孟德尔的豌豆杂交实验一分离定律.pptx

第第1 1章章 遗传因子的发现遗传因子的发现第第1节节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）孟德尔的豌豆杂交实验（一）孟德尔，奥地利人。孟德尔，奥地利人。利用豌豆、山柳菊、玉米等利用豌豆、山柳菊、玉米等植物进行杂交实验，潜心研植物进行杂交实验，潜心研究究8年。其中豌豆的杂交实年。其中豌豆的杂交实验非常成功，孟德尔通过分验非常成功，孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果，发析豌豆杂交实验的结果，发现了生物遗传的规律。现了生物遗传的规律。孟德尔孟德尔遗传学之父遗传学之父豌豆是豌豆是自花传粉自花传粉，闭花受粉闭花受粉植物。植物。豌豆豌豆花大花大，易于做，易于做人工杂交试验。人工杂交试验。原因一：原因一：为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？两性花两性花的花粉，落到的花粉，落到同同一朵花的雌蕊柱头一朵花的雌蕊柱头上的过程。上的过程。自花传粉自花传粉闭花授粉闭花授粉 花花未开放未开放时，已经完成受粉的过程。时，已经完成受粉的过程。异花传粉异花传粉 两朵花两朵花之间之间的传粉过程。的传粉过程。豌豆有一些豌豆有一些稳定稳定的、的、易于区分易于区分的的性状性状。原因二：原因二：为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？相对性状相对性状同一种生物同一种生物的的同一种性状同一种性状的的不同表现类型不同表现类型。性状性状如：茎的高度、花的颜色及种子性状等。如：茎的高度、花的颜色及种子性状等。指生物体的形态特征或生理特征。指生物体的形态特征或生理特征。图图1耳垂的位置耳垂的位置1、有耳垂、有耳垂 2、无耳垂、无耳垂图图2 卷卷 舌舌1、有卷舌、有卷舌 2、无卷舌、无卷舌图图3前额中央发际有一三角形突出称美前额中央发际有一三角形突出称美人尖人尖1、有美人尖、有美人尖 2、无美人尖、无美人尖图图4 拇指竖起时弯曲情形拇指竖起时弯曲情形1、挺直、挺直 2、拇指向指背面弯曲、拇指向指背面弯曲图图5上眼脸有无褶皱上眼脸有无褶皱1、双眼皮、双眼皮 2、单眼皮、单眼皮图图6 食指长短食指长短1、食指比无名指长、食指比无名指长 2、食指比无名指、食指比无名指短短图图 7 脸颊有无酒窝脸颊有无酒窝1、有酒窝、有酒窝 2、无酒窝、无酒窝图图8 双手手指嵌合双手手指嵌合1、右手拇指在上、右手拇指在上 2、左手拇指在、左手拇指在上上1 1）牵牛花的阔叶与小麦的窄叶）牵牛花的阔叶与小麦的窄叶 （）2 2）兔的白毛与黑毛）兔的白毛与黑毛 （）3 3）狗的长毛与卷毛）狗的长毛与卷毛 （）请判断下列性状是否为相对性状：请判断下列性状是否为相对性状：不是不是是是不是不是下面都不属于相对性状的是下面都不属于相对性状的是 （）红葡萄与白葡萄红葡萄与白葡萄 黄菊花与白菊花黄菊花与白菊花 黑头发与黄皮肤黑头发与黄皮肤 白猫与黑狗白猫与黑狗 高杆水稻与矮杆水稻高杆水稻与矮杆水稻 黄牛与奶牛黄牛与奶牛 A、B、C、D、C 子房子房柱头柱头花柱花柱雌蕊雌蕊花药花药花丝花丝雄雄蕊蕊一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验异花传粉异花传粉父本父本母本母本去雄去雄父本父本异花传粉时，异花传粉时，供应供应花粉的植株。花粉的植株。母本母本异花传粉时，异花传粉时，接受接受花粉的植株。花粉的植株。去雄去雄除去除去未成熟未成熟花的全部花的全部雄雄蕊蕊.人工异花授粉示意图人工异花授粉示意图1 1、去雄、去雄2 2、套袋、套袋3 3、扫粉、扫粉4 4、授粉、授粉5 5、套袋、套袋思考：思考：1.