孟德尔的分离和自由组合定律.ppt

2-3 遗传的基本规律,第1讲遗传因子的发现,考纲展示,1、孟德尔遗传实验的科学方法（）2、基因的分离定律和自由组合定律（）,考纲解析,1、理解孟德尔豌豆杂交实验成功的原因及其探究问题的方法与思路2、理解基因分离定律和自由组合定律的实质及相关应用,一.遗传学基本概念,1.交配类(1)杂交：(2)自交：(3)测交：(4)正交和反交：,提醒:植物体自花受粉和雌、雄异花的同株受粉,属于自交。自交是获得纯系的有效方法。,应用：用来检验是细胞核遗传,还是细胞质遗传.,基因型不同的生物体间互相交配。,基因型相同的生物体间互相交配。,杂种F1与隐性纯合子杂交，用来测定F1的基因型。,相对而言的，正交中父方和母方分别是反交中的母方和父方。,2.性状类(1)性状：生物体所表现出的形态特征和生理特性的 总称。(2)相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。(3)显性性状：具有相对性状的纯种亲本杂交,F1表 现出来的那个亲本性状。,提醒:生物性状的体现者蛋白质；性状的控制者核酸。,(4)隐性性状：具有相对性状的纯种亲本杂交,F1未 表现出来的那个亲本性状。(5)性状分离：在杂种后代中,同时出现显性性状和 隐性性状的现象,在遗传学上叫做性状分离。,提醒:隐性性状不是不表现的性状,而是指F1未表现的性状。,3.基因类,(1)显性基因：控制显性性状的基因,用大写英文字 母表示,写在前面。,(2)隐性基因：控制隐性性状的基因,用小写英文字 母表示,写在后面。,(3)等位基因：在遗传学上,把位于一对同源染色体 的相同位置上,控制着相对性状的基 因,叫做等位基因。具有等位基因的个体一定是杂合子。,存在：存在于杂合子的所有体细胞中。位置：位于一对同源染色体的同一位置上。特点：能控制一对相对性状,具有一定的独立性。分离的时间：减数第一次分裂后期。遗传行为：随同源染色体的分开而分离,分别进入不同的配子中,独立地随配子遗传给后代。D、d是等位基因,但D、D或d、d不是等位基因。,关于等位基因,4.个体类(1)表现型：生物个体表现出来的性状。(2)基因型：与表现型有关的基因组成。基因型与表现型的关系：基因型是性状表 现的内因,表现型是基因型与环境共同作用的结果,即表现型=基因型+环境条件；表现型是基因型的 表现形式,表现型相同,基因型不一定相同,如DD和 Dd均表现为高茎;在相同的环境条件下,基因型相 同,表现型一般相同；在不同环境中,即使基因型相 同,表现型也未必相同。,提醒,(3)纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育而 成的个体(如DD、dd、AABB、AAbb)。(4)杂合子:由不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体(如Dd、AaBB、AaBb)。多对基因中只要有一对杂合,不管有多少对纯合都是杂合子。纯合子自交后代都是纯合子,但纯合子杂交,后代会出现杂合子；杂合子自交,后代会出现性状分离,且后代中会出现一定比例的纯合子。,提醒,P,F1,亲本,杂种子一代,杂交,自交,5.符号类,选用豌豆作实验材料：自然状态下都是纯种，而且相对性状明显。,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。,用统计学的方法对实验结果进行分析,二.孟德尔成功的原因,科学设计试验程序,为什么用豌豆做实验容易取得成功？,1、豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉。自交产生纯种2、豌豆花大，易于进行人工异花传粉。3、豌豆还具有易于区分的性状。,杂交实验的操作步骤:,去雄,套袋,授粉,套袋,观察统计,一对相对性状的杂交实验,三.基因的分离定律,（一）实验过程,相对,显性,性状分离,高茎,矮茎,1、生物的性状是由 决定的。2、体细胞中遗传因子是 存在的。3、在形成 时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子中的一个。4、受精时，雌雄配子的结合是。,遗传因子,成对,生殖细胞,随机的,（二）对性状分离现象的解释,(三)对性状分离现象的验证测交实验：,D,d,Dd,dd,D,d,D,孟德尔验证实验中为什么用隐性类型对F1进行测交实验？提示：隐性纯合子产生的配子只含有一种隐性配子，能使F1中含有的基因，在后代中全表现出来，分析测交后代的性状表现即可推知被测个体产生配子种类。,悟一悟,特别提醒测交法应用的前提条件是已知生物性状的显隐性。此方法常用于动物遗传因子组成的检测。植物常用自交法，也可用测交法，但自交法更简便。,假说演绎法,以观察和分析提出问题,为什么F2中出现3：1的性状分离比？