高中生物遗传和变异

第二节遗传的基本规律,第六章遗传和变异,一、基因的分离定律,1,2,3,孟德尔是现代遗传学之父，是遗传学的奠基人。1822年7月22日，孟德尔出生在奥地利的一个贫寒的农民家庭里，从小很喜爱植物。当时在欧洲，学校都是教会办的。当地的教会看到孟德尔勤奋好学，就派他到首都维也纳大学去念书。从1851年到1853年，孟德尔在维也纳大学主要学习数学和物理学。因为对生物很感兴趣，他同时也学习了植物学。大学毕业以后，孟德尔就在当地教会办的一所中学教书。教堂周围有一片园地。孟德尔不仅自己种花，还养了蜜蜂。他读了不少书，也认识了不少植物和动物。通过书本，他了解了当时一些植物学家的工作，并且跟他们有书信往来。当时植物学家进行的植物杂交实验，引起了他浓厚的兴趣:他们想用这种办法改良品种，也想了解一些生物遗传的道理。在品种改良方面，他们取得了一些成绩，在探讨遗传的道理方面，可以说他们却一无所得。这引起了孟德尔的深思。问题出在哪里呢？,孟德尔,豌豆,？,孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料,1、豌豆是自花传粉，且是闭花受粉的植物,2、豌豆有易于区分的相对性状,孟德尔选用豌豆作试验材料的另一个原因，是因为他在栽培豌豆的过程中发现，豌豆的一些品种之间具有易于区分的性状，例如，豌豆中有高茎的（高度1.52.0m），也有矮茎的（高度0.3m左右）；有结圆粒种子的，也有结皱粒种子的。像这样，一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。,相对性状,例：豌豆的黄色子叶和绿色子叶；羊的白毛和黑毛；人的双眼皮和单眼皮等。,分析：羊的白毛和长毛是不是相对性状？,孟德尔经过仔细的观察，选择了豌豆的7对性状做杂交试验。他还注意到一棵植株或种子上同时有多对相对性状。,一对相对性状的遗传试验,这么多的性状，该如何研究呢？你是如何思考的？,简单,复杂,一对相对性状的遗传试验,F2中的3：1是不是巧合呢？,七对相对性状的遗传试验数据,面对这些实验数据，你信服了吗？那又如何解释实验现象呢？,孟德尔对相对性状遗传试验的解释,相对性状是由遗传因子（现称基因）决定的。显性性状由显性基因控制，用大写字母表示，隐性性状由隐性基因控制的，用小写字母表示，在体细胞中是成双存在。,配子形成时，成双的基因分开，分别进入不同的配子。,当雌雄配子结合完成受精后，又恢复成对。显性基因(D)对隐性基因(d)有显性作用。所以F1表现显性性状。,孟德尔对一相对性状遗传试验的解释,F1形成配子时，成对的基因分离，每个配子中基因成单。,F1形成的配子种类、比值都相等，受精机会均等，所以F2性状分离，表现比为3:1，基因类型比为1:2:1。,以上解释仅仅是孟德尔认为的，到底正确与否，还要通过实验验证。一个正确的理论，不仅能够解释出现的问题，还应能预测另一些实验的结果。,实验现象的验证：,测交,让F1与隐性亲本杂交,来检测F1的基因型实验方法,F1,30：34,dd,dd,d,D,D,D,d,d,d,1：1,能产生两种不同类型的配子（D和d）,比例为：。,1：1,基因的分离规律：,在杂种体内，等位基因虽然共同存在于一个细胞内，但他们分别位于一对同源染色体上，具有一定的独立性。在进行减数分裂的时候，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随着配子遗传给后代。这就是基因的分离规律。,实质：,杂合子的细胞中，等位基因分别位于一对同源染色体上,等位基因随同源染色体的分开而分离，随配子传递给后代。,（等位基因具独立性，分离的基础）,基因型和表现型,生物个体表现出来的性状,与表现型有关的基因组成,表现型,基因型,环境,单击画面继续,显性的相对性,红毛马（RR）,白毛马（rr）,P,F1,共显性,混花毛马（Rr）,基因的分离定律小结,一、概念的辨析,（一）交配类概念,1.杂交()2.自交()3.测交4.回交5.正交6.反交,两个基因型不同的个体相交。植物主要指不同品种间的异花传粉。,两个基因型相同的个体相交。植物主要指同一植株的自花传粉或异花传粉或相同品种间的异花传粉。,F1与隐性纯合子杂交，用来测定F1的基因型,F1与双亲之一杂交。测交属于回交的一种。,显性类型个体做母本的杂交方式。