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第1章 遗传因子的发现
格雷戈尔·孟德尔
(1822-1884)
现代遗传学之父
孟德尔于1822年出生在奥地利海因珍多弗镇(现为捷克)。
1843年他进入奥地利布鲁恩一家修道院。
1847年他被任命为牧师。
1843年他参加一次获得教师证书的考试,但未能如愿,他的生物和地质的分数最低!他所在修道院的院长却送他上了维也纳大学。1851-1853年他在那里学习数学和自然科学。
与此同时,孟德尔从1856年起开始利用修道院的一小块园地,种植了豌豆、山柳菊、玉米等植物,进行杂交实验。其中豌豆的杂交实验非常成功。
第1节
孟德尔的豌豆杂交实验(一)
按照上述观点,当红牡丹与白牡丹杂交后,
子代的牡丹花是什么颜色呢?
+
问题探讨
相对性状的概念
性状: 生物体所表现的一切形态特征和生理特征。
相对性状: 一种生物的同一种性状的
不同表现类型
大家想想人体有哪些相对性状
相对性状的概念
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
相对性状的概念
1、下列各组中,属于相对性状的是 ( )
A、双眼皮和大眼睛
B、身高和体重
C、短毛狗与长毛狗
D、卷羊毛与长羊毛
C
一、为什么选用豌豆做实验?
豌豆是闭花自花传粉植物
两性花的花粉,落在同
一朵花的雌蕊柱头上的
过程叫做自花传粉。
豌豆花在未开放时
就已经完成了受粉,
称作闭花受粉,避
免了外来花粉的干扰。
二、获得成功的原因有以下几方面:
选豌豆为实验材料
豌豆是严格的自花传粉且闭花受粉的植
物,自然状态下永远是纯种,实验结果可靠
。并且对豌豆进行杂交操作很简便,而且豌
豆的相对性状比较显著容易观察。
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
孟德尔通过34个碗豆品种选择了7对相对性状的杂交实验,得到相同的结果.
基本概念
交配类型
杂交:基因型 不同的生物间相互交配的过程。
自交:基因型相同的生物体间相互交配;植物体中指自花授粉和雌雄异花的同株授粉,自交是获得纯系的有效方法。
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。
纯合体:是由含有相同配子结合成合子发育
而成的个体。
杂合体:是由含有不同基因的配子结合成合
子发育而成的个体。
高茎的花
矮茎的花
正交
高茎的花
矮茎的花
反交
相
关
概
念
一对相对性状的杂交实验
对分离现象的解释
对分离现象解释的验证
分离定律
四、假说—演绎法
科学实验发现事实
大胆猜测推出假说
演绎推理实验验证
反复实验揭示规律
五、一对相对性状的实验 (现象)
现象
假说
验证
理论
五、一对相对性状的实验 (现象)
现象
假说
验证
理论
五、一对相对性状的实验
子一代
子二代
亲本
母本
父本
杂交
自交
P
♀
♂
×
F1
F2
现象
假说
验证
理论
3
:
1
高茎
787高茎 277矮茎
×
P
F1
F2
×
3 ∶ 1
(杂交)
(自交)
一对相对性状的亲本杂交,杂种子一代显现出来的性状
一对相对性状的亲本杂交,杂种子一代未显现出来的性状
在杂种后代中,同时显现出显性性状和隐性性状的现象
性状分离
显性性状
隐性性状
高茎
♀
矮茎
♂
传粉
去雄蕊
例:纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植,收获时发现甜玉米的果穗上有非甜玉米籽粒,而非甜玉米果穗上却无甜玉米籽粒。原因是 ( )
A 甜是显性 B 非甜是显性
C 相互混杂 D 相互选择
B
孟德尔还观察了豌豆的其它相对性状,其结果也与茎的高度相类似。如下表:
性状 显性 隐性 F2之比
茎的高度 高:787 矮:277 2·84 :1
种子形状 圆:5474 皱:1850 2·96 :1
子叶颜色 黄:6022 绿:2001 3·01 :1
花的位置 叶腋:651 顶端:207 3·14 :1
种皮颜色 灰:705 白:224 3·15 :1
豆荚形状 饱满:882 不饱满:299 2·95 :1
幼果颜色 绿:428 黄:152 2·82 :1
F2中出现的3:1的性状分离比不是偶然的,是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定比例分离?
