1、第第2 2节节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)孟德尔的豌豆杂交实验(二)第第1 1章章 遗传因子的发现遗传因子的发现问题探讨问题探讨性状不同的豌豆观察花园里的豌豆植株,孟德尔发现就子叶颜色和种子形状来看,包括两种类型:一种是黄色圆粒的,一种是绿色皱粒的。1.决定子叶颜色的遗传因子对决定种子形状的遗传因子会不会有影响呢?不会不会2.黄色的豌豆一定是饱满的、绿色的豌豆一定是皱缩的吗?不一定不一定两对相对性状的杂交实验两对相对性状的杂交实验1.1.在观察和分析基础上提出问题在观察和分析基础上提出问题纯种黄色圆粒P纯种绿色皱粒无论正交还是反交F1黄色绿色圆粒皱粒显性性状:隐性性状:黄色、圆粒黄色、圆粒绿色
2、、皱粒绿色、皱粒F2亲本所没有的性状组合提出问题提出问题1 1:为什么会出现新的性状组合呢?它们之间有什么数量关系吗?提出问题提出问题2 2:这与一对相对性状实验中F2的3:1的数量比有联系吗?从数学角度分析,9:3:3:1与3:1能否建立数学联系?(3:13:1)()(3:13:1)=9:3:3:1=9:3:3:1孟德尔首先对每一对相对性状单独进行分析种子形状子叶颜色每一对相对性状的遗传都遵循了 。分离定律分离定律控制种子形状的遗传因子的遗传,与控制子叶颜色的遗传因子的遗传是 的提出问题提出问题3 3:将两对相对性状的遗传一并考虑,不同性状之间发生了新的组合,是否控制两对相对性状的遗传因子也
3、发生了组合呢?互不干扰互不干扰对自由组合现象的解释和验证对自由组合现象的解释和验证2.2.通过推理和想象提出解释问题的假说通过推理和想象提出解释问题的假说圆粒 R 皱粒 r黄色 Y 绿色 y纯种黄色圆粒纯种绿色皱粒YYRRYYRRyyrryyrrP配子Y Y R Ry y r r受精F1黄色圆粒Y Yy yR Rr rF1黄色圆粒YyRrYyRr F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合F1配子YRYRyRyRYrYryryrYRYRyRyRYrYryryrF1产生的雌配子和雄配子各有 种,它们之间的数量比为 。4 41:1:1:11:1:1:1F1黄色圆粒YyRr
4、YyRr受精时,雌雄配子的结合是随机的F1配子YRYRyRyRYrYryryrYRYRyRyRYrYryryrYYRRYYRRYyRRYyRRYYRrYYRrYyRrYyRrYyRRYyRRyyRRyyRRYyRrYyRryyRryyRrYYRrYYRrYyRrYyRrYYrrYYrrYyrrYyrrYyRrYyRryyRryyRrYyrrYyrryyrryyrrF1黄色圆粒YyRrYyRr雌雄配子的结合方式有 种F1配子YRYRyRyRYrYryryrYRYRyRyRYrYryryrYYRRYYRRYyRRYyRRYYRrYYRrYyRrYyRrYyRRYyRRyyRRyyRRYyRrYyR
5、ryyRryyRrYYRrYYRrYyRrYyRrYYrrYYrrYyrrYyrrYyRrYyRryyRryyRrYyrrYyrryyrryyrr4 44=164=16F1黄色圆粒YyRrYyRr遗传因子的组合形式有 种;F1配子YRYRyRyRYrYryryrYRYRyRyRYrYryryr9 9YYRRYYRR1 1YyRRYyRRYyRRYyRRYYRRYYRRYyRRYyRR2 2YYRrYYRrYYRrYYRrYYRrYYRr2 2YyRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRr4 4YYrrYYrrYYrrYYrr1 1YyrrYyrrYyrrYyr