,经推理和想象提出假说,遗传因子决定生物的性状遗传因子成对存在遗传因子在形成配子时分离雌雄配子在受精时随机结合,据假说进行演绎和推理,测交结果预测：测交后代分离比为1：1,实验检验 得出结论,结果符合！假说正确！,孟德尔探究问题的方法,（三）分离定律的实质,在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子（基因）成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子（基因）发生分离，分离后的遗传因子（基因）分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。,基因分离定律的实质图解 下图表示一个遗传因子组成为Aa的性原细胞产生配子的过程：,由图得知，遗传因子组成为Aa的精(卵)原细胞可能产生A和a两种类型的雄（雌）配子，比例为11。,孟德尔遗传规律的适用范围,、适用生物类别：,、适用生殖方式：,、适用遗传方式：,、适用基因类型：,真核生物，不适用原核生物及病毒的遗传。,有性生殖，不适用无性生殖的遗传；有丝分裂过程不遵循。,细胞核遗传，不适用细胞质遗传,基因的分离定律适用于一对相对性状的遗传，只涉及一对等位基因。基因的自由组合定律适用于两对或两对以上的等位基因且分别位于两对或两对以上的同源染色体上。,四、解答分离定律题目的一些基本方法,1、相对性状中显隐性的判断,方法一:定义法(杂交法),具有相对性状的纯种亲本杂交，子一代只表现出一种性状，则表现出来的性状是显性性状，未表现出来的性状是隐性性状。高茎 矮茎 高茎,有中生无，有为显性,某一性状的个体自交，或具有相同性状的一对亲本杂交，子代既出现了与亲本相同的性状，又出现了一种不同于亲本的新性状，与亲本相同的性状是显性性状，新出现的性状是隐性性状。高茎 高茎 高茎、矮茎,方法二:自交法,无中生有，有为隐性,方法三:性状分离比法具有相同性状的亲本杂交，子代出现31的性状分离比,则占3/4的性状为显性性状，占1/4的性状为隐性性状。如孟德尔豌豆实验的F1自交实验,2、判断显性个体是否为纯合子的方法,自交法：看后代是否有性状分离,后代只有显性性状：纯合子,后代有显性和隐性性状：杂合子,测交法：看后代性状,有：杂合子,无：纯合子,3、确定基因型,1、隐性个体：2、显性个体：初定基因型：如高茎豌豆D A、根据后代性状分离比 B、根据亲/子代基因型,一定是纯合子,4、遗传系谱图中显、隐性判断双亲正常子代患病隐性遗传病。双亲患病子代正常显性遗传病。,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比aa为1:1，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,拓展一,ABO血型,拓展二,1杂合子(Aa)产生雌雄配子数量不相等 基因型为Aa的杂合子产生雌配子有两种Aa11或产生雄配子有两种Aa11，但雌雄配子的数量比不相等，一般来说，生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。,2自交与自由交配 自交强调的是相同基因型个体之间的交配，即：A AAA、AaAa、aaaa；自由交配强调的是群体中所有雌雄个体间进行随机交配，即：AAAA、AaAa、aaaa、AAAa、AAAa等 随机组合。,3符合基因分离定律并不一定就会出现特定性状分离比(1)F2中31的结果必须在统计大量子代后才能得到；子代 数目较少，不一定符合预期的分离比。如两只杂合黑豚鼠杂交，生下的4只小豚鼠不一定符合3黑1白,有可能只有黑色或只有白色，也有可能既有黑色又有白色,甚至还可能3白1黑。(2)不完全显性：如红花AA、白花aa,若杂合子Aa开粉红花，则AAaa杂交再自交F2代性状比为红花粉红花白花=121,不再是31。(3)某些致死基因可能导致遗传分离比变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。,隐性致死：显性致死：配子致死：,隐性基因同时存在于同一对同源染色体上时，对个体有致死作用。如：镰刀形细胞贫血症；植物中的白化基因（bb）,显性基因具有致死作用，如人的神经胶症基因，又分为显性纯合致死和显性杂合致死。,指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。,1杂合子Aa连续自交，第n代的比例分析,杂合子比例：,显性(隐性)纯合子：,纯合子比例：,=,2果皮、种皮、胚、胚乳的基因型分析(1)果皮(包括豆荚)、种皮分别由子房壁、珠被(母本体细胞)发育而来，基因型与母本相同；(2)胚(胚轴、胚根、胚芽、子叶组成)由受精卵发育而来，基因型与其发育成的植株相同；(3)胚乳由受精极核发育而来，基因型为母本配子基因型的 两倍加上父本配子基因型，如下图表示：,3、基因分离定律指导育种,五、性状分离比的模拟实验 1.