高中生物-第1节非常全面杂交实验(一)教学内容.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）,第1章 遗传因子的发现,孟德尔,（,18221884,），奥地利人，是,遗传学的奠基人,。他原是天主教神父，但从小喜爱自然科学。他利用教堂的一小块菜园，种植了许多种植物，并且进行各种杂交实验，其中，成绩最突出的是,豌豆的杂交实验。,孟德尔,遗传学之父,为什么用豌豆作遗传实验容易取得成功？,1,、豌豆是自花传粉植物，且是闭花授粉，自然状态下一般都是纯种。,由于豌豆的花冠特殊，呈蝶形，因此，花瓣紧紧地包裹着雄蕊和雌蕊。授粉时，也是本朵花的花粉落到雌蕊的柱头上，所以这种授粉过程称为自花传粉，又称,自交,。,2,、豌豆有易于区分的性状。,如，高茎和矮茎，圆粒和皱粒。像这样，,一种生物的同一性状（如茎的高矮）的不同表现类型，叫,相对性状,。,孟德尔获得成功的原因有以下三个方面,:,选豌豆为实验材料：,首先针对一对相对性状进行研究，即,化繁为简的方法。,用统计学方法对结果进行分析,基因的分离规律是孟德尔通过碗豆的一对,相对性状 的遗传实验总结出来的，他共做了,7,对,相对性状的杂交实验，得到相同的结果。,知识外延,被子植物的个体发育,子房,柱头,花柱,雌蕊,花药,花丝,雄蕊,被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图,父方,雄蕊,花丝,花药,:,花粉母细胞,(2N),花粉,(N),有丝分裂,萌发,花粉管,减数分裂,精子,(N),精子,(N),母方,雌蕊,柱头,花柱,子,房,子房壁,(2N),胚,珠,珠被,(2N),胚囊,母细胞,减数,分裂,单核,胚囊,八核,胚囊,卵 细 胞,(N),极核,(N),+,极核,(N),受精卵,(2N),有丝,分裂,受精极,核,(3N),胚,(2N),胚乳,(3N),种皮,(2N),果皮,(2N),种,子,果,实,被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图,花丝,花药,:,花粉母细胞,(2N),花粉,(N),有丝分裂,萌发,花粉管,减数分裂,精子,(N),精子,(N),母方,雌蕊,柱头,花柱,子,房,子房壁,(2N),胚,珠,珠被,(2N),胚囊,母细胞,减数,分裂,单核,胚囊,八核,胚囊,卵 细 胞,(N),极核,(N),+,极核,(N),受精卵,(2N),有丝,分裂,受精极,核,(3N),胚,(2N),胚乳,(3N),种皮,(2N),种,子,果,实,要点,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,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,2N,和,3N,，,其中有一个,N,来自父本，其,余来自母本。,受精方式,:,双受精,(,被子植物特有,),球状胚体,受精卵,顶细胞,基细胞,二、被子植物的个体发育,受精卵,胚的发育,胚,受精极核,胚乳的发育,胚乳,幼苗,种子萌发,营养,物质,成体,胚的发育,胚后发育,(,胚乳的发育先于胚的发育,),(,一,),胚和胚乳的发育,胚柄,泡状细胞,珠被,子叶,胚芽,胚轴,胚根,胚乳,1,、胚的发育,(,场所,珠孔,胚珠,),泡状细胞,受精卵,(2N),顶细胞,(,远珠孔,),基细胞,(,近珠孔,),有丝分裂,有丝分裂,球状胚体,胚柄,(,后退化,),吸收,养料,有丝分裂,胚,(2N),子叶,(2N),胚芽,(2N),胚轴,(2N),胚根,(2N),第一次,有丝分裂,胚芽、胚根,具分裂能力,2,、胚乳的发育,(,场所,胚珠,),受精极核,(3N),细胞核,有丝分裂,游离胚乳核,(3N),形成细胞壁,细胞质分裂,胚乳细胞,(3N),组成,胚乳,(3N),子叶,胚芽,胚根,根,茎,叶,根,茎,花,果实,种子,生殖器官,受精卵,(2N),顶细胞,(,远珠孔,),基细胞,(,近珠孔,),有丝分裂,有丝分裂,球状胚体,胚柄,(,后退化,),吸收,养料,有丝分裂,胚,(2N),子叶,(2N),胚芽,(2N),胚轴,(2N),胚根,(2N),第一次,有丝分裂,胚芽、胚根,具分裂能力,2,、胚乳的发育,(,场所,胚珠,),受精极核,(3N),细胞核,有丝分裂,游离胚乳核,(3N),形成细胞壁,细胞质分裂,胚乳细胞,(3N),组成,胚乳,(3N),被子,植物,单子叶植物,:,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,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,(,营养物质被子,叶吸收,),，营养物质贮存于子叶中，如荠菜、蚕豆、花生等,(,二,),胚后发育,胚,子叶,胚芽,胚轴,胚根,幼苗,胚乳或子叶提供营养物质,根,茎,叶,成体,根,茎,叶,花,果实,种子,生殖器官,两性花：,一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。