孟德尔豌豆杂交实验(一)分离定律

遗传与进化 第1章遗传因子的发现 第1节孟德尔的豌豆杂交实验 一 问题探讨 不同颜色的牡丹 红牡丹和白牡丹杂交后子代的牡丹花会是什么颜色 融合观点 Mendel 1822 1884 遗传学的奠基人 孟德尔 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 孟德尔生平 孟德尔 G Mendel 1822 1884 是现代遗传学的奠基人 出生于贫苦农民家庭 年轻时进入修道院 1851年被派到维也纳大学学习 1854年返回修道院任职 1857年开始在修道院的花园做豌豆遗传试验 1865年发表了题为 植物杂交实验 的划时代论文 但当时并未引起人们注意 直到1900年才引起遗传学家 育种家的高度重视 现代遗传学迅速发展起来 为什么用豌豆做遗传实验易成功 提供花粉 接受花粉 异花传粉 两朵花之间的传粉过程 1 豌豆是自花传粉 闭花受粉植物 自然状态下 永远是纯种 2 豌豆有一些稳定的 易于区分的相对性状 为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功 去雄 传粉 孟德尔的豌豆杂交试验 高茎 矮茎 的花母本 接受花粉 矮茎 或高茎 的花父本 供应花粉 相对性状 一种生物的同一种性状的不同表现类型 性状 生物体的形态 结构和生理特性等特征 如 茎的高度 花的颜色及种子性状等 相对性状 1 牵牛花的阔叶与小麦的窄叶 2 兔的白毛与黑毛 3 狗的长毛与卷毛 请判断下列性状是否为相对性状 不是 是 不是 1 父本 遗传图解中常用的符号 2 母本 3 亲本 P 6 杂种后代 F 4 杂交 7 杂种子一代 F1 8 杂种子二代 F2 5 自交 一对相对性状的杂交实验 杂交 P F1 正交 反交 杂交 P F1 疑问为什么子一代都是高茎而没有矮茎呢 纯高 纯矮 F2 显性性状 隐性性状 性状分离 在F1中显现出来的性状 在F1中没有显现出来的性状 在杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象 概念 红果西红柿与黄果西红柿杂交 F1所结的果实全是红色 这说明西红柿果实红色是 性状 黄色是 性状 将F1产生的种子种下 100株F2中将有 株是结红色果实的 显性 隐性 75 想一想 一株高杆小麦自花传粉产生200粒种子 长出的幼苗中148株为高杆 52株为矮杆 可知 是显性的 是隐性的 高杆 矮杆 想一想 孟德尔发现在1064株F2中 高的787株 矮的为277株 高茎与矮茎的数量比接近于 为什么会出现这种现象呢 F 出现3 1的性状分离比是偶然的吗 3 1 分离比3 1 七对相对性状的遗传试验数据 2 96 1 2 84 1 3 01 1 3 15 1 2 95 1 2 82 1 3 14 1 对分离现象的解释 1 性状由遗传因子决定 每个因子决定着一种特定的性状 决定显性性状 如高茎 的遗传因子 用大写字母表示 D B P 如 高茎的显性遗传因子为D 决定隐性性状 如矮茎 的遗传因子 用小写字母表示 d b p 如 矮茎的隐性遗传因子为d 显性遗传因子 隐性遗传因子 二 对分离现象的解释 遗传因子组成相同的个体 如 纯高茎DD 纯矮茎dd 遗传因子组成不同的个体 如 F1中的高茎Dd 纯合子 杂合子 2 体细胞中遗传因子成对存在 如 纯高茎遗传因子是DD 纯矮茎遗传因子是dd 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 配子中只含每对遗传因子中的一个 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 成对遗传因子分离 雌雄配子随机结合 DD Dd dd 1 2 1高茎 矮茎 3 1 4 受精时 雌雄配子的结合是随机的 配子 F2 高茎 高茎 高茎 矮茎 1 2 1 遗传图解 三 对解释的验证 测交实验 Dd dd D d 配子 高茎 矮茎 测交 测交后代 1 1 在实际的测交操作过程中 得到64株后代 高茎30 矮茎34 比例接近1 1 四 分离定律 在生物的体细胞中 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 分离定律的适应条件 1 进行有性生殖的生物 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 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 假说 演绎法 观察实验 发现问题 分析问题 提出假设 根据假说 演绎推理 归纳综合 总结规律 设计实验 验证假说 基因 表现型 基因型 等位基因 孟德尔的 遗传因子 是指生物个体所表现出来的性状 是指与表现型有关的基因组成 控制相对性状的基因 如A与a等 1900年 孟德尔的遗传规律被重新提出 1909年 丹麦生物学家约翰逊将 遗传因子 