董志敏_基因分离定律(理科班)

1、第三章 遗传规律与染色体,第1节 基因分离规律,小飞守角制作,回顾1：遗传的类型和基因的载体有哪些？,生物遗传,核遗传,质遗传,核基因的载体：是染色体,控制者：细胞核基因,体现者：蛋白质,遗传特点：,质基因的载体：叶绿体和线粒体,控制者：细胞质基因控制,体现者：蛋白质,遗传特点：,不遵循孟德尔遗传规律 具有随机性、母系遗传,遵循孟德尔遗传规律,注意：DNA主要存在细胞核，DNA的主要载体是染色体，DNA上有遗传效应的片段是基因，所以基因的行为与染色体平行。,小飞守角制作,孟德尔 (Gregor Johann Mendel) (1822年7月20日1884年1月6日)，奥地利遗传学家，“现代遗传

2、学之父(father of modern genetics)”，遗传学奠基人。,遗传学之父孟德尔,1851，修自然科学和数学 ，三年后，进行多种植物的杂交试验；持续进行了8年的研究，发现了生物的 遗传规律； 1865，植物杂交试验提出了分离定律和自由组合定律； 1900，成果才受到科学界的重视和公认；,小飞守角制作,一、孟德尔的豌豆杂交试验,1、选材： 豌豆,、豌豆自花传粉，闭花受粉，不受外来花粉干扰，自然状态下会形成纯种，结果可靠。,、豌豆一代繁殖可以产生许多后代，容易收集大量的数据用于分析，便于统计结果具有代表性。,小飞守角制作,同种生物的同种性状的不同表现，由等位基因控制。,、豌豆的不同

3、品种间具有多种稳定的、易于区分的相对性状。,小飞守角制作,图1耳垂的位置 1、有耳垂 2、无耳垂,图2 卷 舌 1、有卷舌 2、无卷舌,图3前额中央发际有一三角形突出称美人尖 1、有美人尖 2、无美人尖,图4 拇指竖起时弯曲情形 1、挺直 2、拇指向指背面弯曲,小飞守角制作,兔子毛的长毛和灰毛,兔子的白毛和狗的黑毛,人的长发和短发,黄豆茎的高茎和矮茎,判断以下描述是否属于相对性状,小飞守角制作,父本：用表示，提供花粉（精子）的个体。,去雄,套袋,传粉,再套袋,母本：用表示，接受花粉（精子）的个体。,2、人工杂交试验:,是研究基因遗传行为规律的常用试验方法。其试验流程：,试验常用符号：,小飞守角

4、制作,相关的几个概念:,杂交：指不同品种个体间的相互交配过程，也可指不同基因的个体之间相互交配过程。,自交：指同种个体之间的相互交配，或者是具有相同基因型个体之间的相互交配。如自花传粉。,正交：假设以紫花豌豆作父本，白花豌豆作母本进行的杂交（自行规定）,反交：与正交相反。,测交：用于测定某个体基因型的杂交方式。,小飞守角制作,等位基因：位于同源染色体上相同位置，控制相对性状的基因，叫做等位基因。一对同源染色体有多对等位基因。 相对性状是指同种生物同一性状的不同表现，有显性和隐性之分。 用同一种字母的大小写来表示，即A和a，就是一对等位基因。 等位基因会随同源染色体分离而分离基因分离规律,等位基

5、因,回顾2：,小飞守角制作,非等位基因：位于非同源染色体上或同源染色体上不同位置，控制不同性状的基因，叫做非等位基因。 存在位置：同源上和非同源上。 用不同一种字母的大小写来表示，即A和B，A和b，a和B，a和b，就是非等位基因。 同源染色体上的非等位基因连锁，不会独立遗传，非同源上的非等位基因自由组合基因自由组合规律（能独立遗传给子代）。,非等位基因,A,a,B,b,间期复制,小飞守角制作,P,紫花,白花,紫花,F1,F2,紫花,紫花,紫花,白花,相对性状的亲本杂交，杂种一代表现出来的性状叫显性性状,相对性状的亲本杂交，杂种一代未表现出来的性状叫隐性性状,性状分离：杂种后代中，同时出现显性性

