1.1孟德尔的豌豆杂交试验改.ppt

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1、基因在传递过程中怎样变化？,人类如何利用生物的基因？,基因是怎样行使功能的？,基因是什么？,基因在哪里？,人类是怎样认识到基因的存在的？,4.基因的表达,3.基因的本质,6.从杂交育种到基因工程,2.基因和染色体的关系,1.遗传因子的发现,5.基因突变及其他变异,7.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？,遗传和进化,遗传现象就在我们的身边。,遗传：亲代与子代之间能保持性 状的稳定性。,“种瓜得瓜，种豆得豆”，“龙生龙，凤生凤，老鼠生儿打地洞”,变异是指生物体子代与亲代之间的差异，子代个体之间的差异的现象。变异分两大类，即可遗传变异与不可遗传变异。现代遗传学表明，不可遗传变异与

2、进化无关，与进化有关的是可遗传变异，前者是由于环境变化而造成，不会遗传给后代，如由于水肥不足而造成的植株瘦弱矮小；后一变异是由于遗传物质的改变所致，其方式有突变（包括基因突变和染色体变异）与基因重组。,是否有一根魔棒在指挥着性状的传递呢？,假如有这根魔棒的话，它存在于哪里呢？,1.1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）,第一章 遗传因子的发现,孟德尔,-遗传学的奠基人,（1）、提出了遗传单位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）；,孟德尔（18221884），奥国人，遗传学的奠基人。21岁起做修道士，29岁起进修自然科学和数学。主要工作：1856-1864经过8年的杂交试验，1865年发表了植物杂交试验

3、的论文。62岁时带着对遗传学无限的眷恋，回归了无机世界。主要贡献有:,（2）、发现了两大遗传规律：基因的分离定律和基因的自由组合定律。,孟德尔定律重新被欧洲的三位科学家发现，遗传学就同这个“再发现”一起诞生了！,直到1900年，,孟德尔的杂交实验,-实验背景,孟德尔历时8年的植物杂交实验,孟德尔当时怎么想到做植物杂交实验呢？,一方面受老师的启发，想解决植物形态及花色等性状如何传递的问题，另一方面是受修道院院长的指示，寻求植物遗传的法则。,孟德尔的杂交实验,-实验选材,花的结构,雌蕊,雄蕊,两性花：一朵花同时具有雌蕊和雄蕊。如豌豆、桃花、梅花、杏花、百合花单性花：一朵花只具有雌蕊或雄蕊。如玉米、

4、葫芦科（即瓜类，如黄瓜、西瓜）、杨、柳单性花分为雌雄同株和雌雄异株雌雄同株：指具单性花的种子植物其雄花和雌花生于同一植株.雌雄异株：单性花分别生于不同植株上。生雄花的叫雄株，生雌花的叫雌株。如 柳树、杨树。,找寻课本P2-P3的名词,自花传粉自交闭花授粉纯种人工杂交异花传粉,去雄父本母本性状相对性状,豌 豆,？,孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料,为什么用豌豆做遗传实验易成功,豌豆是自花、闭花受粉植物，自然状态下，一般都是纯种具有稳定的、容易区分的多对相对性状豌豆花大，易于做人工实验子粒较多，数学统计分析结果更可靠,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,闭花受粉,花未开放时，

5、已经完成受粉的过程。,异花传粉,两朵花之间的传粉过程。,1、豌豆是自花、闭花受粉植物，自然状态下，一般都是纯种,2、豌豆具有多个易于区分的性状,相对性状-,性状-,生物的形态、结构和生理、生化等方面特征。,一种生物的同一个性状的不同表现类型,如：豌豆高茎与矮茎、羊的白毛和黑毛；人的双眼皮和单眼皮等。,注意：不同种的生物性状是不可以比较相对性状的同种生物的不同性状也不能做比较。,3、性状稳定遗传,实验结果容易观察和分析,多对相对性状,七对,首先对每一对分别研究,人工异花授粉示意图,1、去雄,2、套袋,3、授粉,4、套袋,4、豌豆花大，易于做人工实验,父本（）,异花传粉时，供应花粉的植株。,母本（

