆猜测 推出假设 演绎推理 实验检测 反复实验 揭示规律 1 F1都表现出显性性状 2 F2中出现了3 1的性状分离比 2 生物体形成配子时 成对的遗传因子彼此分离 分别进入不同的配子中 受精时 雌雄配子随机结合 1 生物的性状由成对的遗传因子决定 测交实验 分离定律 四 对分离现象解释的验证 一个正确的理论 解释已知 预测未知 并通过实验检验推断结果 如何对这一假说进行验证呢 提示 隐性纯合子产生的配子只有一种隐性配子 不掩盖任何其他配子的显隐性 分析测交后代即可推测被测个体的配子种类 而且F1是假说 演绎过程中的关键所在 是亲代配子组合的产物 又自交形成F2 如果测交实验证明其能形成两种配子 就能说明假说的正确性 孟德尔验证实验中为什么用F1进行测交实验 对分离现象解释的验证 测交实验 测交 把被测个体与隐性亲本杂交 根据测交子代表现型的种类和比例 确定被测个体的遗传因子组成 Dd dd D d 配子 高茎 矮茎 测交 测交后代 1 1 请预测实验结果 让F1与 杂交 隐性纯合子 30 34 理论比 实际比 四 对分离现象解释的验证 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 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 配子 五 分离定律的内容 1 有性生殖生物的性状遗传 2 真核生物的性状遗传 3 细胞核遗传 4 一对相对性状的遗传 1 豌豆 豌豆花大 易于进行人工异花传粉 六 用豌豆作为实验材料取得成功的原因 自花传粉 闭花受粉 自然状态下一般是纯种 2 豌豆有易于区分的性状 而且性状能稳定遗传给后代 性状 指生物体的形态特征或生理特征的总称 形态特征如豌豆种子的形状 颜色 生理特征如植物的抗病性 耐寒性 耐旱性等 相对性状 一种生物的同一种性状的不同表现类型 六 用豌豆作为实验材料取得成功的原因 课时提能演练 十四 5 易错题 假说 演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法 下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的 演绎 过程的是 A 若遗传因子位于染色体上 则遗传因子在体细胞中成对存在B 若F1产生配子时成对遗传因子分离 则测交后代会出现两种性状 分离比接近1 1C 若F1产生配子时成对遗传因子分离 则F2中三种基因型个体比接近1 2 1D 由F2出现了 3 1 推测生物体产生配子时 成对遗传因子彼此分离 遗传因子组合 假说内容之一 假说内容之一 假说内容之一 变式1 孟德尔运用假说 演绎法总结出了遗传学的两大规律 以下说法中属于假说内容的是 A F1全部表现高茎B 生物性状是由基因决定的C F2既有高茎又有矮茎 性状分离比接近3 1D 受精时 雌雄配子随机结合 假说阶段的实验 孟没有提到基因 假说阶段的实验 28 16分 I 1 孟德尔以黄色纯种豌豆和绿色纯种豌豆做亲本 分别设计了纯合亲本的杂交 F1自交 测交三组实验 按假说演绎法最后得出了基因的分离定律 在假说阶段完成的实验是 纯合的亲本杂交和F1自交 变式2 孟德尔在探索遗传规律时 运用了 假说 演绎法 下列相关叙述中不正确的是A 生物性状是由遗传因子决定的 体细胞中遗传因子成对存在 配子中遗传因子成单存在 受精时雌雄配子随机结合 属于假说内容B 测交实验 是对假说推理过程及结果的验证C 一对相对性状的遗传实验和结果 不属于 假说 演绎法 的内容D F1 Dd 能产生数量相等的两种配子 D d 1 1 属于假说推理内容 F1配子的种类有两种是指雌雄配子分别为两种 D和d D和d的比例为1 1 而不是雌雄配子的比例为1 1 变式3 假说 演绎法包括 提出问题 作出假设 验证假设 得出结论 四个基本环节 下列关于孟德尔的研究过程的分析不正确的是 a 提出问题是建立在纯合亲本杂交和f1自交两组豌豆遗传实验基础上的b 孟德尔所作假设的核心内容是 性状是由位于染色体上的基因控制的 c 为了验证作出的假设是否正确 孟德尔设计并完成了测交实验d 孟德尔成功的原因之一是选用豌豆作为实验材料 1杂交育种 七 分离定律的应用 原则 按照育种目标 选配亲本进行杂交 根据性状的遗传表现选择符合人们需要的杂种后代 再经过有目的的选育 