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1、遗传与进化,必修2,第1章 遗传因子的发现,第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）,?,+,=,遗传学中把生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式等统称为性状。,相对性状,一种生物的同一种性状的不同表现类型。,1）牵牛花的阔叶与小麦的窄叶（）2）兔的白毛与黑毛（）3）狗的长毛与卷毛（）,请判断下列性状是否为相对性状：,不是,是,不是,下面都不属于相对性状的是（）红葡萄与白葡萄 黄菊花与白菊花 黑头发与黄皮肤 白猫与黑狗 高杆水稻与矮杆水稻 黄牛与奶牛 A、B、C、D、,C,遗传学的奠基人-孟德尔,孟德尔现代遗传学之父,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
2、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。18511853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。1865年他推导出了著名的遗传学定律，他将定律用一篇论文表述出来，并将论文呈交给布鲁恩自然历史学会。1866年他的成果被发表在该学会学报上，题目是“植物杂交实验”。三年后又在同一杂志上发表了第二篇论文。此外，孟德尔把他的论文送一份给遗传学的主要权威卡尔纳基里。
3、纳基里读过论文后给孟德尔做了答复，但却未能理解该论文的重大意义。,孟德尔现代遗传学之父,此后孟德尔的文章大体上被忽视了，实际上几乎被遗忘了三十年。1868年孟德尔被任命为牧师会会长。从那时起，行政的职责使得他没有什么时间继续搞植物实验。1884年当他六十一岁去世时，他那光辉的研究成果几乎被世人遗忘，他从未得到过任何承认。孟德尔的研究成果直到1900年才被重新发现，当时有三位不同的科学家（荷兰的雨果德弗里斯，德国的卡尔考伦斯，奥地利的埃里克冯车尔麦克）各自独立工作，却都意外地发现了孟德尔的文章。他们三人中每人都做自己的植物实验；每人都独自发现了孟德尔定律；每人在发表自己的结果之前都在查阅文献中找
4、到了孟德尔的原文；每人都认真地引证了孟德尔的论文，用自己的实验结果证实了孟德尔的结论。一个多么奇妙的三重巧合啊！同年也有一位英国科学家偶然发现了孟德尔的原文，并立即使其得到了其他科学家的重视。到了年底，孟德尔得到了他有生之年就应该得到的祝贺。,豌豆,两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。,自花传粉,闭花传粉,花未开放时，已经完成受粉的过程。,异花传粉,两朵花之间的传粉过程。,豌豆是自花传粉，闭花受粉植物。,原因一：,一、为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？,一、为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？,豌豆有一些稳定的、易于区分的性状。,原因二：,一、为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？,
5、异花传粉,父本,母本,去雄,父本,异花传粉时，供应花粉的植株。,母本,异花传粉时，接受花粉的植株。,去雄,除去未成熟花的全部雄蕊.,常用符号：,1）父本：,2）母本：,3）亲本：,P,6）杂种后代：,F,4）杂交：,7）杂种子一代：,F1,8）杂种子二代：,F2,5）自交：,实验过程：,一对相对性状的杂交实验,P,纯高茎 纯矮茎,F1,高茎,F2,高茎,矮茎,显性性状,在杂种子一代(F1)中显现出来的性状。,隐性性状,性状分离,在杂种子二代(F2)中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。,(高茎),在杂种子一代(F1)中未显现出的性状。,(矮茎),实验结果：,一对相对性状的杂交实验,787 27
6、7,植株统计,比值,3:1,孟德尔做了豌豆七对相对性状的杂交试验，并用统计学方法对结果进行分析，都得出了惊人相似的结果，即F2代的显性:隐性=3:1。,为什么子一代只出现显性性状？为什么子二代出现了性状分离？为什么性状分离比接近于3:1？,1）性状由遗传因子决定,每个因子决定着一种特定的性状。,孟德尔提出假说：,决定显性性状(如高茎)的遗传因子。用大写字母表示。（D、B、P）如：高茎的显性遗传因子为D。,决定隐性性状(如矮茎)的遗传因子。用小写字母表示。（d、b、p）如：矮茎的隐性遗传因子为d。,显性遗传因子,隐性遗传因子,对分离现象的解释,对分离现象的解释,2）体细胞中遗传因子成对存在。,如