6、）,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.,遗传图谱中的符号：P:F1:F2:,亲本,母本,父本,杂交,自交(自花传粉,同种类型相交),杂种子一代,杂种子二代,接受花粉母本,提供花粉父本,一对相对性状的杂交实验,-实验过程,一对相对性状的研究,高茎,矮茎,P：,(杂交),高茎,F1：,(子一代),(亲本),矮茎,高茎,P：,(杂交),高茎,F1：,(亲本),(子一代),正交,反交,一对相对性状的研究,高茎,矮茎,P：,(杂交),高茎,F1：,(子一代),(亲本),为什么子一代中只表现一个亲本的性状（高茎），而不表现另一个亲本的性状或不高不矮？,一对相对性状的研究,高茎,F

7、1,(自交),高茎,矮茎,F2,(子二代),在F1代中，另一个亲本的性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢？,显性性状,隐性性状,一对相对性状的研究,3 1,这种在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离。,F2中的3：1是不是巧合呢？,高茎,F1,(自交),高茎,矮茎,F2,(子二代),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？那又如何解释实验现象呢？,实验结果:,1.F1都表现出显性性状,2.F2出现了性状分离,3.F2中出现3:1的性状分离比,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,遗传因子不融合、不消失,显性性状：由显性遗传因子控制（用大写

8、D表示）,隐性性状：由隐性遗传因子控制（用小写d表示）,2、体细胞中遗传因子是成对存在的,纯种高茎豌豆：,纯种矮茎豌豆：,DD,dd,纯合子：,杂合子：,F1高茎豌豆：,Dd,遗传因子组成相同的个体,遗传因子组成不同的个体,孟德尔对分离现象的解释假说,1、生物的性状是由遗传因子决定的,遗传因子不融合、不消失,每个因子决定着一种特定的性状,显性遗传因子 显性性状（大写字母表示，如D）隐性遗传因子 隐性性状（小写字母表示，如d）,2、体细胞中遗传因子是成对存在的 纯合子：遗传因子组成相同的个体。显性纯合子：DD 隐性纯合子：dd 杂合子：遗传因子组成不同的个体。如Dd,三、对分离现象的解释（假说）

9、,（1）生物的性状是由遗传因子（基因）决定的。显性基因 显性性状（大写字母表示，如D）隐性基因 隐性性状（小写字母表示，如d）（2）体细胞中基因成对存在。纯合子：基因组成相同的个体。显性纯合子：DD 隐性纯合子：dd 杂合子：基因组成不同的个体。如Dd（3）生物体在形成生殖细胞配子时，成对的基因彼此分离，分别 进入不同的配子中。配子中只含有每对基因中的一个。（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。,F1形成的配子种类、比值都相等，受精机会均等,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。,配子中只含有每对遗传因子的一个,4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。,基

10、因型和表现型,生物个体表现出来的性状,与表现型有关的遗传因子组成,表现型,基因型,环境,单击画面继续,高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解,配子,F2,高茎,高茎,高茎,矮茎,1：2：1,孟德尔对分离现象的解释,P 高 DD 矮 dd配子 D dF1 高 Dd F2,3:1,假说仅仅是孟德尔认为的，到底正确与否，还要通过试验验证。而且一个正确的理论，不仅能够解释出现的问题，还应能预测另一些实验的结果。,作业：请你来设计一个实验验证一下孟德尔的假说,看看这个假说是否是正确的。,三、对分离现象的解释的验证测交,测交:就是让F1与隐性纯合子杂交，这个方法可以用来 测定F1的遗传因子组合,隐性纯合子,

11、.证明了F1是杂合子,.证明了F1在形成配子时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中,测定F1配子的种类及比例 作用 测定F1的基因型 判断F1在形成配子时基因的行为,分离定律的内容,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,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：

