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1、遗传与进化,必修2,模块目录科学家访谈 我赞叹生命的美丽第一章 遗传因子的发现（人类是怎样认识到基因的存在的？）第二章 基因和染色体的关系（基因在哪里？）第三章 基因的本质（基因是什么？）第四章 基因的表达（基因是怎样行使功能的？）第五章 基因突变及其他变异（基因在传递过程中怎样变化？）第六章 从杂交育种到基因工程（人类如何利用生物的基因？）第七章 现代生物进化理论（生物进化过程中基因频率是如何变化的？）,科学家访谈,我赞叹生命的美丽 与杨焕明教授一席谈,人类基因组是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列，其重要内容包括绘制人类基因组的四张图：遗
2、传图、物理图、序列图、转录图。,第1章 遗传因子的发现,遗传因子的发现,问题探讨,人们曾经认为两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。就像把一瓶蓝墨水和一瓶红墨水到在一起，混合液是另外一种颜色，再也无法分出蓝色和红色。这种观点也称做融合遗传。讨论：按照上述观点，当红牡丹和白牡丹杂交后，子代的牡丹 花会是什么颜色？你同意上述观点吗？说说你的理由。,课题引入,课题引入,人物简介,孟德尔（Gregor Johann Mendel）遗传学的奠基人，被誉为“现代遗传学之父”。1822年7月20日出生于奥地利西里西亚（现属捷克）。1865年发现了遗传定律（分离定
3、律及自由组合定律）。1884年1月6日逝世。,第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）,实验材料：豌豆花,豌豆花的特点：自花传粉：两性花的花粉，落到同 一朵花的雌性柱头上的 过程。也叫“自交”。闭花受粉：闭花受粉是同花受粉的 一种，是指在花未开放 之前就已完成受粉。,豌豆作为实验材料的原因,1.豌豆花是自花传粉、闭花受粉植物。2.豌豆花在自然状态下一般都是纯种。3.豌豆花具有易于区分的性状。,豌豆有一些稳定的、易于区分的性状。,原因二：,为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？,相对性状,一种生物的同一种性状的不同表现类型。,性状,如：茎的高度、花的颜色及种子性状等。,1）牵牛花的阔叶与小麦的窄叶（）2
4、）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,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.,一对相对性状的杂交实验,异花传粉,父本,母本,去雄,常用符号：,1）父本：,一对相对性状的杂交实验,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
5、高茎 纯矮茎,F1,高茎,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),孟德尔做的豌豆杂交实验的结果,F2中出现3：1的性状分离比是偶然的吗？,实验结果：,一对相对性状的杂交实验,787 277,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？,
6、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：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,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
7、不能稳定遗传,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,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,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,材料用具（分别标记D和d的纸球各10个，废液杯两个）方法步骤（1分别在两个
8、杯中放入两种纸球各10个；2摇动杯子使两种球充分混合；3分别从两个杯中抓取一个球并记录；4、将球放回摇匀并重复以上动作100次）结果和结论（设计表格记录抓取结果，计算不同纸球组合的数量比）,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
9、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,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。,分离定律（孟德尔第一定律）,描述
10、对象：生物的体细胞。发生时间：在形成配子时。实质：控制同一性状的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）相关公式,亲代 子代 子代性状比例,（1）AA AA（2）aa aa（3）AA aa（4）AA Aa（5）Aa Aa（6）Aa aa,AA aa Aa AA、Aa 1AA、2Aa、1aa 3:1 Aa、aa 1:1,练习,下列形状中属于相对性状的是A人的身高与体重B兔的长毛与短毛C猫的白毛与蓝眼D棉花的细绒与长绒,B,一株高杆小麦自花传粉产生200粒种子，长出的幼苗中148株为高杆，52株为矮杆。可知，_是显性的，_是隐性的。,高杆,矮杆,
11、练习,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,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，一般不存在成对遗传因子的细胞（）A、精子细胞 B、合子 C、受精卵 D、神经元,?,
12、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,课本P8第一、3题,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，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中。（3）2。,P8第一、4题,4.（1）白色；
13、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。,P8第二、1题,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。,P8第二、2,2.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。,P8第二、3,3.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。,