改名为 基因 并提出了表现型和基因型的概念 五 孟德尔遗传规律的再发现 六 孟德尔遗传规律的现代解释 P30 规律性比值在解决遗传性问题的应用 后代显性 隐性为1 1 则亲本遗传因子为 AaXaa 后代显性 隐性为3 1 则亲本的遗传因子为 AaXAa 后代遗传因子为Aa aa为1 1 则亲本的遗传因子为 AaXaa 后代遗传因子为AA Aa aa为1 2 1 则亲本的遗传因子为 AaXAa 拓展一 隐性个体在解决遗传题目的运用 根据分离规律 某显性性状可能是纯合的 也可能是杂合的 而隐性性状一旦出现 则一定是纯合的 且只能产生一种配子 1 如果一亲本是隐性个体 则它一定传给子代中每一个个体一个隐性遗传因子 由此可知后代个体的遗传因子 例 人类白化病遗传 2 子代有隐性个体 则其两个亲本至少有一个隐性遗传因子 由此可推知亲本的遗传因子 如 白色公羊X白色母羊 黑色小羊 很明显黑色是隐性 用aa来表示 所以两个亲本的遗传因子是Aa 拓展二 判断显性个体是否为纯合子的方法 自交法 看后代是否有性状分离有 杂合子无 纯合子后代只有显性性状 纯合子测交法 后代有显性和隐性性状 杂合子 拓展三 概率在遗传学分析中的应用 1 加法定律 当一个事件出现时 另一个事件就被排除 这样的两个事件称为互斥事件 它们的概率等于各自概率之和 例题1 人体肤色正常 A 对白化 a 是显性 一对夫妇基因型都是Aa 他们所生的孩子中 表现型正常的概率是多少 答案 3 4 拓展四 乘法定律 当一个事件的发生不影响另一事件的发生时 这样的两个独立事件同时出现或相继出现的概率等于各自概率的乘积 例题2 人类的双眼皮 B 对单眼皮 b 为显性 现有一对夫妇基因型均为Bb 则他们生一个单眼皮男孩的概率是多少 答案 1 4 1 2 1 8 遗传题概率计算的一般步骤 1 确定显 隐性2 写出隐性个体的基因型3 显性性状的个体一定有一个显性基因4 子代的基因一个来自父方 一个来自母方 杂交育种 隐性遗传因子控制的优良性状 例小麦 水稻矮杆性状的选育 aa F1Aa AAAaaa 显性遗传因子控制的优良性状 例小麦抗杆锈病性状的选育 AA F1Aa AAAaaa 1 42 41 4 AA 1 4 2 4 AAAaaa 1 42 41 4 基因分离规律的应用 医学上的应用 系谱图 男性患者 女性患者 男性正常 女性正常 对遗传病的基因型和发病概率做出推断 隐性遗传因子控制的遗传病 隐性遗传病 如 白化病 先天性聋哑等 正常 AA Aa 携带者 患者 aa 已知亲本的的基因型 求后代的基因型 医学上的应用 对遗传病的基因型和发病概率做出推断 显性遗传因子控制的遗传病 显性遗传病 如 多指 并指等 患者 AA Aa 正常 aa 已知亲本的的基因型 求后代的基因型 例 如图所示为某家族中白化病的遗传图谱 请分析并回答 以A a表示有关的基因 1 该病致病基因是性的 2 5号 9号的基因型分别是和 3 8号的基因型是 概率为 或 概率为 10号的基因型是 概率为 或 概率为 4 8号与10号属关系 两者不能结婚 若结婚则后代中白化病机率将是 5 7号的致病基因直接来自哪些亲体 隐 Aa aa AA 1 3 Aa 2 3 AA 1 3 Aa 2 3 近亲 1 9 3号和4号 分离定律的事例分析 1 番茄茎的有毛与无毛是一对遗传性状 并且已经知道有毛 H 对无毛 h 是显性 如果让基因型都为Hh的两个亲本杂交 那么 这两个亲本的后代会产生什么样的表现型和基因型呢 你能通过分析 推算出后代的表现型和基因型的概率吗 2 某学校动物饲养室里养有2只黑毛豚鼠和1只白毛豚鼠 其中黑毛雌豚鼠 甲 与白毛雄豚鼠 丙 交配后 共生殖了7窝小豚鼠 其中8只黑毛 6只白毛 另一只黑毛雌豚鼠 乙 与白毛雄豚鼠 丙 交配后 生殖的7窝小豚鼠全部是黑毛豚鼠 已知豚鼠的毛色是由一对等位基因B和b控制的性状 根据以上资料 你能够推算出甲 乙 丙3只豚鼠的基因型吗 练习 1 下列几组植物杂交中 其实验结果可以用分离规律加以解释的是 A 抗病 早熟 F1 F2B 杂高 纯矮 F1 F2C 高杆 抗病 F1 F2D 纯高 纯高 F1 F2 B 练习 2 一个杂交组合的后代 F1 呈3 1的性状分离 这个杂交组合是 呈1 1的性状分离 这个杂交组合是 A DD ddB Dd ddC Dd DdD dd dd C B 练习 3 一只白色公羊与一只黑色母羊交配 生出的小羊全部表现为白色 这是因为 A 黑色母羊必为杂合子B 白色小羊必为纯合子C 控制黑色的基因消失D 控制黑色的基因未消失 但不表现 D 练习 4 下列个体中属于纯合子的是 A aaBBB AABbC AaBBD aaBb A 练习 5 下列哺乳动物细胞中 一般不存在成对遗传因子的细胞 A 精子细胞B 合子C 受精卵D 神经元 A 练习 6 一对杂合的黑色豚鼠交配 生出黑色小鼠的概率是 生出黑色小鼠为杂合子的概率是 A 2 3B 3 4C 1 2D 1 4 B A 练习 7 一对杂合的黑色豚鼠交配 生出四只豚鼠 它们