12、1,实验检验演绎推理结论,实验结果完全符合！假说完全正确！,模拟实验,2个小桶,dd,2种彩球,2种彩球各20个,随机在各小桶抓1彩球组合在一起，记录结果,彩球放回小桶后再重复，共20次,模拟雌雄生殖器官,模拟2种遗传因子,模拟2种遗传因子比例1：1,模拟受精作用配子随机结合,模拟过度繁殖,随机在各小桶抓1彩球,模拟产生配子是随机的,D,d,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

13、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。,孟德尔成功的原因,选取试验材料准确,先分析一对相对性状，再分析两对或两对以上相对性状,简单,复杂,用统计学的方法对实验结果进行分析,找寻课本P4-P7的名词,亲本杂交正交反交自交显性性状,隐性性状性状分离性状分离比遗传因子显性遗传因子（基因）,隐性遗传因子纯合子杂合子配子测交分离定律,显性性状、隐性性状、性状分离,显性性状:是指相对性状的亲本杂

14、交后，在F1中表现出来的那个亲本性状。例如：豌豆的高茎。隐性性状：是指相对性状的亲本杂交后，在F1中未表现出来的那个亲本性状。例如：豌豆的矮茎。性状的分离：在杂种后代中，同时表现出显性性状和隐性性状的现象。性状分离比：杂交后代中显隐性性状数量比。,孟德尔实验中的概念和符号,杂交（）：遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的方式自交（）：自花传粉,同种类型相交测交：被测验的个体与隐性纯合个体间的杂交正交与反交：是相对而言的，若甲（）乙（）为正交，则乙（）甲（）为反交,1、基因的分离定律的F1和F2要表现特定的分离比应具备以下条件：（1）所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，而且等位基因要完全

15、显性。（2）不同类型的雌、雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。（3）所有后代都应处于比较一致的环境中，而且存活率相同。（4）供试验的群体要大，个体数量要足够多。,孟德尔遗传规律的限用因素,（1）真核生物的性状遗传。原核生物和非细胞结构的生物无染色体，不进行减数分裂。（2）有性生殖过程中的性状遗传。只有在有性生殖过程中才发生等位基因分离，以及非同源染色体上的非等位基因的自由组合。（3）细胞核遗传。只有真核生物的细胞核内的基因随染色体的规律性变化而呈现规律性传递。而细胞质内的遗传物质数目不稳定，在细胞分裂过程中不均等的随机分配，遵循细胞质遗传规律。,2.孟德尔遗传规律的适用条件,某一基因型为Aa

16、的生物个体，在自然状态下，下列有关它产生配子的叙述不正确的是（）A雄配子数量通常为A:a=1:1 B雌配子数量通常为A:a=1:1 C雌配子和雄配子的数量一样多 D雌配子的种类和雄配子的种类一样多,C,孟德尔通过杂交实验发现了一些有规律的遗传现象，通过对这些现象的研究，他揭示出了遗传的两个基本定律。在下列各项中，除哪项以外，都是出现这些有规律遗传现象不可缺少的因素（）AF1体细胞中各遗传因子遗传信息表达的机会相等 BF1自交后代种种基因型发育成活的机会相等 C各遗传因子在F2体细胞出现的机会相等 D每种类型雌配子与每种雄配子相遇的机会相等,A,几个概念,遗传因子,显性遗传因子,隐性遗传因子,杂

17、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,常用公式,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,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，则亲本基因型为：,Aa X aa,后代显性：隐性为3:1，则亲本的基因型为,Aa X Aa,后代基因型Aa比aa为1:1，则亲本的基因型为,Aa X aa,后代基因型Aa:Aa:aa为1:2:1，则亲本的基因型为,Aa X Aa,1、根据题