为什么要去雄？为什么要去雄？2.为什么要套上纸袋？为什么要套上纸袋？避免自花传粉避免自花传粉避免异花授粉避免异花授粉常用符号：常用符号：1）父本：）父本：一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验2）母本：）母本：3）亲本：）亲本：P6）杂种后代：）杂种后代：F F4）杂交：）杂交：7）杂种子一代：）杂种子一代：F F1 18）杂种子二代：）杂种子二代：F F2 25）自交：）自交：杂交杂交两个具有不同遗传因子组成的个体两个具有不同遗传因子组成的个体间雌雄配子的结合。间雌雄配子的结合。互交互交杂交时，父本母本杂交时，父本母本相互交换相互交换。分为。分为正交正交和和反交反交。自交（自花传粉）自交（自花传粉）实验过程：实验过程：一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验P 纯高茎纯高茎 纯矮茎纯矮茎 F1高茎高茎高茎高茎 F2高茎高茎矮茎矮茎显性性状显性性状在杂种子一代在杂种子一代(F F1 1)中中显现显现出来的性状。出来的性状。隐性性状隐性性状性状分离性状分离 在杂种子二代在杂种子二代(F F2)中，同时出现显性性状和中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。隐性性状的现象。(高茎高茎)在杂种子一代在杂种子一代(F F1 1)中中未显现未显现出的性状。出的性状。(矮茎矮茎)红红果果西西红红柿柿与与黄黄果果西西红红柿柿杂杂交交，F1所所结结的的果果实实全全是是红红色色。这这说说明明西西红红柿柿果果实实红红色色是是_性状，黄色是性状，黄色是_性状。性状。显性显性隐性隐性想一想想一想想一想想一想实验结果：实验结果：一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验P 纯高茎纯高茎 纯矮茎纯矮茎 F1高茎高茎高茎高茎 F2高茎高茎矮茎矮茎787 277植株统计植株统计比值比值3 3 :1 1 孟德尔做了豌豆七孟德尔做了豌豆七对相对性状的杂交试对相对性状的杂交试验，并用统计学方法验，并用统计学方法对结果进行分析，都对结果进行分析，都得出了惊人相似的结得出了惊人相似的结果，即果，即F2代的显性代的显性:隐隐性性=3:1。一一株株高高杆杆小小麦麦自自花花传传粉粉产产生生200粒粒种种子子，长长出出的的幼幼苗苗中中148株株为为高高杆杆，52株株为为矮矮杆杆。可可知，知，_是显性的，是显性的，_是隐性的。是隐性的。高杆高杆矮杆矮杆想一想想一想想一想想一想为什么子一代只出现显性性状？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？为什么子二代出现了性状分离？为什么性状分离比接近于为什么性状分离比接近于3:13:1？1）性状由遗传因子）性状由遗传因子决定决定,每个因子决定着一种特定每个因子决定着一种特定的性状。的性状。孟德尔提出假说：孟德尔提出假说：决定决定显性性状显性性状(如如高茎高茎)的遗传因子。的遗传因子。用用大写字母大写字母表示。（表示。（D、B、P）如：高茎的显性遗传因子为如：高茎的显性遗传因子为D。决定决定隐性性状隐性性状(如如矮茎矮茎)的遗传因子。的遗传因子。用用小写字母小写字母表示。（表示。（d、b、p）如：矮茎的隐性遗传因子为如：矮茎的隐性遗传因子为d。显性遗传因子显性遗传因子隐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）体细胞中遗传因子成对成对存在。存在。