实验原理:甲、乙两个小桶分别代表_,甲、乙小桶内的彩球分别代表_，用不同彩 球随机组合模拟生物在生殖过程中_ _。,雌雄生殖器官,雌雄配子,雌雄配子的随机,结合,2.实验注意问题(1)两小桶中小球数可以不相等，但每个小桶中两 种颜色的配子必须相等。(2)要_抓取,且抓完一次将小球放回原小桶并搅 匀。(3)重复的次数足够多。3.结果与结论 彩球组合类型数量比DDDddd_,彩球代 表的显隐性状的数值量比接近_。,随机,121,31,孟德尔的豌豆杂交试验二,基因的自由组合定律,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_，遗传因子组成及其比例为_。,31,121,高茎矮茎=,DDDddd=,一、两对相对性状的杂交实验,F1,F2,个体数,315,101,108,32,性状分离,性状分离比,显性性状,重组类型,思考：F2中与亲本表现型相同的比例，性状重组的类型及比例？,1、实验,提出问题：1、为什么会出现新的性状组合呢？2、与一对相对性状实验中F2的3:1的数量比有联系吗？,研究方法：孟德尔对每一对相对性状单独分析,粒色,黄色种子绿色种子,315+101=416,108+32=140,3（黄）：1（绿）,粒形,圆滑种子皱缩种子,315+108=423,101+32=133,3（圆）：1（皱）,二、对自由组合现象的解释,绿色皱粒,F1,黄色圆粒,F1配子,P,P配子,配子只得_遗传因子,F1在产生配子时，每对遗传因子彼此_，不同对的遗传因子可以_,分离,自由组合,一半,F2,两对遗传因子的遗传,两对遗传因子的遗传,表现型的比例为 9:3:3:1,结合方式有16种,9 黄圆：1YYRR 2YyRR 2YYRr 4YyRr,3 黄皱：1YYrr 2Yyrr,3 绿圆：1yyRR 2yyRr,1 绿皱：1yyrr,表现型4种,基因型9种,F1产生4种配子：YR、yR、Yr、yr 比例是 1:1:1:1,两对遗传因子的遗传,（1）两对性状分别由 控制（2）F1产生配子时，分离，自由组合，产生雌雄配子各 种类型，且数目相等。（3）受精时雌雄配子 结合。,每对遗传因子,不同对的遗传因子,4,两对遗传因子,随机,1对自由组合现象的解释（假说）,2、小结：1）结合方式共 种，F2中基因型 种，表现型 种2）F2中双显性，单显性，双隐性。3）F2纯合子，其基因型分别有；杂合子，其中双杂合个体的基因型为，比例；单杂合占，其基因型。4）F2中与亲本相同的类型占，重组类型占。,9/16,6/16,1/16,4/16,12/16,4/16,YyRr,8/16,10/16,6/16,(5/8),(3/8),16,9,4,思考：基因型YYrr和yyRR的亲本杂交，F2表现型中亲本类型和重组类型所占比例各是多少？,三、对自由组合规律的验证-测交,1、推测：,配子,遗传因子组成,性状表现,YyRr,Yyrr,yyRr,yyrr,黄色圆粒,黄色皱粒,绿色圆粒,绿色皱粒,杂种子一代 双隐性类型黄色圆粒 绿色皱粒,YyRr,yyrr,1 1 1 1,2、种植实验,另:其它六对相对性状的杂交实验,3、结论：,四、自由组合定律内容,控制不同性状的遗传因子的分离和组合是_的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此_，决定不同性状的遗传因子_。,互不干扰,分离,自由组合,1实质：2发生的时间：3.适用条件：,等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合,减数第一次分裂后期,两对相对性状的遗传试验细胞核遗传、有性生殖的生物两对或多对等位基因位于不同对的同源染色体上,基因自由组合定律的细胞学基础,孟德尔实验方法的启示和遗传规律的再发现1.实验方法启示 孟德尔获得成功的原因：正确选材(豌豆);对 相对性状遗传的研究,从_对到_对；对实验 结果进行_的分析；运用_法(包括“提出问题作出假设演绎推理实验检验得 出结论”五个基本环节)这一科学方法。2.遗传规律再发现(1)1909年,丹麦生物学家_把“遗传因子”叫做_。(2)因为孟德尔的杰出贡献,他被公认为“_ _”。,一,多,统计学,假说演绎,约翰逊,基因,遗传学,之父,五、应用分离定律解决自由组合问题,1、分解：将所涉及的两对(或多对)基因或性状分离开来，一对对单独考虑，用基因的分离定律进行研究。2、组合：将用分离定律研究的结果按一定方式(相加或相乘)进行组合。,1配子类型的问题,2n,2,2,1,2,8,8,4,8,4,32,2 配子间结合方式问题规律：两基因型不同的个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积。如：AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间结合方式有多少种？先求AaBbCc、AaBbCC各自产生多少种配子。