6、状和隐性性状的现象。,705,224,3紫 : 1白,3、一对相对性状的杂交实验过程,小飞守角制作,4、试验结果：,F1代只表现出（紫色）显性性状。 F2代出现了性状分离现象，且紫色与白色的数量比接近3:1。,这试验结果是普遍的还是偶然的？,小飞守角制作,现象的观察与思考,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？你能找出其中的规律吗？,小飞守角制作,4、孟德尔对实验结果的解释（假说）,P,A,a,配子,F1,（1）、控制生物性状的遗传因子成对存在。紫色对白色为显性且为纯种，则双亲紫花（AA），白花（aa）。,（2）、双亲减数分裂各产生一种A和a型配子，受精后F1代受精卵遗传因

7、子全为（Aa），A（紫）对a（白）为显性，所以全为紫花。,紫色,白色,AA,aa,紫色,Aa,F1配子, A a,紫Aa 紫Aa,Aa,AA,Aa,Aa,aa,（3）、F1（Aa）自交产生配子（减数分裂）时，A和a(等位基因)随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，最终产生2种比例相同的配子（A：a=1:1） 。,（4）受精时，雌雄配子的结合几率相等，产生4个基因组合（AA、Aa、Aa、aa），基因型比例为1:2:1，表现型紫色：白色=3:1.,小飞守角制作,孟德尔对基因分离现象的解释要点：,（1）、生物的性状有遗传因子（基因）决定，且遗传因子具有不相融合、相对独立的特点。,（2）、体细

8、胞中控制同一性状的遗传因子成对存在。,（3）、配子中的遗传因子随减数分裂染色体减半而发生减半，同种性状的基因成单存在。,（4）受精时，雌雄配子随机结合，且结合的几率相等。,小飞守角制作,5、对分离现象解释的验证测交,（1）实验方法：,测交实验用杂种F1代和隐性个体杂交，用于测定F1基因型的杂交方式。,（2）实验思路：,F1紫色 (A_),白色（aa）,若F2代全为紫色，则F1的基因型为AA。解释不成立。,若F2代既有紫色又有白色，则F1的基因型为Aa。解释成立。,？,白色（aa）,小飞守角制作,F1紫花,白花,（3）实验过程及结果,F2,紫花,白花,（aa）,（Aa）,实验结果表明，F1的基因

9、型的确是Aa。,说明基因分离的解释是成立的，也是正确的。,a,A,a,F1,配子,测交实验演示,A_,aa,紫：白=1:1,小飞守角制作,孟德尔做了大量的测交实验，预期结果和实验结果是一致的，即显性和隐性性状分离比是1：1,补充：科学研究的一般方法：,小飞守角制作,P: 紫花 白花,紫花,紫花,紫花,白花,分离规律细胞学演示,棋盘法：,AA：Aa：aa=1:2:1,紫花：白花=3:1,小飞守角制作,二、基因分离定律的实质,（1）什么是基因？ （2）基因是位于何处？ （3）什么是等位基因？ （4）基因是通过什么媒介从亲代传给子代？,问题：,小飞守角制作,等位基因：在遗传学上，把位于一对同源染色体

10、的相同位置上，控制相对性状的基叫做等位基因。用同一种字母的大写和小写来表示。,小飞守角制作,基因分离定律的实质：,配子,基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。,Aa,小飞守角制作,三、表现型和基因型,在遗传学上，把生物个体表现出来的性状叫表现型。 如：紫花、白花,把与表现型有关的基因组成叫做基因型。 如：AA、aa、Aa,关系：表现型=基因型+环境条件；如：水毛茛的叶,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。（举例）

11、在相同的环境中，基因型相同，表现型一 定相同。（举例） 基因型是决定表现型的内在因素 。,小飞守角制作,显性的类型,1、完全显性：,2、不完全显性：,3、共显性：,具有相对性状的2个亲本杂交，所得到的F1与显性亲本的表现完全一致的现象。,具有相对性状的2个亲本杂交，所得到的F1表现为双亲的中间类型的现象。,具有相对性状的2个亲本杂交，所得到的F1个体同时表现出双亲的性状。,小飞守角制作,性状：生物体的形态特征和生理特征的总称。 相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。 显性性状：具有相对性状的亲本杂交，F1表现出来的性状。 隐性性状：具有相对性状的亲本杂交，F1未表现出来性状。 性状分离：杂