18、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DDD_）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,1、下列各对性状中，属于相对性状的是A.狗的长毛和卷毛 B.棉花的掌状叶和鸡脚叶C.玉米叶鞘的紫色和叶片的绿色 D.豌豆的高茎和蚕豆的矮茎2、下列几组杂交中，哪组属于纯合子之间的杂交.,3、基因型为的个体与基因型为aa的个体杂交产生 的进行自交，那么中的纯合子占中个体 数的.4、在一对相对性状的遗传

19、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.0.25.50.75,5、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5248。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6、下列叙述中，正确的是 A.两个纯合子的后代必是纯合子 B.两个杂合子的后代必是杂合子 C.纯合子自交后代都是纯合子 D.杂合子自交后代都是杂合子,7、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

20、C、DdDd D、dddd,?,C,B,某种高等植物的杂合子（Aa）产生的雌雄配子的 数目是 A、雌配子:雄配子=1：1 B、含A的雌配子：含a的雄配子=1：1 C、雌配子:雄配子=1：3 D、以上均不正确,D,一对杂合子的黑毛豚鼠交配，生出四只豚鼠。它们的 性状及数量可能是 A.全部黑色或白色 B.三黑一白或一黑三白 C.二黑二白 D.以上任何一种都有可能,D,分离定律中的基本概念（1）性状类性状：生物的形态结构特征和生理功能特性的总称。相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。显性性状：在杂种F1代显现出来的性状。隐性性状：在杂种F1代中没有显现出来的性状。性状分离：在杂种后代中，同时显现

21、显性性状和隐性性状的现象。,（2）交配类自花传粉：两性花的花粉落在同一朵花的雌蕊的柱头上的过程。异花传粉：两朵花之间的传粉过程。杂交：不同的生物体间相互交配的过程（用表示）。自交：相同的生物体间的相互交配，植物体中指自花传粉和雌雄异花的同株受粉（用表示）。测交：让F1与隐性纯合子杂交，用来测定F1基因型。,（3）遗传因子类显性遗传因子：控制显性性状的遗传因子，用大写字母来表示，如D。隐性遗传因子：控制隐性性状的遗传因子。用小写字母来表示，如d。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遗传因子组成。表现型=基因型+环境条件。P12,（4)个体类纯合子：由相同遗传因子的配子

22、结合成的合子发育成的个体，如DD、dd。纯合子能够稳定遗传，自交后代不再发生性状分离。杂合子：由不相同遗传因子的配子结合成的合子发育成的个体，如Dd。杂合子不能稳定遗传，自交后代会发生性状分离。,分离定律的应用,分离规律的应用：1、杂交育种 2、遗传疾病发生概率的预测,在杂交育种中，如何选育出具有稳定遗传性状的品种？,培育显性品种：连续自交，直到确认得到不再发生性状分离的显性类型为止。,培育隐性品种：一但出现隐性性状的品种，即为纯种（rr)，其后代不会出现性状分离，就是选用的品种。,单击画面继续,基因的分离规律在实践中的应用,1、杂交育种 原则：按照育种目标，选配亲本进行杂交，根据性状的遗传表

23、现选择符合人们需要的杂种后代，再经过有目的的选育，最终培育出具有稳定遗传性状的品种。,事例：小麦秆锈病的抗性是由显性基因控制的。假设抗性基因为R;无抗性植株的基因为r F2中：RR、Rr（有抗性）、rr（无抗性）可直接淘汰。获得稳定遗传的品种的方法：是将有抗性的进行连续自交选择，直到不出现性状分离为止。实际中一般自交5或6代即可。,2、遗传疾病发生概率的预测,在医学实践中，人们常常利用基因的分离定律对遗传病的基因型和发病概率进行科学的推断。,？并指是由显性基因控制的一种遗传疾病，如果父母都是杂合子，后代的发病概率是多少？,单击画面继续,遗传病的发病概率,并指是由显性基因控制的一种遗传病。如果父