AaBbCc 种配子、AaBbCC 种配子。再求两亲本配子间结合方式。由于两性配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有 种结合方式。,3、基因型类型的问题 示例 AaBbCc与AaBBCc杂交,求其后代的基因型数先分解为三个分离定律：AaAa后代有3种基因型(1AA2Aa1aa)BbBB后代有2种基因型(1BB1Bb)CcCc后代有3种基因型(1CC2Cc1cc)因而AaBbCcAaBBCc,后代中有323=18种基因型。,4、表现型类型的问题示例 AaBbCcAabbCc，其杂交后代可能的表现型数可分解为三个分离定律：AaAa后代有2种表现型Bbbb后代有2种表现型CcCc后代有2种表现型所以AaBbCcAabbCc，后代中有222=8种表现型。,5、已知双亲基因型，求某一具体子代基因型或表现型所占比例,规律：某一具体子代基因型或表现型所占比例应等于按分离定律拆分，将各种性状及基因型所占比例分别求出后，再相乘。如基因型为AaBbCC与AabbCc的个体杂交，求：（1）子代基因型为AabbCc个体的概率（2）子代基因型为A_bbC_的概率,1/8,3/8,熟记子代表现型及比例与亲代杂交组合的关系,n对等位基因(完全显性）分别位于n对同源染色体 上的遗传规律如下表：,961,121,97,13,934,112,151,31,14641,121,4221,1111,933,91,当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病 情况的概率分析如下：,思维误区警示易错分析 对减数分裂过程中产生配子的情况不熟练 分析配子产生时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。(1)若是一个个体则产生2n种配子,n代表同源染 色体对数或等位基因对数。(2)若是一个性原细胞,则一个卵原细胞仅产生1 个卵细胞,而一个精原细胞可产生4个2种(两两相同),解题思路探究,精细胞(未发生交叉互换的情况)。例：YyRr基因型 的个体产生配子情况如下：注意写产生配子时“、”和“或”的运用。,提醒,六、分离定律与自由组合定律的比较,遗传实质,F1形成配子时，同源染色体上的等位基因发生分离,F1形成配子时，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。,联系,两个遗传定律都发生在减数分裂形成配子时（同时进行），且同时起作用。分离定律是自由组合定律的基础。,(2011福建高考)二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性，控制该相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3号和8号染色体上。下表是纯合甘蓝杂交实验的统计数据：,(1)结球甘蓝叶色性状的遗传遵循_定律。(2)表中组合的两个亲本基因型为_，理论上组合的F2紫色叶植株中，纯合子所占的比例为_。(3)表中组合的亲本中，紫色叶植株的基因型为_。若组合的F1与绿色叶甘蓝杂交，理论上后代的表现型及比例为_。,(4)请用竖线(|)表示相关染色体，用 点()表示相关基因位置，在如图 圆圈中画出组合的F1体细胞的 基因型示意图。,答案：(1)自由组合(2)AABB、aabb1/5(3)AAbb(或aaBB)紫色叶：绿色叶11(4)如右图所示,乙,乔化,DdHh和ddhh,4,1111,蟠桃(Hh)自交(蟠桃与蟠桃杂交),表现型为蟠桃和圆桃，比例为21,表现型为蟠桃和圆桃，比例为31,解析,解析,番茄果实的红色对黄色为显性，两室对多室为显性，植株高对矮为显性。三对相对性状分别受三对同源染色体上的等位基因控制。育种者用纯合红色两室矮茎番茄与纯合黄色多室高茎番茄杂交。下列对实验与结果预测的叙述中，不正确的是 A三对性状的遗传遵循基因的自由组合定律BF1可产生8种不同基因组合的雌雄配子CF2代中的表现型共有9种DF2代中的基因型共有27种,答案：C,例5.人类并指为显性遗传病，白化病是一种隐性遗传病，已知控制这两种疾病的等位基因都在常染色体上，而且是独立遗传。一家庭中，父亲并指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子，如果他们再生一个孩子，则：（1）这个孩子表现正常的可能性是多少？（2）这个孩子只患一种病的可能性是多少？（3）这个孩子同时患有两种病的可能性是多少？（4）这个孩子患病的可能性是多少？,番茄的红果(A)对黄果(a)是显性，圆果(B)对长果(b)是显性，且自由组合，现用红色长果与黄色圆果(番茄)杂交，从理论上分析，其后代的基因型不可能出现的比例是 A10 B121 C11 D1111,解析：由题意可知：两亲本基因型为A_bbaaB_。