第一节遗传因子

1、第一章遗传因子的发现亲代与子代之间能保持性状的稳定性。亲代与子代之间能保持性状的稳定性。 “种瓜得瓜，种豆得豆种瓜得瓜，种豆得豆”亲代和子代之间，以及子代的不同个亲代和子代之间，以及子代的不同个体之间存在差异的现象。体之间存在差异的现象。 不同颜色的牡丹：不同颜色的牡丹： 红牡丹和白牡丹杂交后，子代的牡红牡丹和白牡丹杂交后，子代的牡丹花会是什么颜色？丹花会是什么颜色？ 红墨水与蓝墨水混合后的颜色？红墨水与蓝墨水混合后的颜色？ 混合后能否再将这两种墨水分开混合后能否再将这两种墨水分开？ 因此，人们曾认为生物的遗传也是这样，双亲的遗传物质混因此，人们曾认为生物的遗传也是这样，双亲的遗传物质混合后，

2、自带的性状介于双亲之间；这种观点称为合后，自带的性状介于双亲之间；这种观点称为融合遗传。融合遗传。+粉红色（介于红色和蓝色之间）孟德尔大胆质疑：生物的遗传真是这样的吗？孟德尔大胆质疑：生物的遗传真是这样的吗？不能（Mendel,1822-1884）遗传学的奠基人遗传学的奠基人-孟德尔孟德尔八年耕耘源于对科学的痴迷，八年耕耘源于对科学的痴迷，一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研究的新路，实验设计开辟了研究的新路，数学统计揭示出遗传的规律。数学统计揭示出遗传的规律。孟德尔生平孟德尔生平 孟德尔（孟德尔（G.Mendel,1822-1884)是现代遗传学的奠基人，出是

3、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。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。年被派到维也纳大学学习。 1854年返回年返回修道院修道院(基督教组织机构名称。一为拉丁文Seminarium的意译，为天主教培训神父的学院，又译神学院)任职任职。 1857年开始在修道院的花园做豌豆遗传试验。年开始在修道院的花园做豌豆遗传试验。1865年发表了年发表了题为题为“植物杂交实验植物杂交实验”的划时代论文。但当时并未引起人们的划时代论文。但当时并未引起人们注意。注意。 直到直到1900年才引起遗传学家、育种家的高度重视，现代遗传年才引起遗传学家、育种家的高

4、度重视，现代遗传学迅速发展起来。学迅速发展起来。 1 1、豌豆是闭花自花传粉植物、豌豆是闭花自花传粉植物 两性花两性花(雌雄同株同花雌雄同株同花)的花粉，的花粉，落在同一朵花的雌蕊柱头上的过程落在同一朵花的雌蕊柱头上的过程叫做叫做自花传粉自花传粉。 豌豆花在未开放时就已经完成豌豆花在未开放时就已经完成了受粉，称作了受粉，称作闭花受粉闭花受粉，避免了外，避免了外来花粉的干扰。所以来花粉的干扰。所以自然状态自然状态下都下都是是纯种纯种。 异花传粉异花传粉（单性花、雌雄同株异花、雌雄异株异花）：（单性花、雌雄同株异花、雌雄异株异花）：将将一朵一朵花的雄蕊花粉传到花的雄蕊花粉传到另外一朵花另外一朵花的

5、雌蕊柱头上的过程。的雌蕊柱头上的过程。思考：思考： 豌豆既然是闭花授份，自花传粉，那么要想完成异花豌豆既然是闭花授份，自花传粉，那么要想完成异花传份，避免自花传粉，应该怎样做才能完成呢？传份，避免自花传粉，应该怎样做才能完成呢？孟德尔孟德尔的杂交试验的杂交试验-人工人工杂交杂交实验实验 ( (豌豆花大)高茎的花高茎的花矮茎的花矮茎的花去雄去雄 传粉传粉提供花粉提供花粉父本父本接受花粉接受花粉母本母本套套袋袋再套袋再套袋 两两次套袋的目的：为了避免实验过程受外来花粉次套袋的目的：为了避免实验过程受外来花粉的的 干扰干扰，以确保实验的科学性和结果的准确性，以确保实验的科学性和结果的准确性，增强增强