如：纯高茎遗传因子是如：纯高茎遗传因子是DD，纯矮茎遗传因子是纯矮茎遗传因子是dd。孟德尔提出假说：孟德尔提出假说：遗传因子遗传因子组成相同组成相同的个体。的个体。如：纯高茎如：纯高茎DD，纯矮茎，纯矮茎dd。遗传因子遗传因子组成不同组成不同的个体。的个体。如：如：F1中的高茎中的高茎Dd。纯合子纯合子杂合子杂合子隐性个体一定是纯合子隐性个体一定是纯合子纯合子的性状能稳定遗传纯合子的性状能稳定遗传杂合子的性状不能稳定遗传杂合子的性状不能稳定遗传对分离现象的解释对分离现象的解释3）生物体形成）生物体形成生殖细胞生殖细胞配子配子时，成对的时，成对的遗传因子遗传因子彼此彼此分离分离，分别进入不同的配子中。，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。配子中只含每对遗传因子中的一个。孟德尔提出假说孟德尔提出假说 D对对d有有显性作用显性作用，F1(Dd)只表现为高茎。只表现为高茎。对分离现象的解释对分离现象的解释4）受精时，雌雄配子的）受精时，雌雄配子的结合结合是是随机随机的。的。孟德尔提出假说：孟德尔提出假说：F F2 2DDDdddDd高茎高茎高茎高茎高茎高茎高茎高茎高茎高茎高茎高茎矮茎矮茎矮茎矮茎成对遗传因子分离成对遗传因子分离雌雄配子随机结合雌雄配子随机结合DD:Dd:dd=1:2:1高茎高茎:矮茎矮茎=3:1=3:1性状分离比的模拟实验性状分离比的模拟实验性状分离比的模拟实验性状分离比的模拟实验实验原理：实验原理：精巢精巢精巢精巢卵巢卵巢卵巢卵巢雄配子雄配子雄配子雄配子(精子精子精子精子)雌配子雌配子雌配子雌配子(卵子卵子卵子卵子)模拟生殖过程中，模拟生殖过程中，模拟生殖过程中，模拟生殖过程中，雌雄配子随机结合雌雄配子随机结合雌雄配子随机结合雌雄配子随机结合性状分离比的模拟实验性状分离比的模拟实验性状分离比的模拟实验性状分离比的模拟实验如果孟德尔当时只统计如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，株豌豆杂交的结果，他还能正确地解释性状分离现象吗？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。若对的前提条件之一。若对1010株豌豆的个体做统株豌豆的个体做统计，会出现较大的误差。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？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模拟实验的结果与孟德尔的假说是相吻合的，出现了合的，出现了3131的结果。但证明某一假说的结果。但证明某一假说还需实验验证。还需实验验证。对分离现象解释的验证对分离现象解释的验证杂种子一代杂种子一代隐性纯合子隐性纯合子测定测定F F1 1的基因型的基因型测交试验：测交试验：测交测交测交测交后代后代后代后代ddDd高茎高茎高茎高茎矮茎矮茎矮茎矮茎1 :11 :1测交结果符合预期设想：测交结果符合预期设想：1）证实）证实F1是杂合子；是杂合子；2）在形成配子时，成对的）在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分遗传因子发生了分离，分别进入到不同的配子中。别进入到不同的配子中。