第1节基因的分离规律

第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）,第1章遗传因子的发现,孟德尔（18221884），奥地利人，是遗传学的奠基人。他原是天主教神父，但从小喜爱自然科学。他利用教堂的一小块菜园，种植了许多种植物，并且进行各种杂交实验，其中，成绩最突出的是豌豆的杂交实验。,孟德尔遗传学之父,为什么用豌豆作遗传实验容易取得成功？,1、豌豆是自花传粉植物，且是闭花授粉，自然状态下一般都是纯种。,由于豌豆的花冠特殊，呈蝶形，因此，花瓣紧紧地包裹着雄蕊和雌蕊。授粉时，也是本朵花的花粉落到雌蕊的柱头上，所以这种授粉过程称为自花传粉，又称自交。,2、豌豆有易于区分的性状。,如，高茎和矮茎，圆粒和皱粒。像这样，一种生物的同一性状（如茎的高矮）的不同表现类型，叫相对性状。,孟德尔获得成功的原因有以下三个方面:,选豌豆为实验材料：,首先针对一对相对性状进行研究，即化繁为简的方法。,用统计学方法对结果进行分析,基因的分离规律是孟德尔通过碗豆的一对相对性状的遗传实验总结出来的，他共做了7对相对性状的杂交实验，得到相同的结果。,知识外延,被子植物的个体发育,被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图,花丝,花药:,花粉母细胞(2N),花粉(N),花粉管,精子(N),精子(N),母方雌蕊,柱头,花柱,子房,子房壁(2N),胚珠,珠被(2N),胚囊母细胞,单核胚囊,八核胚囊,卵细胞(N),极核(N)+极核(N),受精卵(2N),受精极核(3N),胚(2N),胚乳(3N),种皮(2N),果皮(2N),种子,果实,要点,果皮、种皮染色体组成为2N，全部来自母本；性状与母本相同，与父本提供的精子的基因型无关。,胚和胚乳的染色体组成分别为2N和3N，其中有一个N来自父本，其余来自母本。,受精方式:双受精(被子植物特有),二、被子植物的个体发育,受精卵,胚的发育,胚,受精极核,胚乳的发育,胚乳,幼苗,种子萌发,成体,(胚乳的发育先于胚的发育),(一)胚和胚乳的发育,1、胚的发育(场所,胚珠),受精卵(2N),顶细胞(远珠孔),基细胞(近珠孔),球状胚体,胚柄(后退化),胚(2N),子叶(2N),胚芽(2N),胚轴(2N),胚根(2N),胚芽、胚根具分裂能力,2、胚乳的发育(场所,胚珠),受精极核(3N),游离胚乳核(3N),胚乳细胞(3N),胚乳(3N),被子植物,单子叶植物:,双子叶植物:,胚中含一片子叶，成熟的种子中一般有胚乳，营养物质贮存于胚乳中，如玉米、水稻、小麦等,胚中含两片子叶，成熟的种子中一般无胚乳(营养物质被子叶吸收)，营养物质贮存于子叶中，如荠菜、蚕豆、花生等,(二)胚后发育,胚,子叶,胚芽,胚轴,胚根,幼苗,根,茎,叶,成体,根,茎,叶,花,果实,种子,两性花：一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。单性花：一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花(如玉米）。,相关概念,花的类型,自花传粉：两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。异花传粉：两朵花之间的传粉过程。,传粉方式,自交：两个基因型相同的个体相交。植物指自花传粉。,杂交：同种生物两个个体相交。常指两个基因型不同的个体相交，植物指不同品种之间的异花传粉。,测交：指某个个体与隐性类型相交，是测定某个个体基因型的常用方法。,正交和反交：在杂交中，如果高茎豌豆作母本为正交，则高茎豌豆作父本时就为反交。细胞核遗传中，正交和反交的结果相同，但在细胞质遗传中，结果不同，表现为母系遗传。,交配类型,性状：指生物体的形态、结构和生理生化等特征的总称。,相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型，即。例如，高茎和矮茎，长毛与短毛。,显性性状：具有相对性状的两个纯种杂交，在F1中只表现出一个亲本的性状，在F1中表现出来的那个亲本性状叫显性性状。,隐性性状：具有相对性状的纯种亲本杂交，在F1中没有表现出来的那个亲本性状叫隐性性状。,性状分离：杂种后代中同时显现出显性性状和隐性性状的现象叫性状分离。例如，纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，在子二代中，一部分个体显现高茎的性状，另一部分个体显现矮茎的性状。,性状类型,图2卷舌1、有卷舌2、无卷舌,图1耳垂的位置1、有耳垂2、无耳垂,图7脸颊有无酒窝1、有酒窝2、无酒窝,图5上眼脸有无褶皱1、双眼皮2、单眼皮,拇指竖起时弯曲情形1.挺直2.拇指向指背面弯曲,食指长短1.食指比无名指长2.食指比无名指短,双手手指嵌合1.右手拇指在上2.左手拇指在上,基因：DNA上具有遗传效应的DNA片段。,等位基因：在同源染色体上占据相同位置，控制相对性状的两种不同形式的基因，即。