6、rYyrrYyrr2 2yyRRyyRRyyRRyyRR1 1yyRryyRryyRryyRryyRryyRr2 2yyrryyrryyrryyrr1 1F1黄色圆粒YyRrYyRr性状表现为 种F1配子YRYRyRyRYrYryryrYRYRyRyRYrYryryr4 4YyRRYyRRYyRRYyRRYYRRYYRRYYRrYYRrYYRrYYRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRrYyRrYYrrYYrrYyrrYyrrYyrrYyrryyRRyyRRyyRryyRryyRryyRryyrryyrr黄色圆粒 9 9黄色皱粒3 3绿色圆粒 3 3绿色皱粒 1 1显 显显
7、 隐隐 显隐 隐要得到遗传因子组成为YyRr的黄色圆粒豌豆,亲代除黄色圆粒和绿色皱粒外,还可以有哪些类型?P黄色皱粒绿色圆粒yyRRyyRRYYrrYYrr配子y Ry RY rY r受精Y rY ryRyR3.3.根据假说进行演绎推理,推出预测结果根据假说进行演绎推理,推出预测结果测交测交杂种子一代 隐性纯合子 黄色圆粒 绿色皱粒PYyRrYyRryyrryyrr配子YRYryRyryr依据提出的假说,演绎推理演绎推理出测交实验的结果F1黄色圆粒 YyRrYyRr黄色皱粒 YyrrYyrr绿色圆粒 yyRryyRr绿色皱粒 yyrryyrr1 :1 :1 :1孟德尔所做的测交实验中,无论是以
8、F1作母本还是作父本,结果都符合预期的设想自由组合定律自由组合定律(孟德尔第二定律)(孟德尔第二定律)概念概念控制 的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的 的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。不同性状不同性状成对成对Yy RrYy RrY Yy yR Rr rYRYryRyr孟德尔在总结遗传规律时,是否用到了归纳法?是是孟德尔遗传定律的适用范围孟德尔遗传定律的适用范围(1)适用的遗传真核生物在有性生殖中细胞核基因的遗传。(2)不适用的遗传原核生物和非细胞生物无染色体,不进行有性生殖,不遵循孟德尔遗传规律。真核生物细胞质中的线粒体、叶绿体在有性生殖时随机
9、分配,不遵循孟德尔遗传规律。真核生物的无性生殖不遵循孟德尔遗传规律。孟德尔实验方法的启示孟德尔实验方法的启示在孟德尔之前,也有不少学者做过动物和植物的杂交实验,也观察到了生物遗传中的性状分离现象,为什么孟德尔能够取得成功呢?分析孟德尔获得成功的原因分析孟德尔获得成功的原因研究山柳菊的结果不理想原因:山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状。山柳菊有时进行有性生殖,有时进行无性生殖。山柳菊的花小,难以做人工杂交实验。思考思考 讨论讨论选择了适合做杂交实验的材料方法科学,先研究一对相对性状再研究多对相对性状。对实验数据做深入的统计学分析。态度严谨,基于对大量数据的分析而提出假说,再设计新的实验
10、来验证。孟德尔遗传规律的再发现孟德尔遗传规律的再发现1866年,孟德尔将遗传规律整理成论文发表,没引起人们的重视。1900年,三位科学家分别重新发现了孟德尔的工作,认识到孟德尔提出的理论的重要意义30多年1909年,丹麦生物学家约翰逊约翰逊将“遗传因子”命名为 ,并提出了 ()和 的概念。基因基因表现型表现型基因型基因型表型表型表型:生物个体表现出来的 ,如豌豆的高茎和矮茎。性状性状基因型:与表型有关的 组成,如高茎豌豆的基因型是 或 ,矮茎豌豆的基因型是 。基因基因DDDDDdDddddd等位基因:控制着 的基因,如D和d。相对性状相对性状控制显性性状控制隐性性状孟德尔遗传规律的再发现基因的
11、 和 成为遗传学研究的中心问题本质本质作用原理作用原理对生物的认识越来越接近生命活动的本质为基因工程(遗传工程)等生物技术的兴起奠定理论基础孟德尔孟德尔 遗传学之父遗传学之父孟德尔遗传规律的应用孟德尔遗传规律的应用孟德尔遗传规律作用孟德尔遗传规律作用有助于人们正确地解释生物界普遍存在的遗传现象预测杂交后代的类型和它们出现的概率应用1:在杂交育种中,人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种抗倒伏(D)易倒伏(d)易染条锈病(T)抗条锈病(t)抗倒伏易染条锈病易倒伏抗条锈病DDTTddtt配子DTdtF1DdTt抗倒伏易染条锈病 D_T