测交结果：测交结果：高茎高茎:矮茎矮茎=30:34 1:1假说假说假说假说演绎法演绎法演绎法演绎法1）提出问题（观察和分析）提出问题（观察和分析）2）提出假说（推理和想象）提出假说（推理和想象）3）演绎推理）演绎推理4）检验结论（实验）检验结论（实验）5）实验结果与预期相符）实验结果与预期相符假说正确假说正确 实验结果与预期不符实验结果与预期不符假说错误假说错误分离定律分离定律 在生物的体细胞中，控制同一性状的在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子遗传因子成对存在成对存在，不相融合；在，不相融合；在形成配形成配子时子时，成对的遗传因子发生，成对的遗传因子发生分离分离，分离后，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。子遗传给后代。（五）相关公式（五）相关公式亲代亲代 子代子代 子代性状比例子代性状比例（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 练练 习习1 1）下下列列几几组组植植物物杂杂交交中中，其其实实验验结结果果可可以以用用分离规律加以解释的是分离规律加以解释的是 （）A A、抗病、抗病早熟早熟 F F1 1 F F2 2 B B、杂高、杂高纯矮纯矮 F F1 1 F F2 2 C C、高杆、高杆抗病抗病 F F1 1 F F2 2 D D、纯高、纯高纯高纯高 F F1 1 F F2 2?B 练练 习习2 2）一个杂交组合的后代）一个杂交组合的后代(F F1 1)，呈呈3:13:1的性状分离，这个杂交组合是（的性状分离，这个杂交组合是（）呈呈1:11:1的性状分离，这个杂交组合是（的性状分离，这个杂交组合是（）A A、DDdd BDDdd B、Dddd Dddd C C、DdDd DDdDd D、dddddddd?C B 练练 习习3 3）一一只只白白色色公公羊羊与与一一只只黑黑色色母母羊羊交交配配，生生出出的小羊全部表现为白色，这是因为（的小羊全部表现为白色，这是因为（）A A、黑色母羊必为杂合子、黑色母羊必为杂合子 B B、白色小羊必为纯合子、白色小羊必为纯合子 C C、控制黑色的基因消失、控制黑色的基因消失 DD、控制黑色的基因未消失，但不表现、控制黑色的基因未消失，但不表现?D 练练 习习4 4）下列个体中属于纯合子的是）下列个体中属于纯合子的是 （）A A、aaBB aaBB B B、AABb AABb C C、AaBB AaBB D D、aaBb aaBb?A 练练 习习5 5）下下列列哺哺乳乳动动物物细细胞胞中中，一一般般不不存存在在成成对对遗传因子的细胞遗传因子的细胞 （）A A、精子细胞、精子细胞 B B、合子、合子 C C、受精卵、受精卵 DD、神经元、神经元?A 练练 习习6 6）一对杂合的黑色豚鼠交配，）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的概率是 （）生出黑色小鼠为杂合子的概率是（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 练练 习习7 7）一一对对杂杂合合的的黑黑色色豚豚鼠鼠交交配配，生生出出四四只只豚豚鼠，它们的性状可能是鼠，它们的性状可能是 （）A A、全部白色或全部黑色、全部白色或全部黑色 B B、三黑一白或一黑三白、三黑一白或一黑三白 C C、二黑二白、二黑二白 DD、以上任何一种、以上任何一种?D 练练 习习8 8）一一对对夫夫妇妇均均正正常常，且且他他们们的的双双亲亲也也都都正正常常，但但双双方方都都有有一一白白化化病病的的兄兄弟弟，求求他他们们婚后生白化病孩子的几率是多少？婚后生白化病孩子的几率是多少？?解：（解：（1）确定该夫妇的遗传因子及其几率。）确定该夫妇的遗传因子及其几率。Aa的几率是的几率是2/3，AA的几率是的几率是1/3。（2）假设该夫妇为）假设该夫妇为Aa，后代患病可能性为后代患病可能性为1/4。