,单性花：,一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花,(,如玉米）。,相关概念,花的类型,自花传粉：,两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。,异花传粉：,两朵花之间的传粉过程。,传粉方式,自交：,两个基因型相同的个体相交。植物指自花传粉。,杂交：,同种生物两个个体相交。常指两个基因型不同的个体相交，植物指不同品种之间的异花传粉。,测交：,指某个个体与隐性类型相交，,是测定某个个体基因型的常用方法。,正交和反交：,在杂交中，如果高茎豌豆作母本为,正交,，则高茎豌豆作父本时就为,反交,。,细胞核遗传中，正交和反交的结果相同,，但在细胞质遗传中，结果不同，表现为母系遗传。,交配类型,性状：,指生物体的形态、结构和生理生化等特征的总称。,相对性状：,一种生物的同一种性状的不同表现类型，即,。例如，高茎和矮茎，长毛与短毛。,显性性状：,具有相对性状的两个纯种杂交，在,F1,中只表现出一个亲本的性状，,在,F,1,中表现出来的那个亲本性状叫显性性状,。,隐性性状：,具有相对性状的纯种亲本杂交，,在,F,1,中没有表现出来的那个亲本性状叫隐性性状,。,性状分离：,杂种后代,中同时显现出显性性状和隐性性状的现象叫,性状分离,。例如，纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，在子二代中，一部分个体显现高茎的性状，另一部分个体显现矮茎的性状。,性状类型,图,2,卷 舌,1,、有卷舌,2,、无卷舌,图,1,耳垂的位置,1,、有耳垂,2,、无耳垂,图,7,脸颊有无酒窝,1,、有酒窝,2,、无酒窝,图,5,上眼脸有无褶皱,1,、双眼皮,2,、单眼皮,拇指竖起时弯曲情形,1.,挺直,2.,拇指向指背面弯曲,食指长短,1.,食指比无名指长,2.,食指比无名指短,双手手指嵌合,1.,右手拇指在上,2.,左手拇指在上,基因：,DNA,上具有遗传效应的,DNA,片段。,等位基因,：,在同源染色体上占据相同位置，控制相对性状的两种不同形式的基因，即,。,非等位基因：,同源染色体或非同源染色体上，不同位置上的，控制不同性状的基因。,显性基因：,控制显性性状（如高茎）的基因是,，用大写英文字母来表示（如,D,）。,隐性基因：,控制隐性性状（如矮茎）的基因是,，用小写英文字母来表示（如,d,）。,基因类,基因型：,指与表现型有关的基因组成，如高茎的基因型有,Dd,和,DD,。,表现型：,指生物个体表现出来的性状，如高茎和矮茎。,基因型与表现型之间的关系,个体类,纯合子：,由两个基因型相同的配子结合而成的个体，称,。如纯合高茎,DD,。,杂合子：,由两个基因型不同的配子结合而成的个体，称,。如杂合高茎,Dd,。,基因型是决定表现型的主要因素。,基因型相同，表现型一般相同。,表现型相同，基因型不一定相同。,在相同的环境中，基因型相同，表现型一定,相同。,表现型,=,基因型,+,环境,一对相对性状的杂交实验,高茎（或矮茎）的花,矮茎（或高茎）的花,高茎（,F,1,）,两朵花之间的传粉过程叫做,异花传粉,。,供应花粉的植株叫做父本（,），接受花粉的植株叫做母本（,）,孟德尔在做杂交实验时，先除去未成熟花的全部雄蕊，这叫做,去雄,。然后套上纸袋。待雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉，撒在去雄花的雌蕊的柱头上，再套上纸袋。,结,果,种子,科学理论,(,假说,-,演绎法,),产生的一般过程,现 象,一、一对相对性状的杂交实验,假 说,（解释）,二、对分离现象的解释,验 证,三、对分离现象解释的验证,理 论,四、分离定律,现象,假说,验证,理论,一、实验现象：,（自交）,（杂交）,P,F1,F2,子,一代,子二代,亲本,母本,父本,杂交,自交,解释,:,P,F1,F2,为什么,F,1,全为高茎？为什么,F,2,出现了性状分离？并且分离比为,3:1?,是偶然吗,?,3,:,1,七对相对性状的遗传试验数据,可见，,F,2,中出现,3,:1,的性状分离比不是偶然的。,如果这些实验数据是你得到的，你将如何解释实验现象呢？