12、_继续繁育,经过选择和培育得到既抗倒伏又抗条锈病的纯种(DDtt)易倒伏抗条锈病 ddtt易倒伏易染条锈病 ddT_DDttDdtt抗倒伏易染条锈病 D_T_应用2:在医学实践中,人们可以依据分离定律和自由组合定律,对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断,从而为遗传咨询提供理论依据正常(A)人类白化病(a)患者()父亲正常()母亲正常()aaA_A_aa双亲后代中患病概率是 。1/41/4练习与应用练习与应用一、概念检测1.根据分离定律和自由组合定律,判断下列相关表述是否正确。(1)表型相同的生物,基因型一定相同()(2)控制不同性状的基因的遗传互不干扰()2.南瓜果实的白色(W)对黄色
13、(w)是显性,盘状(D)对球状(d)为显性,控制两对性状的基因独立遗传,那么表型相同的一组是()AWwDd和wwDd BWWdd和WwDdCWwDd和WWDD DWWdd和WWDd白色盘状白色盘状 黄色盘状黄色盘状白色球状白色球状白色盘状白色盘状白色盘状白色盘状白色盘状白色盘状白色球状白色球状白色盘状白色盘状3.孟德尔遗传规律包括分离定律和自由组合定律。相关叙述正确的是A.自由组合定律是以分离定律为基础的B.分离定律不能用于分析两对等位基因的遗传C.自由组合定律也能用于分析一对等位基因的遗传D.基因的分离发生在配子形成的过程中,基因的自由组合发生在合子形成的过程中1.假如水稻高杆(D)对矮杆(
14、d)为显性,抗稻瘟病(R)对易感稻瘟病(r)为显性,控制两对性状的基因独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮杆品种(抗倒伏)与一个纯合抗稻瘟病的高杆品种(易倒伏)杂交,F2代中出现既抗倒伏又抗病类型的比例是 。二、拓展应用3/169 93 33 31 1显 显显 隐隐 显隐 隐2.纯种的甜玉米与纯种的非甜玉米,收获时发现,在甜玉米果穗上结有非甜玉米籽粒,但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒,试说明产生这种现象的原因。因为控制非甜玉米性状的是显性基因,控制甜玉米性状的因为控制非甜玉米性状的是显性基因,控制甜玉米性状的是隐性基因。当甜玉米接受非甜玉米的花粉时,后代为杂是隐性基因。当甜玉米接受非甜玉
15、米的花粉时,后代为杂合子合子(既含有显性基因,也含有隐性基因既含有显性基因,也含有隐性基因)。表现为显性性。表现为显性性状,故在甜玉米植株上结出非甜玉米的籽粒;当非甜玉米状,故在甜玉米植株上结出非甜玉米的籽粒;当非甜玉米接受甜玉米的花粉时,后代为杂合子,表现为显性性状,接受甜玉米的花粉时,后代为杂合子,表现为显性性状,即非甜玉米的性状,故在非甜玉米植株上结出的仍是非甜即非甜玉米的性状,故在非甜玉米植株上结出的仍是非甜玉米的籽粒。玉米的籽粒。3.人的双眼皮和单眼皮是由一对等位基因控制的性状,双眼皮为显性性状,单眼皮为隐性性状。如果父母都是双眼皮,后代中会出现单眼皮吗?有的同学父母都是单眼皮,自己
16、却是双眼皮,也有证据表明他(她)确实是父母亲生的,对此,你能作出合理的解释吗?你由此体会到遗传规律有什么特点?会会生物的性状主要决定于基因型,但也会受到环境因素、个体发育中的其他条件等影响。基因型为AA或Aa的人,如果因提上睑肌纤维发育不完全,则可能表现为单眼皮;这样的男性和女性婚配所生的子女,如果遗传了来自父母的双眼皮显性基因A,由于提上睑肌纤维发育完全表现为双眼皮。在现实生活中,还能见到有人一只眼是单眼皮、另一只眼是双眼皮的现象,这是由两只眼睛的提上睑肌纤维发育程度不同导致的。由此可见,遗传规律虽然通常由基因决定的,但同时受到环境因素、个体发育中的其他条件等影响。复习与提高复习与提高1.在