6、 结论结论的的说服。说服。(1)去雄去雄: 在在花粉未成熟前花粉未成熟前(花蕾期花蕾期),剪去花的全部雄蕊剪去花的全部雄蕊, 叫做叫做去雄。豌豆是去雄。豌豆是严格严格闭花传粉植物闭花传粉植物,母本母本 要要去雄去雄,保留雌蕊保留雌蕊,以接受来自父本植株的花粉以接受来自父本植株的花粉。(2)套套袋处理袋处理:(3)传粉传粉: 雌花雌花成熟时成熟时,采集另一植株的花粉采集另一植株的花粉, 撒撒在去雄花的在去雄花的雌雌 蕊柱头蕊柱头上。上。(4)再套再套袋袋:以避免外来花粉的干扰以避免外来花粉的干扰,这也是这也是植物杂交实验中必需的一步。植物杂交实验中必需的一步。2 2、豌豆植株具有易于区分的、豌豆

7、植株具有易于区分的性状性状 ，且能稳定地遗传，且能稳定地遗传 给后代给后代（生物体的形态特征或生理特征）生物体的形态特征或生理特征）相对性状：相对性状：一一种生物种生物的的同一性状同一性状的的不同表现不同表现类型类型图图1耳垂的位置耳垂的位置1、有耳垂、有耳垂 2、无耳垂、无耳垂图图2 卷卷 舌舌1、有卷舌、有卷舌 2、无卷舌、无卷舌图图3前额中央发际有一三角形突出称美人尖前额中央发际有一三角形突出称美人尖1、有美人尖、有美人尖 2、无美人尖、无美人尖图图4 拇指竖起时弯曲情形拇指竖起时弯曲情形1、挺直、挺直 2、拇指向指背面弯曲、拇指向指背面弯曲图图 7 脸颊有无酒窝脸颊有无酒窝1、有酒窝、

8、有酒窝 2、无酒窝、无酒窝图图5上眼睑有无褶皱上眼睑有无褶皱1、双眼皮、双眼皮 2、单眼皮、单眼皮图图6 食指长短食指长短1、食指比无名指长、食指比无名指长 2、食指比无名指短、食指比无名指短图图8 双手手指嵌合双手手指嵌合1、右手拇指在上、右手拇指在上 2、左手拇指在上、左手拇指在上符符号号PF2含含义义亲亲本本子一子一代代子二子二代代自自交交杂杂交交母母本本父父本本 F1常用符号及含义高茎高茎矮茎矮茎P(杂交杂交)高茎高茎F1(子一代子一代)(亲本亲本)矮茎矮茎高茎高茎P(杂交杂交)高茎高茎F1(亲本亲本)(子一代子一代)正交正交反交反交高茎高茎矮茎矮茎P(杂交杂交)高茎高茎F1(子一代子

9、一代)(亲本亲本)为什么子一代中只表现一个亲本为什么子一代中只表现一个亲本的性状（的性状（高茎高茎），而不表现），而不表现另一个亲本的性状或另一个亲本的性状或不高不矮不高不矮？显性性状显性性状：杂种一代杂种一代表现出来的性状表现出来的性状隐性性状：隐性性状：杂种一代杂种一代未显现出来的性状未显现出来的性状高茎高茎F1(自交自交)高茎高茎矮茎矮茎F2(子二代子二代)在在F1代中，代中，另一个亲本另一个亲本的性状是永的性状是永远消失了还远消失了还是暂时隐藏是暂时隐藏起来了呢？起来了呢？ 显性显性性状性状 隐性性状隐性性状高茎高茎F1(自交自交)高茎高茎矮茎矮茎F2(子二代子二代)3 1在杂种后代在

10、杂种后代中中, ,同时出同时出现显性性状现显性性状和隐性性状和隐性性状的现象的现象 性状分离性状分离v子一代只表现子一代只表现出出显性性状显性性状,没有没有表现表现出出隐性性状隐性性状;F F2 2中的中的3 3：1 1是不是巧合呢？是不是巧合呢？v子二代出现了子二代出现了性状分离性状分离现象，并且显性性状和现象，并且显性性状和隐性性状的数量比接近于隐性性状的数量比接近于3:1。七对相对性状的遗传试验数据七对相对性状的遗传试验数据2.842.84: :1 1277277（矮）（矮）787787（高）（高）茎的高度茎的高度F F2 2的比的比另一种性状另一种性状一种性状一种性状性状性状2.822