3、生物体在形成生殖细胞---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的一个
4、受精时,雌雄配子的结合是随机的。
六、孟德尔对分离现象的解释
1、生物的性状是由遗传因子决定的。
2、体细胞中遗传因子是成对存在的。
显性遗传因子(D)
隐性遗传因子(d)
纯种高茎豌豆:
纯种矮茎豌豆:
DD
dd
F1高茎豌豆:
Dd
P
DD
dd
×
F1
Dd
配子
D
d
高
高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验分析图解
F1
Dd
Dd
F2
Dd
配子
d
D
D
d
DD
Dd
dd
高 高 高 矮
3 : 1
×
F1形成的配子种类、比值都相等,配子结合是随机的。 F2性状表现类型及其比例为________________
_______,遗传因子组成及其比例为________________
_____________。
3∶1
1∶2∶1
高茎∶矮茎 =
DD∶Dd∶dd =
高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解
Dd
×
D
d
D
d
DD
Dd
Dd
dd
DD
×
dd
高茎
矮茎
P
配子
Dd
F1
D
d
配子
F2
高茎
高茎
高茎
矮茎
1 : 2 : 1
例:两杂合黄色籽粒豌豆杂交产生种子120粒,其中纯合黄色种子的数目约为( )
A 0粒 B 30粒
C 60粒 D 90粒
B
实验
性状分离比的模拟
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。
七、孟德尔
对分离现象解释的验证
-----测交
测交:就是让杂种子一代与隐性个体相交,用来测定F1个体是纯合体还是杂合体。
若是纯合体,则测交后代有 种性状
若是杂合体,则测交后代有 种性状
1
2
例:豌豆种皮的颜色灰色(A)对白色(a)是显性。要鉴定一株灰色种皮豌豆的遗传因子组成,可用 方法鉴定,最简便的方法是
测交
自交
八、分离定律的内容
(孟德尔第一定律)
在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子__________,不相_______;在形成配子时,成对的遗传因子发生_______,______后的遗传因子分别进入不同的配子中,随_____遗传给后代
成对存在
融合
分离
分离
配子
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
1、根据题意,画出便于逻辑推理的图解;
2、根据性状分离,判断显、隐性性状;
3、根据性状表现初步确定遗传因子组成;(隐性性状—dd,显性性状—Dd或DD
→D_)
4、根据性状分离比(根据后代表现型、遗传因子组成),判断双亲遗传因子组成;
5、弄清有关配子的遗传因子及比例;
6、利用配子比例求相应个体概率。
遗传题解题步骤
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。
(2)子代有隐性个体,则其两个亲本各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
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:
Aa X aa
后代显性:隐性为3 : 1,则亲本的遗传因子为
Aa X Aa
后代遗传因子为AA:Aa:aa为1 : 2 : 1,则亲本的遗传因子为
Aa X Aa
后代遗传因子为Aa : aa为1 : 1,则亲本的遗传因子为
Aa X aa
一对相对性状的六种结合方式与子代遗传因子表表现型的比例
亲代遗传因子组合 后代遗传因子组合及比例 后代表现型及比例
AA AA
AA Aa
AA aa
Aa Aa
Aa aa
aa aa
100%的AA
100%显性性状
AA:Aa=1:1
100%显性性状
100%的Aa
100%显性性状
AA:Aa:aa=1:2:1
显:隐=3:1
Aa:aa=1:1
显:隐=1:1
100%的aa
100%隐性性状
概念
遗传因子
显性遗传因子
隐性遗传因子
杂合子
纯合子
性状分离
隐性性状
显性性状
相对性状
控制
自
交
自
交
纯合子
杂
交
现代的科学界对孟德尔有这样的评价:
八年耕耘源于对科学的痴迷——对科学的执着
一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密——选择了正确的实验材料