24、母都是杂合体，发病概率也是1/4吗？,白化病（aa）遗传的婚配图解,发病概率是1/4,隐性遗传病,患者,患者,患者,正常,发病概率是3/4,显性遗传病,单击画面继续,基因分离定律的事例分析,1、番茄茎的有毛与无毛是一对遗传性状，并且已经知道有毛(H)对无毛(h)是显性，让基因型都为Hh的两个亲本杂交，那么，这两个亲本的后代会产生什么样的表现型和基因型？它们的概率分别是多少？,亲代,Hh Hh,子代,棋盘法,HH有毛,Hh有毛,Hh有毛,hh无毛,表现型：有毛 无毛 概率 基因型：HH Hh hh 概率,单击画面继续,确定性状的显隐性,（1）具有相对性状的纯合体杂交，F1表现出的性状为显性，隐藏

25、的性状为隐性（2）杂种后代中出现“新”的性状为隐性。,确定基因型,（1）表现型为隐性性状，基因型一定为隐性纯合体，表现型为显性性状，成对的基因中至少有一个显性基因（2）若亲代或子代中有隐性纯合体，则其基因组成中至少含有一个隐性基因。,很明显黑色是隐性(用bb来表示)所以两个亲本的基因型是Bb,黑色小羊,白色公羊 X 白色母羊,（1）子代有隐性个体，则其两个亲本至少有一个隐性基因，由此可推知亲本的基因型。如：,现有一只白公羊与白母羊交配，生了一只小黑羊，试问那只公羊和母羊的基因型分别是什么？小黑羊是什么基因型？,单击画面继续,隐性个体在解决遗传题目的运用,B_,B_,bb,P,F1,（2）如果一

26、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基因，由此可知后代个体的基因型。例：人类白化病遗传：,1aa 2A_ 3Aa,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，两者不宜结婚，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体？。,隐,Aa,aa,AA,1/3,Aa,2/3,AA,1/3,Aa,2/3,近亲,1/9,3号和4号,补充内容 显性的相对性,第一种情况：豌

27、豆为例,第一种情况：完全显性,第二种情况：茉莉花的花色为例,第二种情况：不完全显性,第三种情况：ABO血型为例,第三种情况：IAIB为共显性、IA i和IB i为完全显性,不同血型输血时，输入的血液的血浆中的抗体一部分被不亲和的受血者的组织吸收，同时输入的血液被受血者的血浆稀释，使给血者的抗体的浓度很大程度的降低，不足以引起明显的凝血反应，所以在决定输血后果上，血细胞的性质比血清的性质更为重要。,输血输血时若血型不合会使输入的红细胞发生凝集，引起血管阻塞和血管内大量溶血，造成严重后果。所以在输血前必须作血型鉴定。正常情况下只有ABO血型相同者可以相互输血。在缺乏同型血源的紧急情况下，因O型红细

28、胞无凝集原，不会被凝集，可输给任何其他血型的人。AB型的人，血清中无凝集素，可接受任何型的红细胞。但是异型输血输入量大时，输入血中的凝集素未能被高度稀释，有可能使受血者的红细胞凝集。所以大量输血时仍应采用同型血。临床上在输血前除鉴定ABO血型外，还根据凝集反应原理，将供血者和受血者的血液作交叉配血实验，在体外确证两者血液相混不发生凝集，方可进行输血以确保安全。,第一种情况：完全显性,需要说明的是：在以后的作业或习题中，题干或信息材料中没有明确说明是，显性的相对性我们都认为是：完全显性。如上述事例中的：F1一定表现为显性性状。,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

29、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,图5上眼脸有无褶皱1、双眼皮 2、单眼皮,图6 食指长短1、食指比无名指长 2、食指比无名指短,图 7 脸颊有无酒窝1、有酒窝 2、无酒窝,图8 双手手指嵌合1、右手拇指在上 2、左手拇指在上,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。,P8练习,一、基础题1.B 2.B3.（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

30、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。,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。,二、拓展题,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。,