11、.82: :1 1152152（黄色）（黄色）428428（绿色）（绿色）豆荚颜色豆荚颜色2.95:12.95:1299299（不饱满）（不饱满）882882（饱满）（饱满）豆荚的形状豆荚的形状3.013.01: :1 120012001（绿色）（绿色）60226022（黄色）（黄色）子叶的颜色子叶的颜色3.153.15: :1 1224224（白色）（白色）705705（灰色）（灰色）种皮的颜色种皮的颜色3.14:13.14:1207207（茎顶）（茎顶）651651（叶腋）（叶腋）花的位置花的位置2.96:12.96:118501850（皱缩）（皱缩）54745474（圆滑）（圆滑）种子的

12、形状种子的形状面对这些实验数据，你信服了吗？那又如何解释实验现象呢？面对这些实验数据，你信服了吗？那又如何解释实验现象呢？ 生物的性状是由遗传因子（即基因） 决定的。每个因子决定一种特定的 性状。遗传因子不融合、不消失。 显性性状：由显性遗传因子控制 （用大写D表示）隐性性状：由隐性 遗传因子控制（用小写d表示） 体细胞中遗传因子一般成对存在。 纯合子：遗传因子组成相同的个 体(如：DD、 dd) ； 杂合子： 遗传因子组成不同的个 体（如： Dd ）。P PDDDDddddF F1 1Dd配子配子Dd高高高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验分析图解高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验分析图解 F1形成两种比例相

13、同的配子(即D： d1：1)，配子受精机会均等， 所以F2出现性状分离，其分离比 为3:1；遗传因子组成比为： DD:Dd:dd = 1:2:1。 受精时，雌雄配子的结合是随机的。 F1形成配子时，成对的遗传因子分 离，每个配子中含有成对遗传因子 的一个。F F1 1DdDdDdDdF F2 2DdDd配子配子d dD DD Dd dDDDDDdDddddd高高 高高 高高 矮矮 3 : 1 3 : 1 高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验分析图解高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验分析图解性状分离比的模拟实验 1模拟内容：模拟内容：用甲、乙两小桶分别代表用甲、乙两小桶分别代表雌雄生殖雌雄生殖器官器官（甲（甲卵巢

14、）（乙卵巢）（乙睾睾 丸）丸） ；甲、乙内的彩球分别代表甲、乙内的彩球分别代表雌、雄配子雌、雄配子（蓝色（蓝色D;黄色黄色 d）；）；用不同用不同 彩球随机组合，模拟彩球随机组合，模拟雌、雄配子随机结合雌、雄配子随机结合（精子和卵细（精子和卵细 胞）胞） 。(蓝球和黄球各蓝球和黄球各 20个）个）2实验目的：实验目的：通过模拟实验，认识和理解通过模拟实验，认识和理解遗传因子遗传因子的分离和的分离和配子配子 的随机结合与的随机结合与 生物性状之间的数量关系。生物性状之间的数量关系。3方法步骤：方法步骤： (1)设定雌雄配子：用设定雌雄配子：用两种颜色两种颜色的彩色小球代替。的彩色小球代替。 (2

15、)雌雄配子结合：抓取小球组合在一起。雌雄配子结合：抓取小球组合在一起。 (3)重复重复 50100 次。次。4. 分析结果得出结论：分析结果得出结论：彩球组合类型数量比彩球组合类型数量比 DD:Dd:dd 1:2:1 。彩球代表的。彩球代表的 显隐性数值比接近显隐性数值比接近3:1。 测交：测交：让让F1F1与隐性纯合子杂交，用与隐性纯合子杂交，用来测定来测定F1F1的遗传因子的组合。的遗传因子的组合。你们认为关键要验证什么你们认为关键要验证什么? 请请思考、讨论验证思考、讨论验证方法方法 ? 杂合子杂合子（DdDd）是否产生了两种配子）是否产生了两种配子，既既：D D和和d d，且比例为，且

16、比例为1 1：1 1。测交测交Dddd配子配子dDdDd杂种子一代杂种子一代高高 茎（茎（F1F1）隐性纯合子隐性纯合子矮矮 茎茎矮茎矮茎高茎高茎测交测交后代后代1 ： 1 P遗 传 图 解dd测交实验结论：测交实验结论：1、F1的遗传因子组成为的遗传因子组成为Dd。2、 F1产生的两种类型、比例相等的配子（产生的两种类型、比例相等的配子（D和和d）。）。3、 F1在形成配子时，成对的遗传因子在形成配子时，成对的遗传因子D和和d两种两种 数量数量比例相等的配子。比例相等的配子。 由此可见由此可见，孟德尔所做的测交实验的结果与，孟德尔所做的测交实验的结果与所做的假设是相符的，从而验证了他的假设。