,现象,假说,验证,理论,二、对分离现象的解释（假说）,(1),生物性状由遗传因子决定。遗传因子不相融合也不消失。,现象,假说,验证,理论,(2),体细胞中遗传因子成对存在。,(3),形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离。,P,配子,F1,（杂交）,现象,假说,验证,理论,(4),受精时，雌雄配子的结合是随机的。,解释（假说）,以上解释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。,现象,假说,验证,理论,杂种子一代,隐性纯合子,高茎,矮茎,Dd,dd,测交,配子,D,d,d,Dd,dd,高茎,矮茎,1,1,测交后代,用来测定,F,1,的基因组合,证明了,F,1,是杂合子,证明了,F,1,在形成配子时，成对的基因分离，分别进入不同的配子中,三,.,对分离现象解释的验证,-,测交实验,测交的结果,:,与,预期的设想相符，证实了：,F,1,是杂合体，基因型是,Dd,；,F,1,产生,D,和,d,两种类型比值,相等的配子；,F,1,在配子形成时，等位基,因彼此分离。,四：分离定律,在生物体的体细胞中，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。,五：分离定律的实质,减数 分裂,配子,高茎,F,1,F,1,配子,F,2,高茎,高茎,高茎,矮茎,位于一对同源染色体的同一位置,上控制一对相对性状的基因。,等位基因,d,d,D,d,D,D,D,d,d,D,D,d,D,d,高茎,D,D,矮茎,d,d,减数 分裂,受精,减数 分裂,D,d,P,D,d,显性基因,隐性基因,五：分离定律的实质,实质,:,在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分离而分离（减数第一次分裂后期），分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。,下列有关遗传规律的正确叙述是,A,遗传规律适用于一切生物,B,遗传规律只适用于植物,C,遗传规律适用于受精过程,D,遗传规律在配子形成过程中起作用,孟德尔的遗传规律只能适用于哪些生物,A,噬菌体,B,乳酸菌,C,酵母菌,D,蓝藻,掌握基因分离规律，应抓住以下三点：,等位基因的独立性：,等位基因虽然共存于一,个细胞内，但分别位于一对同源染色体上，既,不融合，也不混杂，各自保持独立。,等位基因的分离性：,正是由于等位基因在杂,合体内存在，才使得等位基因在减数分裂形成,配子时，随同源染色体的分开彼此分离，分别,进入不同的配子。,随机组合性：受精作用中雌雄配子结合的机会均等，等位基因随配子遗传给后代。,基因分离定律的细胞学基础,减数第一次分裂后期，同源染色体分开。,基因分离定律的适用范围,进行有性生殖的性状遗传,真核生物的性状遗传,细胞核遗传,一对相对性状的遗传,关于概率,:,指某一事件发生可能性的大小,.,F,2,中表现型,DD,的概率,1/4,Dd,的概率,1/2,dd,的概率,1/4,高茎的概率,3/4,矮茎的概率,1/4,高茎中纯合子的概率,1/3,高茎中杂合子的概率,2/3,F,2,中基因型,下列各项依次采用哪种方法最适宜,鉴别一只羊是纯合体还是杂合体,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度,检验杂种基因型的方法,A,杂交、自交、测交、测交,B,测交、测交、杂交、自交,C,测交、杂交、自交、测交,D,杂交、杂交、杂交、测交,杂合子高茎豌豆自交，后代中已有,15,株高茎，第,16,、,17,、,18,、,19,、,20,株分别是高茎的可能性是,A.25%B.75%C.100%D.0,测定某一个体的基因型或某一个体是否为纯合子的方法,:,植物常用自交,;,动物多用测交,练习：,1,、水稻某些品种茎秆的高矮是由一对相对性状，对一个纯合显性亲本与一个纯合隐性亲本杂交产生的,F,1,进行测交，其后代中，杂合体的几率是（）,A,0,B,25,C,50,D,75,2,、下列各对性状中，属于相对性状的是（）,A,狗的长毛和卷毛,B,人的身高与体重,C,棉花的掌状叶和鸡脚叶,D,豌豆的高茎与蚕豆的矮茎,C,C,3,、下列各基因中，属于等位基因的是（）,A,AA,B,AB,C,Ab,D,Aa,4,、用纯种高茎豌豆与矮茎豌豆作杂交实验,时，需要（）,A,以高茎作母本，矮茎作父本,B,以矮茎作母本，高茎作父本,C,对母本去雄，授以父本花粉,D,对父本去雄，授以母本花粉,D,C,5,、人的双眼皮对单眼皮是显性，一对双眼皮的夫妇生了四个孩子，三个单眼皮一个双眼皮，对这种现象的最好解释是（）,A,、,3,：,1,符合基因的分离规律,B,、,基因不能自由组合，产生了误差,C,、,这对夫妇都含有单眼皮的基因，在每胎生育中都有出现单眼皮的可能性,D,、,单眼皮基因与双眼皮基因发生了互换,C,6,某种基因型为,Aa,的高等植物产生的雌雄配子的数目是,A,雌配子雄配子,11,B,雌配子雄配子,13,C