7、：纯高茎遗传因子是DD，纯矮茎遗传因子是dd。,孟德尔提出假说：,遗传因子组成相同的个体。如：纯高茎DD，纯矮茎dd。,遗传因子组成不同的个体。如：F1中的高茎Dd。,纯合子,杂合子,杂交,两个具有不同遗传因子组成的个体间雌雄配子的结合。,互交,杂交时，父本母本相互交换。分为正交和反交。,自交（自花传粉）,对分离现象的解释,3）生物体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中的一个。,孟德尔提出假说,D对d有显性作用，F1(Dd)只表现为高茎。,对分离现象的解释,4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。,孟德尔提出假说：,F2,高茎,高茎,高茎,矮茎
8、,成对遗传因子分离,雌雄配子随机结合,DD:Dd:dd=1:2:1高茎:矮茎=3:1,隐性个体一定是纯合子,纯合子的性状能稳定遗传杂合子的性状不能稳定遗传,性状分离比的模拟实验,实验原理：,精巢,卵巢,雄配子(精子),雌配子(卵子),模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合,性状分离比的模拟实验,如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，他还能正确地解释性状分离现象吗？,很难正确解释，因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。若对10株豌豆的个体做统计，会出现较大的误差。,将模拟实验的结果与孟德尔的杂交实验结果相比较，你认为孟德尔的假说是否合理？,模拟实验的结果与孟德尔
9、的假说是相吻合的，出现了31的结果。但证明某一假说还需实验验证。,对分离现象解释的验证,杂种子一代隐性纯合子测定F1的基因型,测交试验：,测交后代,高茎,矮茎,1:1,测交结果符合预期设想：1）证实F1是杂合子；2）在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分别进入到不同的配子中。,测交结果：高茎:矮茎=30:34 1:1,假说演绎法,1）提出问题（观察和分析）2）提出假说（推理和想象）3）演绎推理4）检验结论（实验）5）实验结果与预期相符假说正确 实验结果与预期不符假说错误,如何解释F2中出现的3:1,提出4点假说,用4点假说预测测交的结果,实际做测交实验验证测交结果,假说演绎法,科学实验提出
10、问题,大胆猜测推出假设,演绎推理,实验检测揭示规律,（四）、对分离现象解释的验证测交：,分离定律,在生物的体细胞中，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。,适用范围：进行有性生殖的真核生物细胞核基因的遗传,基本概念,1.交配方式,2.性状类,3.基因类,4.个体类,遗传学的解题步骤,步骤一：写出该题的相对性状,步骤二：判断显隐性关系,步骤三：写出亲子代的遗传图解,步骤四：依据概率的运算规律解题,解题方法小结,一、相对性状中显、隐性性状的判断：,方法一：定义法。方法二：性状分离法。,两个有病的双亲生
11、出无病的孩子，即“有中生无”，肯定是显性遗传病；两个无病的双亲生出有病的孩子，即“无中生有”，肯定是隐性遗传病；,显性遗传病,1、大豆的白花和紫花是一对相对性状。下列四组杂交实验中，能判断出显性和隐性关系的是（）紫花紫花紫花；紫花紫花301紫花+101白花；紫花白花紫花紫花白花98紫花+102白花AB CD,D,二、显性纯合子和杂合子的判断：,方法一：自交法（只适用于植物）方法二：测交法（动植物均可）,例题：小麦麦穗有芒对无芒为显性，鉴别一株有芒小麦是否是纯合子，最常用的方法是（）A杂交 B自交 C测交 D观察性状,B,一对相对性状的交配方式与子代遗传因子组成及表现型的比例,100%的AA,1
12、：0,AA：Aa=1:1,1：0,100%的Aa,1：0,AA：Aa：aa=1:2:1,显：隐=3：1,Aa：aa=1:1,显：隐=1：1,100%的aa,0：1,三、根据后代的性状分离比解题（由亲代推子代即正推型）,四、根据后代的性状分离比解题（由子代推亲代型即逆推型）,1若后代性状分离比为显性：隐性=3：1，则双亲一定是杂合子。（AaAa）2若后代性状分离比为显性：隐性=1：1，则双亲为测交类型。（Aaaa）3若后代只表现出显性性状，则双亲中至少有一个是显性纯合子。（AA_ _）4若后全部表现为隐性性状，则双亲都为隐性纯合子。（aaaa）,2、采用下列哪组方法，可以依次解决中的遗传问题（）
13、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、杂交、自交、测交C测交、测交、杂交、自交 D杂交、杂交、杂交、侧交,B,五、获得纯系的方法连续自交，（并不断进行筛选）,规律性一：Aa自交n次，在第n+1代中（以Aa为亲代），杂合子的比例为；纯合子（AA和aa）的比例为。,规律性二：Aa（第一代）自交n次，每次均淘汰aa个体，则Aa所占比例为；AA所占比例为。,例1：将遗传因子组成为Aa的杂合体，逐代自交三次，F3中纯合子比例为_。,例2：将杂合高茎豌豆（Dd）逐代自交，每代均淘汰矮茎豌豆，连续自交4代后，纯合高茎豌豆