17、所做的假设是相符的，从而验证了他的假设。思考：思考： 假如假如测交测交后代后代高茎：高茎：矮茎矮茎不是不是1：1，而是，而是1：0，那么那么F1的遗的遗传因子组合传因子组合又是怎样的又是怎样的呢？呢？测交测交DDdd配子配子dDDDD杂种子一代杂种子一代高高 茎（茎（F1F1）隐性纯合子隐性纯合子矮矮 茎茎矮茎矮茎高茎高茎测交测交后代后代1 ： 0 Pdd测交可以用来测交可以用来测定测定F1F1的遗传的遗传因子的组成因子的组成（基因型）（基因型）假说假说演绎法演绎法 在在观察和分析观察和分析的基础上的基础上提出问题提出问题以后，通过以后，通过推理和推理和想象想象后后提出解释提出解释问题的问题的

18、假说假说，根据假说进行根据假说进行演绎推理演绎推理，再，再通过通过实验检验实验检验演绎推理的演绎推理的结结论论（归纳综合、总结规律（归纳综合、总结规律）。如果实验结果与预期结论相如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的；符，就证明假说是正确的；反之，则说明假说是错误的。反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做一种科学方法，叫做假说假说演绎法演绎法。观察实验、发现问题观察实验、发现问题分析问题、提出假设分析问题、提出假设根据假说、演绎推理根据假说、演绎推理总结规律、得出结论总结规律、得出结论设计实验、验证假说设计实验、验证假说 在在生物的

19、体细胞中，生物的体细胞中，控制同一性状的控制同一性状的遗传因子遗传因子成对存在成对存在，不相融合不相融合；在在形成配子时，成对的遗传形成配子时，成对的遗传因子发生分离因子发生分离，分离后的，分离后的遗传因子分子分别进入不遗传因子分子分别进入不同的配子中同的配子中，随配子遗传，随配子遗传给后代。给后代。杂交杂交基因型不同的生物体间相互交配的过程基因型不同的生物体间相互交配的过程 判断性状的显隐性关系判断性状的显隐性关系自交自交基因型相同的生物体间相互交配，植物基因型相同的生物体间相互交配，植物体中是指自花受粉和雌雄异花的同株受体中是指自花受粉和雌雄异花的同株受粉粉区分纯合子和杂合子；区分纯合子和

20、杂合子；提高纯合子比例提高纯合子比例测交测交就是让杂种第一代与隐性个体相交，用就是让杂种第一代与隐性个体相交，用来测定来测定F1F1的基因型的基因型鉴定纯合子和杂合子鉴定纯合子和杂合子回交回交杂种与双亲之一交配杂种与双亲之一交配有利于某些性状的传递有利于某些性状的传递正交与正交与反交反交若甲为父本，乙为母本为正交，则为乙若甲为父本，乙为母本为正交，则为乙父本，甲为母本为反交父本，甲为母本为反交检验是细胞核遗传还是检验是细胞核遗传还是细胞质遗传细胞质遗传交配方式交配方式性状性状生物体表现出来的形态特征和生理特性的总生物体表现出来的形态特征和生理特性的总称称相对性状相对性状同种生物同一性状的不同表

21、现类型同种生物同一性状的不同表现类型显性性状显性性状具有相对性状的亲本杂交，具有相对性状的亲本杂交，F1F1表现出来的那表现出来的那个亲本性状个亲本性状 隐性性状隐性性状具有相对性状的亲本杂交，具有相对性状的亲本杂交，F1F1未表现出来的未表现出来的那个亲本性状那个亲本性状性状分离性状分离杂种自交后代中呈现不同性状的现象杂种自交后代中呈现不同性状的现象显性的相对性显性的相对性具有相对性状的亲本杂交，具有相对性状的亲本杂交，F1F1中不分显性和中不分显性和隐性，同时表现出来。即中间性状隐性，同时表现出来。即中间性状性状类性状类显性基因显性基因控制显性性状的基因控制显性性状的基因隐性基因隐性基因控制隐性性状的基因控制隐性性状的基因等位基因等位基因同源染色体的相同位置上控