,显性类型个体做父本的杂交方式。,基因的分离定律小结,一、概念的辨析,（二）性状类概念,1.性状相对性状2.显性性状隐性性状3.性状分离4.显性的相对性完全显性不完全显性共显性5.显性、隐性确认方法,生物特定的形态、结构、生理、生化特征。,同种生物同一性状不同表现类型。,杂种子一代表现出的那个亲本性状。,杂种子一代没有表现出的那个亲本性状。,杂种后代同时出现显性性状和隐性性状.,F1全部表现显性性状，表现程度同显性亲本完全相同，这种显性表现叫完全显性。,F1性状表现介于显性亲本与隐性亲本之间,两个亲本的性状同时在F1的个体上表现出来,1）杂交2）自交,基因的分离定律小结,一、概念的辨析,（三）基因类概念,1.基因2.显性基因隐性基因3.等位基因4.同质基因5.非等位基因6.复等位基因,具有遗传效应的DNA片断，是控制生物性状的单位。,控制显性性状的基因，用大写英文字母表示。,位于同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因。特点：1）一定的独立性；2）分离性；3）随机结合性,位于同源染色体的相同位置上控制相同性状的基因。,控制隐性性状的基因，用小写英文字母表示。,位于同源染色体的不同位置上或非同源染色体上的基因。,等位基因数目2,基因的分离定律小结,一、概念的辨析,（四）个体类概念,1.亲本(P)2.父本()3.母本()4.表现型5.基因型6.纯合子7.杂合子8.杂合子、纯合子确定方法,相交的两个体间提供雄配子(精子)的一方。,相交的两个体间提供雌配子(卵子)的一方。,生物个体表现出来的性状。,与性状表现有关的基因组成。,由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体。,由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体。,植物最简便可靠的方法自交动物最简便可靠的方法测交细胞学检测(如花粉染色分析)、基因分析,相交的两个体。,基因与性状的概念系统图,基因,基因型,等位基因,显性基因,隐性基因,性状,相对性状,显性性状,隐性性状,性状分离,纯合子,杂合子,表现型,发生,决定,决定,控制,控制,控制,解释的正确性,（一）一对相对性状的遗传实验：,（二）测交,P：高(纯)X矮,F1高(显性性状),F2：高3：矮1,(性状分离),理论解释：,P：DDXdd,F1：Dd,配子：,F2基因型：,1D：1d,(受精机会均等),(等位基因),1DD：2Dd：1dd,杂交实验的数据与理论分析相符，即测F1基因型为Dd,结论：,30株高：34株矮,F1X矮茎,实验：,1Dd:1dd的结果,应有DdXdd,如解释正确，,分析：,验证对分离现象,测F1基因型,F1X隐性类型,目的：,二、基因分离规律小结：,三、常见的几个符号,P：亲本（Parentalgeneration）,X：杂交,：雌性个体(母本)(Mother)：雄性个体(父本)(Father),F1：杂种子一代(thefirstfilialgeneration)F2：杂种子二代(thesecondfilialgeneration),四、隐性个体在解决遗传题目的运用,很明显黑色是隐性(用aa来表示)所以两个亲本的基因型是Aa,黑色小羊,白色公羊X白色母羊,（2）子代有隐性个体，则其两个亲本至少有一个隐性基因，由此可推知亲本的基因型。如：,（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基因，由此可知后代个体的基因型。例：人类白化病遗传：,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,根据两个显性性状亲本可以产生隐性性状的后代(如高秆X高秆矮秆)或两个隐性亲本产生的后代全为隐性，不应该出现显性性状的后代(白化X白化全为白化)的规律来否认某些性状是隐性或显性，从而判断显性、隐性的性状。,五、常用的几种判断显隐性的方法有：,（1）反证法：,例如：豌豆中黄色子叶X黄色子叶,绿色子叶,问亲本及子代的基因型是什么？（用Yy表示）,这首先判断黄色、绿色的显隐性关系。假设黄色是隐性，则黄色X黄色全为黄色，不应出现绿色，与事实不符，故假设不成立，黄色应为显性，绿色应为隐性。