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孟德尔的豌豆杂交实验（一）主讲：黄冈中学生物高级教师童金元问题探讨孟德尔简介孟德尔（1822—1884），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》的论文。主要贡献有：（1）提出了遗传单位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）；（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。孟德尔为何选择豌豆作为遗传试验材料?豌豆具有多个易于区分的性状：性状：生物体的形态特征或生理特征。相对性状：一种生物的同一个性状的不同表现类型。稳定遗传→实验结果容易观察和分析：多对相对性状→挑七对→首先对每一对分别研究。1、去雄2、套袋3、扫粉4、授粉5、套袋一、一对相对性状的杂交实验二、对分离现象的解释（假说）1、生物的性状由遗传因子决定。决定显性性状的为显性遗传因子、决定隐性性状的为隐性遗传因子。2、体细胞中遗传因子成对存在。纯种高茎的遗传因子为DD，纯种矮茎的为dd，F1为Dd。3、生物体形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。4、受精时，雌雄配子随机结合，合子中遗传因子又恢复成对。孟德尔对一相对性状遗传试验的解释三、对实验现象的验证假说—演绎法四、分离定律在生物的体细胞中，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_____遗传给后代答案：成对存在，融合，分离，分离，配子五、课堂训练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.玉米叶梢的紫色和叶片的绿色D.豌豆的高茎和蚕豆的矮茎答案：B2、基因型为AA的个体与基因型为aa的个体杂交产生的F1进行自交，那么F2中的纯合子占F2中个体数的（）A.25％B.50％C.75％D.100％答案：B3、一株杂合的红花豌豆自花传粉共结出10粒种子，有9粒种子生成的植株开红花，第10粒种子长成的植株开红花的可能性为（）A.9/10B.3/4C.1/2D.1/4答案：B-返回-同步测试一、单项选择题1、两个杂合黄色子粒的碗豆进行杂交，产生120粒种子，理论推算纯合子黄色豌豆种子的数目为（A）A．30粒B．60粒C．90粒D．120粒2、在进行豌豆杂交试验时，为避免其自花传粉，孟德尔采取的措施是（C）①花蕾期，不去雄蕊②花蕾期，去雄蕊③去雄期，套上纸袋④去雄后，不套纸袋⑤待花成熟时，采集另一株植物的花粉涂在去雄蕊的柱头上⑥待花成熟时，拿开纸袋任其在自然状况下传粉受精A．②④⑥B．①③⑥C．②③⑤D．②④⑥3、下列杂交组合（遗传因子E控制显性性状，e控制隐性性状）产生的后代，哪一组符合性状分离的概念会发生性状分离（D）A．EE×eeB．EE×EeC．EE×EED．Ee×Ee4、一对有耳垂的父母生了一个无耳垂的孩子，这说明（A）A．有耳垂为显性性状B．无耳垂为显性性状C．有耳垂为隐性性状D．不能说明问题5、下列遗传因子控制相对性状的是（B）A．A与bB．Y与yC．E与ED．f与f6、为鉴定一株高茎豌豆和一只黑色豚鼠的纯合与否，应采用的简便遗传方法分别是（D）A．杂交、杂交B．杂交、测交C．自交、自交D．自交、测交7、杂合的红花植株为第一代，让其连续自交，第三代中纯合体占同代个体总数的（C）A．25%B．50%C．75%D．100%8、下列哪组实验结果将出现性状分离（C）A．BB×BbB．BB×BBC．Bb×BbD．bb×bb9、南瓜果实的黄色和白色是由一对等位基因（A和a）控制的，用一株黄色果实南瓜和一株白色果实南瓜杂交，子代（F1）既有黄色果实南瓜也有白色果实南瓜，让F1自交产生的F2的表现型如图所示，下列说法不正确的是（D）A．由①②可知黄果是隐性性状B．由③可以判定白果是显性性状C．F2中，黄果与白果的理论比例是5∶3D．