最终培育出具有稳定遗传性状的品种 例 教材技能训练 P7 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 01234n 自交代数 0 5 1 比例 分离定律的相关推理 1杂交育种 思考1 若优良性状为隐性性状呢 一旦出现性状分离 就能稳定遗传 便可留种推广思考2 若优良性状为杂合子呢 两个纯合的不同性状个体杂交后代就是杂合子 但每年都要配种 2遗传疾病发生概率的预测 七 分离定律的应用 1 用于推测子代的患病机率 已知亲代的遗传物质的组成 求其子代患病的机率有多大 比较简单 如白化病是一种隐性遗传病 双亲的基因型为Aa Aa 那么后代的患病机率有多大 近亲结婚的原理 双方很可能是同种致病遗传因子的携带者 他们的子女患隐性遗传病的几率大大增加 若后代性状分离比为显性 隐性 3 1则亲代为 若后代性状分离比为显性 隐性 1 1则亲代为 若后代性状全为显性 若后代性状全为隐性 则亲代至少有一显性纯合子 Dd Dd Dd dd DD DDDD ddDD Dd dd dd 2 用于推测亲代的遗传物质的组成 比较简单 则亲代全为隐性 2遗传疾病发生概率的预测 七 分离定律的应用 杂合子自交 杂合子测交 3 综合型 先由子代推测亲代遗传物质的组成 再由亲代推测子代患病机率 2遗传疾病发生概率的预测 七 分离定律的应用 如 在亲代遗传因子组成未确定的情况下 如何求其后代某一性状发生的概率 下图为某家族白化病 皮肤中无黑色素 的遗传系谱 请据图回答 相关的遗传基因用A a表示 1 该病是由性基因控制的 2 I3和I4都是正常的 3也是正常的 但 4为白化病患者 这种现象在遗传学上称为 3 3的可能基因型是 他是杂合子的机率是 4 是白化病的机率是 A 1 2B 2 3C 1 4D 1 9 隐 D 性状分离 AA Aa 2 3 三维设计P7 3在一对相对性状中区分显隐性 自交法和杂交法结合使用 方法一 取相同性状的个体杂交 看是否有性状分离 若出现性状分离 无中生有 出现的性状为隐性 若不出现性状分离 说明为纯合子 则取和其表现型不同的纯合子进行杂交 子一代表现出来的性状为显性 方法二 取不同性状的个体杂交 看子代是否只出现一种性状 若只出现一种性状 则子代所出现的性状为显性 若不是 说明为杂合子 则分别让与亲本相同性状的子代回交 不出现性状分离的一组为隐性 4判断纯合子和杂合子 1 已知显隐性 测交法若后代既有显性又有隐性性状 则被鉴定的为杂合子 若后代只有显性性状 则为纯合子 测交法通常用于动物 2 已知或未知显隐性 自交法若后代出现性状分离 则此个体为杂合子 若后代中不出现性状分离 则此个体为纯合子 自交法通常用于植物 3 花粉鉴定法教材P8非糯性水稻与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色 如果花粉有两种 且比例为1 1 则被鉴定的亲本为杂合子 如果花粉只有一种 则被鉴定的亲本为纯合子 4 用花粉离体培养成单倍体植株并用秋水仙素处理后获得的植株为纯合子 根据植株性状进行确定 5验证分离定律 1 测交法F1 隐性纯合子 子代性状分离比为1 1 F1产生两种数量相等的配子 遵循分离定律 2 自交法F1 子代性状分离比为3 1 F1产生了两种数量相等的配子 遵循分离定律 3 花粉鉴定法 过程 非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色 取F1的花粉放在载玻片上 加一滴碘酒 结果 一半花粉呈蓝色 一半花粉呈褐色 结论 分离定律是正确的 八 自交与自由交配 随机交配 区别 1 自交 指遗传因子组成相同的个体交配 植物是指自花传粉 2 自由交配 指群体中不同个体随机交配 遗传因子组成相同或不同的个体之间都要进行交配 随机交配 个体A 个体B 个体A 个体B 自交 若 1 3AA2 3Aa自交结果 1 3AA2 3Aa自交结果 1 3AA2 3 1 4AA 1 2Aa 1 4aa 若 1 3AA2 3Aa随机交配结果 1 2AA 1 3Aa 1 6aa 2010全国 已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活 aa个体在出生前会全部死亡 现有该动物的一个大群体 只有AA Aa两种基因型 其比例为1 2 