12、种的自交后代中，呈现不同性状的现象。 等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因。 显性基因：控制显性性状的基因。 隐性基因：控制隐性性状的基因。 表现型：是指生物个体所表现出来的性状。 基因型：是指与表现型有关的基因组成。 表现型=基因型+环境条件。,四、相关概念的小结,小飞守角制作,纯合体：是由含有相同基因型配子结合成受精卵发育而成的个体。自交后代性状不分离，即能稳定遗传（辨别纯合体的方法）。如：AA、aa。 杂合体：是由含有不同基因的配子结合成受精卵发育而成的个体。自交后代性状分离，即不能稳定遗传（辨别杂合体的方法）。如：Aa,小飞守角制作,1、选用豌豆作实验材料：自然状态下 都

13、是纯种，而且相对性状明显。,2、先对一对相对性状进行研究， 再对多对相对性状在一起的 传递情况进行研究。,3、用统计学的方法 对实验结果进行分析,4、巧妙运用了假说演绎法来设计实验,五、孟德尔成功的原因,小飞守角制作,假说演绎法,观察现象,提出问题,分析问题,形成假说,紫花与白花杂交F1代全为紫花，F1自交后代紫花与白花之比为3:1，其他6对相对性状都是如此。,（1）为什么F1代全为紫色，那白色哪里去了？（2）F1自交F2代白花又出现了，说明了什么？（3）为什么后代比例都接近3:1,（1）白花可能并没有消失，只是在F1代未表现出来而已，因为F2代中又出现了白花。（2）紫花相对于白花是显性性状。

14、（3）显性性状可能受到遗传基因的控制，遗传因子可能成对存在，有显、隐之分。,（1）生物的性状是由基因决定的，遗传因子有显隐性之分。（2）体细胞中的遗传因子是成对存在的。（3）生物体在形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子会彼此分离，分别进入不同的配子当中，配子中只含有每对遗传因子中的一个（减数了）。（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的，机会均等。,小飞守角制作,演绎推理,实验验证,分析得出结论,将F1植株与白花豌豆植株杂交，预计后代(F2)中紫花植株与白花植株的比例为1:1。,实验结果：后代（F2）代中紫花植株与白花植株的比例为1:1。,预计结果与实验结果完全一致，假说正确，得出基因分离的规律成立

15、,利用“假说演绎法”的科学实验除此还有：（1）萨顿提出“基因在染色体上”的假说；（2）DNA半保留复制的假说。,小飞守角制作,1、指导杂交育种,隐性基因控制的良种,例 小麦、水稻矮杆性状的选育(aa),F1 Aa,AA Aa aa,显性基因控制的良种,例 小麦抗杆锈病性状的选育(AA),F1 Aa,AA Aa aa,AA,AA Aa aa,连续自交 不断选择,六、基因分离定律在实践中的应用,小飞守角制作,良种为杂合子：,例如：杂交玉米、水稻等,杂种（Aa）,AA（留种）,aa（留种）,Aa（杂种）,AA,扩种,扩种,aa,杂种（Aa）,自交,优点：简便易操作，能获得具有杂种优势的新品种。,缺点

16、：需要年年制种。,AA（留种）,aa（留种）,小飞守角制作,2、医学上的应用,对遗传病的基因型和发病概率做出推断,（1）显性基因控制的遗传病(显性遗传病),父母都患病，而子女中有表现正常的，则该病为显性基因控制的遗传病（有中生无，有为显性）。如图：,由左系谱图得知，该夫妇基因型均为杂合子，所生的孩子正常(aa)的概率为=1/21/2=1/4(aa),（2）隐性基因控制的遗传病(隐性遗传病),父母都表现正常，而子女中有患病的，则该病为隐性基因控制的遗传病（无中生有，有为隐性）。如图：,由左系谱图得知，该夫妇基因型均为杂合子，所生的孩子正常(A_)的概率为=3/4(A_),小飞守角制作,常见的隐性