A,雌配子,a,雄配子,11,D,雄配子很多，雌配子很少,D,1.,在杂交育种中的应用,显性性状的选,择,隐性性状的选,择,选出后连续自交，直到不发生性状分离为止,选出后直接利用,分离规律的应用,杂交育种中，人们可按照育种目标，经过杂交和有目的的选育，最终培育出具有,稳定遗传,性状的品种（,纯合子,）。,例,:,某水稻的基因型是,Aa,，让它连续自花授粉，从理论上推算，逐代自交,3,次，在,F,3,代中纯合体比例为,A,1/8 B,7/8 C,7/16 D,9/16,若让某杂合体连续自交，那么能表示自交代数和纯合体比例关系的是,某,农场养了一群马，马的毛色有栗色（,A,）,和白色（,a,）两种，育种工作者要鉴定一匹栗色公马是纯合子还是杂合子（就毛色而言）。,（一匹母马一次只能生一匹小马）,请你为该农场设计一个配种方案，并说明如何根据后代性状判断栗色公马是纯合子还是 杂合子？,【,解析,】,因为栗色是显性性状，所以栗色公马的基因型可能是,BB,或,Bb,，,用测交的方法可鉴定其基因型，由于要在一个配种季节里鉴定，因此应让此栗色公马与多匹白马,(bb),进行交配，若后代全是白马，该栗色公马为杂合体，若杂交后代有栗色马，又有白色马，该栗色马是杂合体，若杂交后全是栗色马，该栗色马可能是纯合体。,【,答案,】(1),用该栗色公马与多匹白色母马配种。,(2),可能出现的结果有：杂交后代全是白马，该栗色公马是杂种,(,尽管可能性较小，但毕竟存在,),。杂交后有栗色马又有白色马，该栗色公马为杂种。杂交后代全是栗色马，该栗色公马可以认为是纯种。,【,点评,】,此题是一道基因分离规律实际应用题。解答此题并不难。但要注,意：一次测交并不能从后代结果直接肯定亲本的基因型，故要选择与多匹母马交配。,分离规律的应用,2.,在人类遗传病预防上的应用,显性遗传病,隐性遗传病,控制患者的生育,禁止,近亲结婚,在医学实践上，利用基因分离定律对遗传病的基因型和发病概率做出科学的的推断。,如人类白化病遗传：杂合的双亲再生正常孩子的概率是,，生白化病孩子的概率为,。并写出杂合的双亲产生后代的遗传图解。,3/4,1/4,在人类，正常,A,对白化病,(a),是显性，求下面家系中,(,如下图,),有关个体出现的概率。,(1)9,号个体为有病个体的概率,?,(2)7,号个体为杂合体的概率,?,(3)10,号个体为有病男性的概率,?,1/4,2/3,1/18,右图为某个单基因遗传病的系谱图,致病基因为,A,或,a,，请回答下列问题,（,1,）该病的致病基因在,染色体上，是,性遗传病。,（,2,）,I-2,和,II-3,的基因型相同的概率是,。,（,3,）,-2,的基因型可能是,。,（,4,）,-2,的基因型可能是,。,（,5,）,-2,若与一携带致病基因的女子结婚，生育出患病女孩的概率是,。,常,隐,100%,Aa,AA,或,Aa,1/12,“性状分离比的模拟”实验,一、模拟原理：,进行有性生殖的生物，形成生殖细胞,配子时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中，形成比例相等的两种配子。受精作用时，两种配子随机结合，机会均等。结果后代形成,1,：,2,：,1,的基因型和,3,：,1,的表现型。,二、步骤：,甲桶（雌配子）：两种彩球各,10,个,乙桶（雄配子）：两种彩球各,10,个,摇动混合均匀,随机抓取一个小球，组合，记录彩球字母组合,放回小球,，摇均，再抓取（重复做,50,100,次）,统计分析,模拟过程的含义：,小桶：雌雄配子,彩球：减数分裂形成的两种比例相等雌（或雄）配子,左右手放在一起：受精作用即雌雄配子结合形成受精卵。,（,D,d=1,1,）,（,D,d=1,1,）,O(_)O谢谢,等位基因,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：减数分裂的第一次分裂的后期。,遗传行为：随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。,杂合子,Aa,连续自交若干代后，第,n,代的比例分析,AA,（,1/4,、,3/8,、,7/81/2(1-1/2,n,）,aa,（,1/4,、,3/8,、,7/81/2(1-1/2,n,）,