,非等位基因：同源染色体或非同源染色体上，不同位置上的，控制不同性状的基因。,显性基因：控制显性性状（如高茎）的基因是，用大写英文字母来表示（如D）。,隐性基因：控制隐性性状（如矮茎）的基因是，用小写英文字母来表示（如d）。,基因类,基因型：指与表现型有关的基因组成，如高茎的基因型有Dd和DD。,表现型：指生物个体表现出来的性状，如高茎和矮茎。,基因型与表现型之间的关系,个体类,纯合子：由两个基因型相同的配子结合而成的个体，称。如纯合高茎DD。,杂合子：由两个基因型不同的配子结合而成的个体，称。如杂合高茎Dd。,基因型是决定表现型的主要因素。基因型相同，表现型一般相同。表现型相同，基因型不一定相同。在相同的环境中，基因型相同，表现型一定相同。,表现型=基因型+环境,一对相对性状的杂交实验,两朵花之间的传粉过程叫做异花传粉。供应花粉的植株叫做父本（），接受花粉的植株叫做母本（）,孟德尔在做杂交实验时，先除去未成熟花的全部雄蕊，这叫做去雄。然后套上纸袋。待雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉，撒在去雄花的雌蕊的柱头上，再套上纸袋。,结果,种子,科学理论(假说-演绎法)产生的一般过程,一、实验现象：,F1,F2,为什么F1全为高茎？为什么F2出现了性状分离？并且分离比为3:1?是偶然吗?,七对相对性状的遗传试验数据,可见，F2中出现3:1的性状分离比不是偶然的。如果这些实验数据是你得到的，你将如何解释实验现象呢？,二、对分离现象的解释（假说）,(1)生物性状由遗传因子决定。遗传因子不相融合也不消失。,(2)体细胞中遗传因子成对存在。,(3)形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离。,P,配子,F1,(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。,解释（假说）,以上解释仅仅是孟德尔认为的，到底正确与否，还要通过试验验证。而且一个正确的理论，不仅能够解释出现的问题，还应能预测另一些实验的结果。,杂种子一代,隐性纯合子,高茎,矮茎,测交,配子,高茎,矮茎,11,测交后代,用来测定F1的基因组合,证明了F1是杂合子,证明了F1在形成配子时，成对的基因分离，分别进入不同的配子中,三.对分离现象解释的验证-测交实验,测交的结果:,与预期的设想相符，证实了：,F1是杂合体，基因型是Dd；F1产生D和d两种类型比值相等的配子；F1在配子形成时，等位基因彼此分离。,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。,五：分离定律的实质,配子,高茎,F1,F1配子,F2,高茎,高茎,高茎,矮茎,位于一对同源染色体的同一位置上控制一对相对性状的基因。,P,显性基因,隐性基因,五：分离定律的实质,实质:在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分离而分离（减数第一次分裂后期），分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。,下列有关遗传规律的正确叙述是A遗传规律适用于一切生物B遗传规律只适用于植物C遗传规律适用于受精过程D遗传规律在配子形成过程中起作用,孟德尔的遗传规律只能适用于哪些生物A噬菌体B乳酸菌C酵母菌D蓝藻,掌握基因分离规律，应抓住以下三点：,等位基因的独立性：等位基因虽然共存于一个细胞内，但分别位于一对同源染色体上，既不融合，也不混杂，各自保持独立。等位基因的分离性：正是由于等位基因在杂合体内存在，才使得等位基因在减数分裂形成配子时，随同源染色体的分开彼此分离，分别进入不同的配子。随机组合性：受精作用中雌雄配子结合的机会均等，等位基因随配子遗传给后代。,基因分离定律的细胞学基础减数第一次分裂后期，同源染色体分开。基因分离定律的适用范围进行有性生殖的性状遗传真核生物的性状遗传细胞核遗传一对相对性状的遗传,关于概率:,指某一事件发生可能性的大小.,F2中表现型,DD的概率1/4,Dd的概率1/2,dd的概率1/4,高茎的概率3/4,矮茎的概率1/4,高茎中纯合子的概率1/3,高茎中杂合子的概率2/3,F2中基因型,“性状分离比的模拟”实验,一、模拟原理：进行有性生殖的生物，形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中，形成比例相等的两种配子。受精作用时，两种配子随机结合，机会均等。结果后代形成1：2：1的基因型和3：1的表现型。,二、步骤：甲桶（雌配子）：两种彩球各10个乙桶（雄配子）：两种彩球各10个,摇动混合均匀,随机抓取一个小球，组合，记录彩球字母组合,放回小球，摇均，再抓取（重复做50100次）,统计分析,模拟过程的含义：小桶：雌雄配子彩球：减数分裂形成的两种比例相等雌（或雄）配子左右手放在一起：受精作用即雌雄配子结合形成受精卵。,（Dd=11）,（D