17、遗传病：如：白化病、先天性聋哑等,正常：,BB,Bb (携带者),患者：,bb,患者：,AA,Aa,正常：,aa,常见的显性遗传病:如：多指、并指等,1、无中生有为隐性遗传：,2、有中生无为显性遗传：,双亲正常却生了患病的孩子,双亲患者却生了正常的孩子,判断显隐性遗传病的依据：,双亲的表现型必须一致,小飞守角制作,七、解题方法技巧,（一）、与遗传有关的概念,1、几种交配类型的含义及应用,（1）杂交,含义：基因型不同的生物个体间相互交配的方式,作用,用于探索控制生物性状的基因的传递规律,用于将不同的优良性状集中到一起，得到杂种优势的新品种。,用于显隐性的判断。,（2）自交,含义：基因型相同的个体

18、间相互交配的方式,作用,用于提高种群中纯合子的比例,可用于植物的纯合子、杂合子的鉴定,小飞守角制作,（3）测交,含义：F1与隐性纯合体相交，用于测定F1基因型,作用,可用于高等动物的纯合子、杂合子的鉴定,用于验证基因分离定律解释的正确性,（4）正交与反交,含义：相对而言，正交和反交要交换父母本的,可用于检验是细胞核遗传，还是质遗传。,作用：,（二）、对分离定律实质的理解,1、在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。,小飞守角制作,间期复制,同源染色体分离,染色

19、单体分开 相同基因分开,减数第一次分裂,减数第二次分裂,在不考虑交叉互换的情况下，一对同源染色体上一对等位基因的个体，减数分裂将会产生A和a两种比例相同的配子。,2、细胞学基础减数后,小飞守角制作,(1)等位基因的独立性：等位基因虽然存在于一个细胞内，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。,(2)等位基因的分离性：正是由于等位基因在杂合体内独立存在，才使得等位基因在减数分裂形成配子时，会随同源染色体的分开而彼此分离，分别进入到不同的配子中。 (3)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子代。,掌握基因分离的规律，应抓住以下三点：,小飞守角制作,

20、（三）、分离定律应用的技巧方法,1、分析分离定律的几种技巧,（1）最基本的6种交配基因型组合（以豌豆的紫花和白花为例）,纯合子纯合子,DDDD,DDdd,dddd,DD（紫花）,Dd（紫花）,dd（白花）,杂合子杂合子,DdDd,1DD:2 Dd:1dd=3（紫花）：1（白花）,杂合子纯合子,DdDD,Dddd,DD:Dd=1（紫花）：0白花,1Dd:1dd=1紫花：1白花,（2）显隐性的确定,方法一,A、性状甲性状甲,性状甲、性状乙,则性状甲为显性；性状乙为隐形,B、性状甲性状乙,性状甲,则性状甲为显性；性状乙为隐形,小飞守角制作,方法二,A具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出来的那个性状

21、就为显性性状。,B杂种自交后代有性状分离，数目占总数3/4的那个性状，就为显性性状。,（3）基因型的确定,看表现型,若为隐性，基因型肯定是隐性纯合基因组合，即aa。,若为显性，基因型至少有一个显性基因，另一个不确定，即A_或Aa。,用测交法,若测交后代性状不分离，则被测个体为纯合子。,若测交后代性状分离了，则被测个体为杂合子。,用自交法,若自交后代性状不分离，则双亲本个体为纯合子。,若自交后代性状分离了，则双亲本个体为杂合子。,双亲本均为显性,若杂交后代均为显性，则双亲本之一为纯合子（AA）,另一个为AA/Aa,若杂交后代有隐性性状出现，则双亲本个体一定为为杂合子。,小飞守角制作,（4）基因型