假设每对亲本只交配一次且成功受孕 均为单胎 在上述环境条件下 理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是A 1 1B 1 2C 2 1D 3 1 1 3AA 2 3Aa 1 3AA 2 3Aa 4 9AA 4 9Aa 1 9aa 相当于1 3AA2 3Aa随机交配结果 推出 该群体随机交配产生的第一代中AA Aa 1 1 1 3AA2 3Aa随机交配 则A的基因频率为2 3 a的基因频率为1 3 根据公式 子代基因型频率为 4 9AA 4 9Aa 1 9aa 用基因频率解 九 被子植物的双受精 种子的相关知识 胚是新植物的幼体 由此可见 胚是种子中的主要部分 菜豆种子 种皮 胚 胚芽 胚轴 胚根 子叶 胚芽 茎和叶 胚根 根 胚轴 连接茎和根的部分 作用 胚珠 子房壁 果皮 种子 思考 果皮和种子分别由子房的哪部分发育而来 果实 子房 胚珠怎么发育成种子的 珠被 极核 卵细胞 种皮 受精后 胚乳 受精后 胚 种子 胚珠 子房 子房壁 珠被 果皮 种皮 种子 果实 胚乳 胚 卵细胞 极核 胚珠 受精后 受精后 总结 果实和种子的形成 一株纯黄玉米 YY 与一株纯白玉米 yy 相互传粉 两株植株结出的种子的胚和胚乳的基因情况是 A 胚细胞相同 胚乳细胞不同B 胚细胞和胚乳细胞都相同C 胚细胞不同 胚乳细胞相同D 胚细胞和胚乳细胞都不同 解释 若纯黄玉米作父本 纯白玉米作母本 则黄玉米产生的精子基因为Y 白玉米产生的卵细胞的基因为y 则胚的基因型为Yy 胚乳的基因型为Yyy 反之 若纯黄玉米作母本 纯白玉米作父本 则黄玉米产生的卵细胞基因为Y 白玉米产生的精子的基因为y 则胚的基因型为Yy 胚乳的基因型为YYy 例1红色果皮番茄 R 对黄色果皮 r 为显性 若把纯合的红色果皮番茄的花粉传到黄色果皮番茄花的柱头上 分析 1 黄色果皮番茄上结出的番茄果皮基因型是 呈色 2 若该果实的种子发育成植株 结出的果实果皮基因是 呈色 rr 黄 Rr 红 课时提能演练 十四 5 易错题 假说 演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法 下列属于孟德尔在发现基因分离定律时的 演绎 过程的是 A 若遗传因子位于染色体上 则遗传因子在体细胞中成对存在B 若F1产生配子时成对遗传因子分离 则测交后代会出现两种性状 分离比接近1 1C 若F1产生配子时成对遗传因子分离 则F2中三种基因型个体比接近1 2 1D 由F2出现了 3 1 推测生物体产生配子时 成对遗传因子彼此分离 遗传因子组合 假说内容之一 假说内容之一 假说内容之一 变式2 孟德尔在探索遗传规律时 运用了 假说 演绎法 下列相关叙述中不正确的是A 生物性状是由遗传因子决定的 体细胞中遗传因子成对存在 配子中遗传因子成单存在 受精时雌雄配子随机结合 属于假说内容B 测交实验 是对假说推理过程及结果的验证C 一对相对性状的遗传实验和结果 不属于 假说 演绎法 的内容D F1 Dd 能产生数量相等的两种配子 D d 1 1 属于假说推理内容 F1配子的种类有两种是指雌雄配子分别为两种 D和d D和d的比例为1 1 而不是雌雄配子的比例为1 1 双选 将基因型为Aa的豌豆连续自交 后代的纯合子和杂合子所占的比例如图所示 据图分析 错误的说法是 A a曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例B b曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例C 隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小D c曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化 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 分离定律内容及其应用 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 课堂小结 F1都表现出显性性状 孟德尔获得成功的原因 1 选用豌豆做实验材料 豌豆自花传粉 闭花受粉 自然状态下是纯种 具有易于区分的性状 3 将统计学方法引