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第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）八年耕耘源于对科学的痴迷一畦畦豌豆蕴藏遗传的密码实验设计开辟了研究的新路数学统计揭示出遗传的规律孟德尔是现代遗传学之父，是遗传学的奠基人“种瓜得瓜，种豆得豆”；“龙生龙，凤生凤，老鼠生儿打地洞”；遗传现象：生物亲代与子代之间、子代个体之间相似的现象。孟德尔（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（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《植物杂交实验》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。直到1900年，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！在1856-1864这8年杂交实验中，他种植了豌豆、山柳菊、玉米等多种植物，进行潜心研究。其中豌豆的杂交实验非常成功，孟德尔通过分析豌豆杂交实验的结果发现了生物遗传的规律。为什么用豌豆做遗传实验容易成功？豌豆孟德尔选择了豌豆作为遗传实验材料一、用豌豆做遗传实验的原因：自然状态下，一般是纯种2.具有易区分的性状3.性状能稳定遗传4.豌豆花大，易于做人工实验。1.豌豆自花传粉(自交)闭花受粉﹛人工异花授粉示意图1、去雄2、套袋3、采粉4、授粉5、套袋步骤：人工异花传粉（杂交）一种生物的同一性状的不同表现类型。指生物体的形态特征或生理特征。如：茎的高度、花的颜色及种子性状等。相对性状: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、无卷舌图3拇指竖起时弯曲情形1、挺直2、拇指向指背面弯曲图6脸颊有无酒窝1、有酒窝2、无酒窝图4上眼脸有无褶皱1、双眼皮2、单眼皮图5食指长短1、食指比无名指长2、食指比无名指短1）牵牛花的阔叶与小麦的窄叶（）2）兔的白毛与黑毛（）3）狗的长毛与卷毛（）1.请判断下列性状是否为相对性状：不是是不是4)黄豆茎的高茎和矮茎()是2.下面都不属于相对性状的是（）①红葡萄与白葡萄②黄菊花与白菊花③黑头发与黄皮肤④白猫与黑狗⑤高杆水稻与矮杆水稻⑥黄牛与奶牛A、①②⑤B、①②③C、③④⑥D、③④⑤C按照上述观点，当红牡丹与白牡丹杂交后,子代的牡丹花是什么颜色呢？问题探讨+两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状，这叫融合遗传。孟德尔实验中的概念和符号：亲本(实验中互相交配产生后代的植株或个体）母本（提供雌配子的个体或植株）父本（提供雄配子的个体或植株）二、一对相对性状的实验(现象)遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的方式（符号：×）是相对而言的，若甲（♀）×乙（♂）为正交，则乙（♀）×甲（♂）为反交7.F：杂交后代F1:子一代；F2:子二代×遗传因子相同的个体进行交配（符号：）1.P:2.♂:3.♀:4.杂交:5.自交:6.正交与反交:•实验过程：P纯高茎×纯矮茎F1高茎高茎⊙F2高茎矮茎二.一对相对性状的杂交实验3:1显性性状在杂交子一代(F1)中显现出来的性状。隐性性状性状分离在杂交子二代(F2)中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。(高茎)在杂交子一代(F1)中未显现出的性状。(矮茎)1.红果西红柿与黄果西红柿杂交，F1所结的果实全是红色。这说明西红柿果实红色是_____性状，黄色是_____性状。将F1产生的种子种下，100株F2中将有_____株是结红色果实的。显性隐性75想一想2.一株高杆小麦自花传粉产生200粒种子，长出的幼苗中148株为高杆，52株为矮杆。可知，_____是显性的，_____是隐性的。高杆矮杆孟德尔还观察了豌豆的其它相对性状，其结果也与茎的高度相类似。如下表：性状显性隐性Ｆ２之比茎的高度高：787矮：2772·84：1种子形状圆：5474皱：18502·96：1子叶颜色黄：6022绿：20013·01：1花的位置叶腋：651顶端：2073·14：1种皮颜色灰：705白：2243·15：1豆荚形状饱满：882不饱满：2992·95：1幼果颜色绿：428黄：1522·82：1F2中出现的3：1的性状分离比不是偶然的，是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定比例分离？思考：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？