实验设计开辟了研究的新路——单因子分析法
数学统计揭示出遗传的规律——运用了数学统计的方法
课后拓展
1.豌豆在自然状态下是纯种的原因是( )
A.豌豆品种间性状差异大
B.豌豆先开花后授粉
C.豌豆是闭花自花授粉的植物
D.豌豆是自花传粉的植物
2.下列各项中属于相对性状的是( )
A. 玉米的黄粒和圆粒 B.家鸡长腿和毛腿
C.绵羊的白毛和黑毛 D.豌豆的高茎和豆荚的绿色
3.一对杂合白羊,生有4只小羊,则4只小羊的表现型可能为( )
A.全白 B.全黑 C.三白一黑 D.A.B.C均可能
4.下列几组杂交,哪组属于纯合子之间的杂交( ) A.DD×Dd B.DD×dd
C.Dd×Dd D.Dd×dd
√
√
√
√
5.下列关于遗传因子的表述中,错误的是 ( )
A.体细胞中的遗传因子是成对存在的
B.具有显性遗传因子的个体都为显性类型
C.配子中的遗传因子是成单存在的
D.具有隐性遗传因子的个体都为隐性类型
6.用纯种高茎豌豆与矮茎豌豆作杂交实验时,需要( )
A.以高茎作母本,矮茎作父本
B.以矮茎作母本,高茎作父本
C.对母本去雄,授以父本花粉
D.对父本去雄,授以母本花粉
7.人的卷舌对非卷舌是显性,一对能卷舌的夫妇生了一个不能卷舌的孩子,这对夫妇和孩子的遗传因子型依次是: ( ) A.Rr、Rr、rr B.RR、RR、rr C.Rr、rr、Rr D.RR、Rr、rr
√
√
√
8.用纯种高茎豌豆(DD)与纯种矮茎豌豆(dd)杂交,得到F1全为高茎,将F1自交得F2,发现F2中高茎:矮茎为3:1。实现F2中高茎:矮茎为3:1的条件是
A.F1形成配子时,遗传因子分离,形成两种配子
B.含有不同遗传因子的配子随机结合
C.含有不同遗传因子组合的种子必须有适宜的生长发育条件
D.只需A项条件,而不需B、C两项条件
A、B、C
9.下列叙述正确的是
A.纯合子测交后代都是纯合子
B.纯合子自交后代是纯合子
C.杂合子自交后代都是杂合子
D.杂合子测交后代都是杂合子
10.桃果实表面光滑对有毛为显性,在毛桃的植株上授以纯合光桃的花粉,该雌蕊发育成的果实应为:
A.毛桃 C.毛桃的概率为1/3
B.光桃 D.光桃的概率为1/3
11.羊的毛色白色对黑色为显性。两只杂合白羊为亲本,接连生下了3只小羊是白羊,若它们再生第4只小羊,其毛色
A.一定是白色的 B.是白色的可能性大
C.一定是黑色的 D.是黑色的可能性大
B
A
B
12、下列四组交配中,能验证对分离现象的解释是否正
确的一组是
A.AA×Aa B.AA×aa
C.Aa×Aa D.Aa×aa
13、基因型为AA的个体与基因型为aa的个体杂交产生
的F1进行自交,那么F2中的纯合子占F2中个体
数的
A.25% B.50%
C.75% D.100%
14、在一对相对性状的遗传中,隐性亲本与杂合子亲本相
交,其子代个体中与双亲遗传因子组成都不相同的是
A.0% B.25% C.50% D.75%
15、分别具有显性和隐性性状的两个亲本杂交,其子代显性和隐性个体之比为52∶48。以下哪项推论是正确的
A.两个亲本都有显性遗传因子
B.两个亲本都有隐性遗传因子
C.一个亲本只有显性遗传因子
D.前三项推论都不正确
16、番茄果实的红色形状对黄色为显性。现有两株红色番茄杂交,其后代可能出现的的性状正确的一组是
①全是红果 ②全是黄果 ③红果∶黄果=1∶1
④红果∶黄果=3∶1
A.①② B.①④ C.②③ D.②④
17、采用以下哪一组方法,可以依次解决①- ④中的遗传学问题( )
①鉴定一只白羊是否纯种 ②在一对相对性状中区分显隐性 ③不断提高小麦抗病品种的纯合度 ④检验杂种F1的遗传因子组成
A.杂交、自交、测交、测交
B.测交、杂交、自交、测交
C.测交、测交、杂交、自交
D.杂交、杂交、杂交、测交
18、野生猴中毛色白色极为少见。某科研小组捕获到一只白色雄猴,要想在短期内利用这只雄猴繁殖更多的白猴以满足科研需要,最佳方案是( )
A.让白色雄猴与棕色雌猴交配,再从F1互交产 生白猴
B.让白色雄猴与棕色雌猴交配,F1中就能出现白猴
C.让白色雄猴与棕色雌猴交配,再从F1中选出雌猴与白色雄猴疒交配产生白猴
D.让白色雌猴与杂合棕色雌猴交配,即可产生白猴
19、将具有一对遗传因子的杂合子豌豆逐代自交3次,在F3中纯合子的比例是( )
A.1/8
B.7/8
C.7/16
D.9/16
20、让杂合子Aa连续自交三代,则第四代中杂合子占比例为( )
A.1/4
B.1/8
C.1/16
D.1/32
花柄
花萼
花瓣
子房
花柱
柱头
雌蕊
花冠
花药
花丝
雄蕊
一、花 的 结 构
花托