由此推知亲本的黄色均为Yy，子代的绿色为yy.。,（2）推理法：,六、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，则亲本基因型为：,AaXaa,后代显性：隐性为3:1，则亲本的基因型为,AaXAa,后代基因型Aa比aa为1:1，则亲本的基因型为,AaXaa,后代基因型Aa:Aa:aa为1:2:1，则亲本的基因型为,AaXAa,七、基因的分离规律在实践中的应用,在杂交育种过程中如何选用显性性状和隐性性状的品种？,培育显性品种：应连续自交，直到确认得到不再发生分离的显性类型为止。,为什么婚姻法禁止近亲结婚？,在人类，虽然由隐性基因控制的遗传病通常很少出现，但在近亲结婚（例如表兄妹结婚）的情况下，他们有可能从共同的祖先那里继承相同的基因，而使其后代出现病症的机会大大增加。,培育隐性品种：一但出现隐性性状的品种，就是选用的品种。,在杂交育种中，如何选育出具有稳定遗传性状的品种？,培育显性品种：连续自交，直到确认得到不再发生性状分离的显性类型为止。,培育隐性品种：一但出现隐性性状的品种，即为纯种（rr)，其后代不会出现性状分离，就是选用的品种。,七、基因的分离规律在实践中的应用,Rr,Rr,RR,rr,1/4+1/8=3/8,1/4,1/8,1/4+1/8+1/16=7/16,F1,1,2,3,1/4+1/8+1/16+1/32=15/32,1/16,4,育种抗秆锈病（R）小麦,八、遗传病的发病概率,并指是由显性基因控制的一种遗传病。如果父母都是杂合体，发病概率也是1/4吗？,白化病（aa）遗传的婚配图解,发病概率是1/4,隐性遗传病,患者,患者,患者,正常,发病概率是3/4,显性遗传病,九、基因分离定律的事例分析,例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，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？它们的概率分别是多少？,亲代,有毛有毛HhHh,子代,棋盘法,HH有毛,Hh有毛,Hh有毛,hh无毛,表现型：有毛无毛概率基因型：HHHhhh概率,确定性状的显隐性,（1）具有相对性状的纯合体杂交，F1表现出的性状为显性，隐藏的性状为隐性（2）杂种后代中出现“新”的性状为隐性。,确定基因型,（1）表现型为隐性性状，基因型一定为隐性纯合体，表现型为显性性状，成对的基因中至少有一个显性基因（2）若亲代或子代中有隐性纯合体，则其基因组成中至少含有一个隐性基因。,让红果番茄与红果番茄杂交，F1中有红果番茄，也有黄果番茄。（基因用R和r表示）。试问：（1）F1中红果番茄和黄果番茄的显隐性关系。（2）F1中红果番茄和黄果番茄的比利时多少？（3）在F1红果番茄中杂合体占多少？纯合体占多少？,rr,比例,比例,在F1红果番茄中杂合体占2/3，纯合体占1/3。,例2,课堂反馈,1、基因型分别为bb、Bb、BB的三个植物个体，其中属于杂合体的是，表现型相同的个体有。,2、用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆进行杂交实验，F1产生种不同类型的雌雄配子，其比为。F2的基因型有，其比为。其中，不能稳定遗传、后代会发生性状分离的基因型是。,3、肤色正常的夫妇生了一个白化病的孩子，这对夫妇的基因型是，这对夫妇再生白化病孩子的可能性是。,Bb,Bb和BB,2,1:1,3种,1:2:1,Dd,Bb和Bb,1/4,4、大豆的花色是由一对等位基因Pp控制着，下表是大豆的花色三个组合的遗传实验结果。,(1)根据哪个组合能够断显性的花色类型？试说明理由。,(2)写出各个亲本组合中两个亲本的基因型。,(3)哪一组为测交实验？给出其遗传图解。,5、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.,6、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，两者不宜结婚，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,小结：基因分离定律的解题技巧,1.依据亲代和子代个体的表现型及比例推测其基因型,1)判别显隐关系；,2)判别显性类型是否纯合子,2.依据亲代