因此后代基因型的比例可能是：(1)AAbbaaBBAaBb为10(2)AAbbaaBbAaBbAabb11(3)AabbaaBBAaBbaaBb11(4)AabbaaBbAaBbaaBbAabbaabb1111,答案：B,基因A、a和基因B、b分别位于不同对的同源染色体上，一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为11，则这个亲本基因型为AAABb BAaBb CAAbb DAaBB,答案：A,萝卜的根形是由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定的。现用两个纯合的圆形块根萝卜作亲本进行杂交。F1全为扁形块根。F1自交后代F2中扁形块根、圆形块根、长形块根的比例为961，则F2扁形块根中杂合子所占的比例为()A9/16 B1/2 C8/9 D1/4,答案：C,1、控制植物果实重量的三对等位基因A/a、B/b和C/c，对果实重量的作用相等，分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的果实重120克，AABBCC的果实重210克。现有果树甲和乙杂交，甲的基因型为AAbbcc，F1的果实重135165克。则乙的基因型是 AaaBBcc BAaBBcc CAaBbCc DaaBbCc,高考题组专训,答案：D,2、决定小鼠毛色为黑(B)/褐(b)色、有(s)/无(S)白斑的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。基因型为BbSs的小鼠间相互交配，后代中出现黑色有白斑小鼠的比例是()A1/16 B3/16 C7/16 D9/16,答案：B,4、已知桃树中，树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因D、d控制)，蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因H、h控制)，蟠桃对圆桃为显性。下表是桃树两个杂交组合的实验统计数据：,(1)根据组别_的结果，可判断桃树树体的显性性状是_ _。(2)甲组的两个亲本基因型分别为_。(3)根据甲组的杂交结果可判断，上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律。理由是：如果这两对性状的遗传遵循自由组合定律，则甲组的杂交后代应出现_种表现型，比例应为_。,乙,乔化,DdHh、ddhh,4,1111,(4)桃树的蟠桃果形具有较高的观赏性。已知现有蟠桃树种均为杂合子，欲探究蟠桃是否存在显性纯合致死现象(即HH个体无法存活)，研究小组设计了以下遗传实验，请补充有关内容。实验方案：_ _，分析比较子代的表现型及比例；预期实验结果及结论：如果子代_，则蟠桃存在显性纯合致死现象；如果子代_，则蟠桃不存在显性纯合致死现象。,表现型为蟠桃和圆桃，比例为31,蟠桃(Hh)自交(或蟠桃与蟠桃杂交),表现型为蟠桃和圆桃，比例为21,1、孟德尔利用假说演绎法发现了遗传的两大定律。其中，在研究基因的自由组合定律时，针对发现的问题提出的假设AF1表现显性性状，F1自交产生四种表现型不同的后代，比例为9331BF1形成配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合，F1产生四种比例相等的配子CF1产生数目、种类相等的雌雄配子，且结合几率相等DF1测交将产生四种表现型的后代，比例为1111,模拟题组专训,答案：B,2、孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，具有1111比例的是 F1产生配子类型的比例F2表现型的比例F1测交后代基因型的比例F1表现型的比例F2基因型的比例A B C D,答案：B,4、两对相对性状的基因自由组合，如果F2的性状分离比分别为97，那么F1与隐性个体测交，与此对应的性状分离比分别是()A13 B11C121 D9331,答案：A,5、体色是划分鲤鱼品种和检验其纯度的一个重要指标。不同鲤鱼品种的体色不同，是由于鱼体鳞片和皮肤含有不同的色素细胞及其数量分布差异所致。科研人员用黑色鲤鱼(简称黑鲤)和红色鲤鱼(简称红鲤)杂交，F1皆表现为黑鲤，F1自交结果如下表所示，请回答下列问题。,(1)鲤鱼体色中的_是显性性状。(2)分析实验结果推测：鲤鱼的体色是由_对基因控制的，该性状的遗传遵循_定律。,(3)为验证上述推测是否正确，科研人员又做了如下实验：选择纯合黑鲤和纯合红鲤做亲本杂交获得F1；_；_；预期结果_。(4)如果_与_相符，说明上述推测成立。,答案：(1)黑色(2)2基因的(分离和)自由组合(3)F1与隐性亲本(红鲤)杂交观察后代性状表现，统计其性状分离比例黑鲤与红鲤的比例为31(4)实验结果预期结果,