14、的比例为多少？。,7/8,15/17,问题提升,概率在遗传学分析中的应用,1、加法定律：当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这样的两个事件称为互斥事件，它们的概率等于各自概率之和。,例题：人体肤色正常（A）对白化（a）是显性。一对夫妇基因型都是Aa，他们所生的孩子中，表现型正常的概率是多少？,答案：3/4,例题：人类的双眼皮（B）对单眼皮（b）为显性。现有一对夫妇基因型均为Bb，则他们生一个单眼皮男孩的概率是多少？,答案：1/41/21/8,2、乘法定律：当一个事件的发生不影响另一事件的发生时，这样的两个独立事件同时出现或相继出现的概率等于各自概率的乘积。,小李患白化病，但小李的父母及妹妹的
15、表现型正常，问：（1）小李的妹妹携带白化病基因的可能性是多少？（2）如果小李的妹妹与一位白化病患者婚配，出生病孩的概率是多少？,23,13,什么是不完全显性？,在生物性状的遗传中，如果F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间，这种显性表现叫做不完全显性。,补充内容,什么是完全显性？显性对隐形绝对控制,什么是共显性?,混花毛马的共显性（红毛与白毛掺杂在一起）,在生物性状的遗传中，如果两个亲本的性状，同时在F1的个体上显现出来，而不是只单一的表现出中间性状，这种显性表现叫做共显性。,练 习,1）下列几组植物杂交中，其实验结果可以用分离规律加以解释的是（）A、抗病早熟 F1 F2 B、杂高纯矮 F1
16、F2 C、高杆抗病 F1 F2 D、纯高纯高 F1 F2,?,B,练 习,2）一个杂交组合的后代(F1)，呈3:1的性状分离，这个杂交组合是（）呈1:1的性状分离，这个杂交组合是（）A、DDdd B、Dddd C、DdDd D、dddd,?,C,B,练 习,3）一只白色公羊与一只黑色母羊交配，生出的小羊全部表现为白色，这是因为（）A、黑色母羊必为杂合子 B、白色小羊必为纯合子 C、控制黑色的基因消失 D、控制黑色的基因未消失，但不表现,?,D,练 习,4）下列个体中属于纯合子的是（）A、aaBB B、AABb C、AaBB D、aaBb,?,A,练 习,5）下列哺乳动物细胞中，一般不存在成对遗
17、传因子的细胞（）A、精子细胞 B、合子 C、受精卵 D、神经元,?,A,练 习,6）一对杂合的黑色豚鼠交配，生出黑色小鼠的概率是（）生出黑色小鼠为杂合子的概率是（）A、2/3 B、3/4 C、1/2 D、1/4,?,B,A,练 习,7）一对杂合的黑色豚鼠交配，生出四只豚鼠，它们的性状可能是（）A、全部白色或全部黑色 B、三黑一白或一黑三白 C、二黑二白 D、以上任何一种,?,D,练 习,8）一对夫妇均正常，且他们的双亲也都正常，但双方都有一白化病的兄弟，求他们婚后生白化病孩子的几率是多少？,?,解：（1）确定该夫妇的遗传因子及其几率。Aa的几率是2/3，AA的几率是1/3。（2）假设该夫妇为A
18、a，后代患病可能性为1/4。（3）生白化病小孩的几率是：2/3 2/3 1/4=1/9,P5,不会。因为满足孟德尔实验条件之一是雌、雄配子结合机会相等，即任何一个雄配子（或雌配子）与任何一个雌配子（或雄配子）的结合机会相等，这样才能出现31的性状分离比。,3.（1）在F1水稻细胞中含有一个控制合成支链淀粉的遗传因子和一个控制合成直链淀粉的遗传因子。在F1形成配子时，两个遗传因子分离，分别进入不同配子中，含支链淀粉遗传因子的配子合成支链淀粉，遇碘变橙红色；含直链淀粉遗传因子的配子合成直链淀粉，遇碘变蓝黑色，其比例为11。（2）孟德尔的分离定律。即在F1形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的
19、遗传因子分别进入不同的配子中。（3）2。,4.（1）白色；黑色。（2）性状分离；白毛羊为杂合子，杂合子在自交时会产生性状分离现象。,1.（1）将被鉴定的栗色公马与多匹白色母马配种，这样可在一个季节里产生多匹杂交后代。（2）杂交后代可能有两种结果：一是杂交后代全部为栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马很可能是纯合子；二是杂交后代中既有白色马，又有栗色马，此结果说明被鉴定的栗色公马为杂合子。,2.提示：选择适宜的实验材料是确保实验成功的条件之一。孟德尔在遗传杂交实验中，曾使用多种植物如豌豆、玉米、山柳菊做杂交实验，其中豌豆的杂交实验最为成功，因此发现了遗传的基本规律。这是因为豌豆具有适于研究杂交实验的特点，例如，豌豆严格自花受粉，在自然状态下是纯种，这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种；豌豆花大，易于做人工杂交实验；豌豆具有稳定的可以区分的性状，易于区分、统计实验结果。,3.提示：凯库勒提出苯分子的环状结构、原子核中含有中子和质子的发现过程等，都是通过假说演绎法得出结论的。19世纪以前科学家对遗传学的研究，多采用从实验结果出发提出某种理论或学说。而假说演绎法，是从客观现象或实验结果出发，提出问题，作出假设，然后设计实验验证假说的研究方法，这种方法的运用促进了生物科学的研究，使遗传学由描述性研究进入理性推导和实验验证的研究阶段。,