P中白果的基因型是aa10、基因分离定律的实质是（C）A．子二代出现性状分离B．子二代性状分离比为3∶1C．成对的遗传因子分离后进入到不同配子中D．测交后代性状分离比为1∶1显示提示提示：1、两亲本为杂合黄色子粒，说明黄色为显性性状，其遗传因子组成都为Aa（设黄色由A控制），两亲本杂交后遗传因子的组合方式有AA、Aa、aa三种，比例为1∶2∶1，其中纯合子黄色豌豆（AA）占后代个体总数的1/4，1/4×120=30粒。2、豌豆一朵花上既有雄蕊又有雌蕊，所以为避免自花传粉，就要在花蕾期去掉雄蕊，为了防止其他花粉的干扰，去雄后要套上纸袋，并且人工授粉。3、Ee和Ee的亲本杂交后代有ee的隐性个体出现，即出现了性状分离。4、有耳垂的父母生了一个无耳垂的孩子，发生了性状分离，说明父母的遗传因子组成是Aa，即有耳垂应该是显性性状。5、相对性状是指同一生物，同一性状的不同表现类型。分别由一对遗传因子控制。6、（1）高茎豌豆自交：①若自交后代无性状分离，则为纯合体；②若自交后代有性状分离，则为杂合体。植物用自交法更简单些。（2）让黑色豚鼠与多只隐性个体交配：①若后代全为黑色，则可认为是纯合体；②若后代有隐性个体出现，则是杂合体。7、设第一代基因型为Aa，则第二代中基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，其中纯合体为1/2，第三代中纯合体为1/2＋1/2×1/2=3/4.8、B、D两项都是纯合体自交，后代仍为纯合体，A项后代仍是BB、Bb，只有C项是杂合体自交，后代将出现性状分离。9、根据图中杂交结果可以分析出白果是显性性状，P中的白果遗传因子应该是Aa，所以D选项是错误的。10、分离定律的实质是在形成配子的过程中，显性遗传因子和隐性遗传因子分离后进入到不同的配子中。二、简答题11、番茄红果和黄果是一对相对性状（F、f），据图回答：（1）_________色是显性，因为_____________。（2）P中“红果”的遗传因子组成为__________，F1中“红果”的遗传因子组成为________。（3）F2中“X”的性状表现为__________，因为__________________________________。显示答案11、（1）红F1红果自交后代有性状分离，有黄果出现（2）FfFf（3）黄果黄色是隐性，“X”为隐性纯合体，能稳定遗传解析：在F1的红果自交后，有黄果出现，则证明黄果是隐性，红果是显性。P中的红果和黄果杂交后代限期有红果又有黄果，P中的红果只能是杂合子Ff，F1中红果也是杂合子，F2中X应该是黄果。12、据研究表明某些基因型会导致生物的死亡。下面是对某种鼠的黄毛与非黄毛这一对相对性状（用字母A与a表示）的观察结果：黄毛鼠之间交配产生的后代中黄毛鼠与非黄毛鼠的比例为2∶1。凡是黄毛鼠与非黄毛鼠交配，其后代中黄毛鼠与非黄毛鼠的比例总是1∶1。非黄毛鼠之间交配产生的后代总是非黄毛鼠。请据此分析回答下列问题：（1）隐性性状的是_____________，判断依据是________________。（2）凡是黄毛鼠与非黄毛鼠交配，其后代中黄毛鼠与非黄毛鼠的比例总是1∶1，那么亲本黄毛鼠的遗传基因是___________。（3）为什么黄毛鼠之间交配产生的后代中黄毛鼠与非黄毛鼠的比例是2∶1而不是3∶1？显示答案12、（1）非黄毛黄毛鼠之间交配产生的后代出现了非黄毛鼠（2）Aa（3）基因型为AA的鼠在出生前就全部死亡，因此存活的黄毛鼠都是杂合子，故黄毛鼠与非黄毛鼠的比例是2∶1而不是3∶1。解析：根据黄毛鼠之间交配产生的后代出现了非黄毛鼠可以判断出黄毛是显性性状，凡是黄毛鼠与非黄毛鼠交配，其后代中黄毛鼠与非黄毛鼠的比例总是1∶1，这正符合测交的实验结果，所以黄毛鼠是杂合子。黄毛鼠之间交配产生的后代中黄毛鼠与非黄毛鼠的比例是2∶1而不是3∶1的原因是遗传因子为AA的鼠在出生前就全部死亡，因此存活的黄毛鼠都是杂合子，故黄毛鼠与非黄毛鼠的比例是2∶1而不是3∶1。-END-课外拓展孟德尔的实验过程孟德尔在实验工作中贯彻了从简单到复杂的原则。他所用的两个亲本（父本和母本）都只相差一个性状，事实上不管这两个亲本有多少种性状差别，他只注意研究一对性状的遗传规律。