22、和表现型的推断,主要有两类 正推类型已知双亲的基因型或表现型，推后代的基因型或表现型及相关比例。此类型比较简单。,小飞守角制作,（四）、概率计算,1、概率的基本运算法则,加法定理：,两个互不相容的事件A和B的和（并）的概率，等于事件A和B的概率之和，即P(A+B)=P(A)+P(B)。 例如：豌豆花的颜色是“紫色”或“白花”的概率，等于它们各自概率之和（其和为1）。,乘法定理：,两个（两个以上）独立事件A和B同时出现的概率，等于事件A和B的概率之积，即P(AB)=P(A).P(B)。 例如：两枚硬币随即抛起，落地时正面都朝上的概率，就是它们各自正面朝上的概率之积。即1/21/2=1/4,小飞守

23、角制作,（五）、基因分离定律的验证,1、测交法：杂种F1与隐性类型杂交，若后代两种基因型和表现型的个体，证明杂种F1产生了两种配子，即等位基因彼此分离。常用于动物。,2、自交法：杂种F1自交，若F2出现性状分离现象，证明杂种F1产生了两种配子，即等位基因彼此分离。常用于植物。,3、花粉鉴定法(最直接)：水稻有粳稻和糯稻之分，粳稻米粒富含有直链淀粉，遇碘液呈蓝黑色；糯稻米粒中富含支链淀粉，遇碘液呈红褐色。水稻的花粉，粳稻的非糯性对糯性为显性，所以杂合水稻的花粉若遇碘液呈现两种不同颜色，且比例1:1，则被鉴定的亲本等位基因在产生配子时彼此分离。,4、单倍体鉴定法：杂种F1花药离体培养，后代中出现性

24、状分离现象，证明杂种F1产生了两种配子，即等位基因彼此分离。常用于植物。,小飞守角制作,（五）、显隐性及纯合子、杂合子的判断,1、显隐性的判断,具有相对性状的双亲,能自交,若性状分离，则子代发生性状分离的亲本为显性,若性状不分离，用原亲本杂交，子代表现出来的性状为显性,不能自交,两亲本杂交,有性状分离，与亲本具有相同性状的子代回交,有性状分离，则该性状为显,无性状分离，则该性状为隐,小飞守角制作,1、采用下列哪一组方法，可以依次解决中的遗传问题？ （ ）,鉴定一只白羊是否纯种 在一对相对性状中区分显隐性 不断提高小麦抗病品种的纯合度 检验杂种F1的基因型,A 杂交、自交、测交、测交 B 测交、

25、杂交、自交、测交C 测交、测交、杂交、自交 D 杂交、杂交、杂交、测交,B,2、基因分离定律的实质是（ ） A、子二代出现性状分离 B、子二代性状分离比为3：1 C、测交后代性状的分离比为3：1 D、等位基因随同源染色体的分开而分离,D,小飞守角制作,E,4、欲鉴别一株高茎豌豆是否是纯合子，最简便易行的方法是（ ） A、杂交 B、回交 C、测交 D、自交,D,小飞守角制作,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,1 2,1 2 3 4,1 2 3 4,小飞守角制作,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

26、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本？ 。,隐,Aa,aa,AA,1/ 3,Aa,2/3,AA,1/3,Aa,2/3,近亲,1/9,3号和4号,注： 女正常,男正常,女患者,男患者,aa,Aa,aa,Aa,Aa,Aa,Aa,Aa,AA,AA,小飞守角制作,例：一对表现正常的夫妇，生了一患白化病的孩子。如果他们再生一个小孩，表现正常的概率是多少？患白化病的概率是多少？,写出基因型,aa,小飞守角制作,表现正常的概率：3/4,患病的概率：1/4,小飞守角制作,为什么要禁止近亲结婚?,我国婚姻法规定：直系血亲和三 代以内的旁系血亲之间禁止结婚,同一个家族携带相同的隐性致病基因 可能性较大，如果近亲结婚后代的隐 性致病基因结合的几率就大，出现遗 传病的机会大大增加。,小飞守角制作,AA,Aa,Aa,AA,aa,AA,Aa,Aa,表,兄妹,1/2,1/2,子代患病（aa）的概率：,小飞守角制作,基因分离定律的事例分析,事例1、番茄茎的有毛与无毛是一对遗传性状，并且已