（3）生白化病小孩的几率是：）生白化病小孩的几率是：2/3 2/3 1/4=1/9 P5o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。o3.（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。o（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。o（3）2。o4.（1）白色；黑色。o（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。子子房房柱头柱头花花柱柱雌蕊雌蕊花药花药花花丝丝雄雄蕊蕊被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图父方父方雄蕊雄蕊花丝花丝花药花药:花粉母细胞花粉母细胞(2N)花粉花粉(N)有丝分裂有丝分裂萌发萌发花粉管花粉管减数分裂减数分裂精子精子(N)精子精子(N)母方母方雌蕊雌蕊柱头柱头花柱花柱子子房房子房壁子房壁(2N)胚胚珠珠珠被珠被(2N)胚胚囊囊母母细细胞胞减数减数分裂分裂单核单核胚囊胚囊八核八核胚囊胚囊卵卵 细细 胞胞(N)极核极核(N)+极核极核(N)受精卵受精卵(2N)有丝有丝分裂分裂受受精精极极核核(3N)胚胚(2N)胚乳胚乳(3N)种皮种皮(2N)果皮果皮(2N)种种子子果果实实要点要点果皮、种皮染色体组成为果皮、种皮染色体组成为2N，全部来自母本；性状与母本相同，与，全部来自母本；性状与母本相同，与 父本提供的精子的基因型无关。父本提供的精子的基因型无关。胚和胚乳的染色体组成分别为胚和胚乳的染色体组成分别为2N和和3N，其中有一个，其中有一个N来自父本，其来自父本，其 余来自母本。余来自母本。受精方式受精方式:双受精双受精(被子植物特有被子植物特有)球状胚体球状胚体受精卵受精卵顶细胞顶细胞基细胞基细胞二、被子植物的个体发育二、被子植物的个体发育受精卵受精卵胚的发育胚的发育胚胚受精极核受精极核胚乳的发育胚乳的发育胚乳胚乳幼苗幼苗种子萌发种子萌发营养营养物质物质成体成体胚的发育胚的发育胚后发育胚后发育(胚乳的发育先于胚的发育胚乳的发育先于胚的发育)(一一)胚和胚乳的发育胚和胚乳的发育胚柄胚柄泡状细胞泡状细胞珠被珠被子叶子叶胚芽胚芽胚轴胚轴胚根胚根胚乳胚乳1、胚的发育、胚的发育(场所场所珠孔珠孔胚珠胚珠)泡状细胞泡状细胞受精卵受精卵(2N)顶细胞顶细胞(远珠孔远珠孔)基细胞基细胞(近珠孔近珠孔)有丝分裂有丝分裂有丝分裂有丝分裂球状胚体球状胚体胚胚柄柄(后后退退化化)吸收吸收养料养料有丝分裂有丝分裂胚胚(2N)子叶子叶(2N)胚芽胚芽(2N)胚轴胚轴(2N)胚根胚根(2N)第一次第一次有丝分裂有丝分裂胚芽、胚根胚芽、胚根具分裂能力具分裂能力2、胚乳的发育、胚乳的发育(场所场所 胚珠胚珠)受精极核受精极核(3N)细胞核细胞核有丝分裂有丝分裂游离胚乳核游离胚乳核(3N)形成细胞壁形成细胞壁细胞质分裂细胞质分裂胚乳细胞胚乳细胞(3N)组成组成胚乳胚乳(3N)被子被子植物植物单子叶植物单子叶植物:双子叶植物双子叶植物:胚中含一片子叶，成熟的种子中一般有胚乳，营养物质贮胚中含一片子叶，成熟的种子中一般有胚乳，营养物质贮 存于胚乳中，如玉米、水稻、小麦等存于胚乳中，如玉米、水稻、小麦等 胚中含两片子叶，成熟的种子中一般无胚乳胚中含两片子叶，成熟的种子中一般无胚乳(营养物质被子营养物质被子 叶吸收叶吸收)，营养物质贮存于子叶中，如荠菜、蚕豆、花生等，营养物质贮存于子叶中，如荠菜、蚕豆、花生等(二二)胚后发育胚后发育胚胚子叶子叶胚芽胚芽胚轴胚轴胚根胚根幼苗幼苗胚乳或子叶提供营养物质胚乳或子叶提供营养物质根根茎茎叶叶成体成体根根 茎茎 叶叶 花花 果实果实 种子种子生殖器官生殖器官