孟德尔与那些早期研究者相比，他获得成功主要有以下四个原因。精心选择实验材料：孟德尔从豆科植物中选择了自花传粉而且是闭花受粉的豌豆作为杂交实验的材料。从市场买来的豌豆种子可以说都是纯种。杂交实验从纯种出发，是他实验成功的保证，只有这样才能得到真正的杂种。豌豆花的结构特点，使得人工方法去雄和进行异花授粉很方便。此外，他对豌豆材料进行了品种和性状的选择，挑选的有差异的性状既明显而又稳定。精心设计实验方法：实验设计是科学方法学的重要组成部分。孟德尔的成功还归因于采取单因子分析法，即分别地观察和分析在一个时期内的一对性状的差异，最大限度地排除各种复杂因素的干扰。他首先发现了“分离定律”，然后在这个基础上，再把个别性状综合起来，又发现了“自由组合定律”。精确的统计分析：对杂交实验的子代中出现的性状进行分类、计数和数学的归纳。由于孟德尔有数学和统计学家的头脑和训练，他从一个简单的二项式展开式的各项系数中，找到了豌豆杂交实验显示出来的规律性，并深刻地认识到1∶1、3∶1数字中所隐藏着的深刻意义和规律。首创了测交方法：孟德尔巧妙地设计了测交方法，令人信服地证明了他的因子分离假设的正确性。实践证明这种以杂交子一代个体再与其隐性纯合亲本进行测交的方法，完美而巧妙地成为遗传学分析的经典方法。孟德尔成功地发现了遗传规律也存在“巧合”的因素。现在已知豌豆体细胞中存在不同的7对同源染色体，配子中有7条染色体。孟德尔研究的7对性状的遗传因子并不正好分布在7对不同的同源染色体上，而只是分布在4对同源染色体上。其中第一对同源染色体上坐落两对基因（子叶黄绿和种皮的灰白，图距单位为204）。第四对同源染色体坐落三对等位基因（植株高矮、豆荚形状等）。第七对同源染色体上坐落一对等位基因（豆粒圆皱）。由于交换值具有相对的稳定性，所以通常以交换值表示两个基因在同一染色体上的相对距离，或称为遗传学图上的图距。图距小于50出现连锁现象。孟德尔的二因子和三因子杂交实验所涉及的性状不是由非同源染色体上基因决定的，就是由同源染色体上基因决定，但两对基因的图距非常大，以致这两对基因表现出自由组合。-END-高考解析例1、下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是（）A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交B．孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度C．孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性答案：D。解析：孟德尔以豌豆作为实验材料，利用了豌豆自花传粉，闭花受粉的特性，这样可避免外来花粉的干扰。但需要考虑雌、雄蕊的发育程度，在花蕾期进行去雄，确保实现亲本杂交。孟德尔依据性状是否稳定地遗传给后代，来判断某表现型个体是否为纯合体。例2、用豌豆进行遗传试验时，下列操作错误的是（）A．杂交时，须在开花前除去母本的雄蕊B．自交时，雌蕊和雄蕊都无需除去C．杂交时，须在开花前除去母本的雌蕊D．人工授粉后，应套袋答案：C。解析：豌豆是严格的自花传粉和闭花受粉植物，要想实现不同个体的杂交，必须对母本去雄，而对母本去雄时一定要在开花前去除雄蕊剩下雌蕊。例3、无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是（）A．猫的有尾性状是由显性基因控制的B．自交后代出现有尾猫是基因突变所致C．自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子D．无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2答案：D。解析：依题意可知，无尾是显性性状（A），有尾是隐性性状（a），符合基因分离定律。但无尾猫自交后代总是出现无尾猫与有尾猫且比例总是接近2∶1，这说明无尾猫是杂合（Aa）的且纯合（AA）致死；由此说明无尾猫（Aa）自交后代的无尾猫中只有杂合