17、孟德尔一对相对性状的杂交实验中,出现性状分离的是A.杂合的红花豌豆自交产生红花和白花后代D.纯合的红花豌豆与白花豌豆杂交产生红花后代C.杂合的红花豌豆与白花豌豆杂交产生白花后代D.纯合的红花豌豆与杂合的红花豌豆杂交产生红花后代一、选择题2.番茄的红果色(R)对黄果色(r)为显性。以下关于鉴定鉴定一株结红果的番茄植株是纯合子还是杂合子的叙述,正确的是A.可通过与红果纯合子杂交来鉴定B.可通过与黄果纯合子杂交来鉴定C.不能通过该红果植株自交来鉴定D.不能通过与红果杂合子杂交来鉴定3.如果用玉米作为实验材料验证分离定律,下列因素对得出正确实验结论影响最小的是A.所选实验材料是否为纯合子B.所选相对性
18、状的显隐性是否易于区分C.所选相对性状是否受一对等位基因控制D.是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法4.某种动物的直毛(B)对卷毛(b)为显性,黑色(D)对白色(d)为显性,控制两对性状的基因独立遗传。基因型为BbDd的个体与个体X交配,子代的表型及其比例为直毛黑色:卷毛黑色:直毛白色:卷毛白色=3:1:3:1。那么,个体X的基因型为()A.bbDd B.Bbdd C.BbDD D.bbdd5.孟德尔在研究中运用了假说一演绎法,以下叙述不属于假说的是A.受精时,雌雄配子随机结合B.形成配子时,成对的遗传因子分离C.F2中既有高茎又有矮茎,性状分离比接近3:1D.性状是由遗传因子决定的,在体细
19、胞中遗传因子成对存在二、选择题1.番茄的紫茎和绿茎是一对相对性状,缺刻叶和马铃薯叶是一对相对性状,两对基因独立遗传。利用三种不同基因型的番茄进行杂交,实验结果如下图所示。请回答下列问题。(1)紫茎和绿茎这对相对性状中,显性性状为_ _;缺刻叶和马铃薯叶这对相对性状中,显性性状为_。紫茎缺刻叶(2)如果用A、a表示控制紫茎、绿茎的基因,用B、b表示控制缺刻叶、马铃薯叶的基因,那么紫茎缺刻叶、绿茎缺刻叶、紫茎缺刻叶的基因型依次为_,。(3)紫茎缺刻叶与紫茎缺刻叶杂交的表型及比值分别为_ _。AaBbAABbaaBb紫茎缺刻叶:紫茎马铃薯叶紫茎缺刻叶:紫茎马铃薯叶=3=3:1 12.现有某作物的两个
20、纯合品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏),抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性。如果要利用这两个品种进行杂交育种,获得具有抗病矮秆优良性状的新品种,在杂交育种前,需要正确地预测杂交结果。按照孟德尔遗传规律来预测杂交结果,需要满足三个条件,其中一个条件是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因的控制,且符合分离定律。请回答下列问题。(1)除了上述条件,其他两个条件是什么?高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律离定律控制这两对相对性状的基因独立遗传。控制这两对相对性状的基因独立遗传。(2)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足这三个条件,可用测交实验来进行检验。请你设计该测交实验的过程。(3)获得的F2中是否有抗病矮秆品种?应该进行怎样的处理才能获得纯合抗病矮秆品种?将纯合抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交,得到将纯合抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交,得到F F1 1,让,让F F1 1与感病矮秆植株杂交。与感病矮秆植株杂交。有抗病矮杆品种。但其中有杂合子,需对F2中的抗病矮杆植株连续自交几代以获得纯合子。
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