为什么性状分离比接近于3:1？孟德尔提出假说：决定显性性状(如高茎)的遗传因子。用大写字母表示。（D、B、P）如：高茎的显性遗传因子为D。决定隐性性状(如矮茎)的遗传因子。用小写字母表示。（d、b、p）如：矮茎的隐性遗传因子为d。显性遗传因子隐性遗传因子三.对分离现象的解释1、性状由遗传因子决定,每个因子决定一种特定的性状；如：纯高茎遗传因子是DD，纯矮茎遗传因子是dd。如：纯高茎DD，纯矮茎dd。如：F1中的高茎Dd。纯合子:杂合子：三.对分离现象的解释2、体细胞中遗传因子是成对存在的。遗传因子组成相同的个体。遗传因子组成不同的个体。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。配子中只含每对遗传因子中的一个。D对d有显性作用，F1(Dd)只表现为高茎。三.对分离现象的解释4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。F2DDDdddDd高茎高茎高茎矮茎←成对遗传因子分离←雌雄配子随机结合DD:Dd:dd=1:2:1高茎:矮茎=3:1三.对分离现象的解释四.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•测交试验：测交后代ddDd高茎矮茎1:1测交结果为：高茎:矮茎=30:34≈1:1测交结果证明了孟德尔的假说：原因：在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，分别进入到不同的配子中五.对分离现象解释的验证测交：就是让F1(杂种子一代)与隐性纯合子杂交，用来测定F1基因组成。测交后代有种性状，证实F1是。杂合子2在生物的体细胞中，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。六、分离定律的内容（孟德尔第一定律）分离定律的研究方法——假说—演绎法1）提出问题（观察和分析）2）提出假说（推理和想象）3）演绎推理4）检验结论（实验）5）实验结果与预期相符→假说正确实验结果与预期不符→假说错误→为什么F2中总是出现性状分离比为3:1？→提出遗传因子控制相对性状等观点。→F1为杂合子，其测交后代性状分离比为1:1.→测交实验验证演绎推理。→通过实验验证，假说成立。谨的假说-演绎过程，再加上合适的材料和科学的方法，奠定了孟德尔成功的基础。亲代子代子代性状种类及比例（1）AA×AA（2）aa×aa（3）AA×aa（4）AA×Aa（5）Aa×Aa（6）Aa×aa→AA一种→aa一种→Aa一种→AA、Aa一种→1AA、2Aa、1aa两种3:1→Aa、aa两种1:1相关公式基本概念1、相对性状:一种生物的同一性状的不同表现类型。5、杂交：遗传因子组成不同的生物个体间相互交配的方式（符号：×）×6、自交：自花传粉,同种类型相交（符号：）目的是为了获得纯合的个体。7、测交：就是让杂种子一代与隐性个体相交，用来测定F1基因组成。用于鉴定某一显性个体的基因型。3、显性性状：F1显现出来的性状2、隐性性状：F1未显现出来的性状4、性状分离：在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象11、基因型：是指与表现型有关的基因组成。表现型=基因型+环境条件。8、纯合体：遗传因子组成相同的个体。9、杂合体：遗传因子组成不相同的个体。10、表现型：是指生物个体所表现出来的性状。练习1.一个杂交组合的后代(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、DD×ddB、Dd×ddC、Dd×DdD、dd×ddCB2.一只白色公羊与一只黑色母羊交配，生出的小羊全部表现为白色，这是因为（）A、黑色母羊必为杂合子B、白色小羊必为纯合子C、控制黑色的基因消失D、控制黑色的基因未消失，但不表现D3.一对杂合的黑色豚鼠交配，生出黑色小鼠的概率是（）,生出黑色小鼠为杂合子的概率是（）A、2/3B、3/4C、1/2D、1/4BA4.一对杂合的黑色豚鼠交配，生出四只豚鼠，它们的性状可能是（）A、全部白色或全部黑色B、三黑一白或一黑三白C、二黑二白D、以上任何一种D（1）概率的加法定理：一杂合子Dd自交，据分离定律，后代出现DD、Dd、dd的概率分别为1/4、1/2、1/4，把它们看作三个互不相容的随机事件，则后代出现纯合子的概率为。两个互斥事件（不可能同时发生的两个随机事件）至少有一个发生的概率的和。例如：概率计算原理1/4+1/4=1/2两个互为独立的随机事件（一个事件的发生不影响另一个事件的发生）同时或相继发生的概率是它们各自发生的概率的乘积。（2）概率的乘法定理：例：一对黑色豚鼠生了2个小豚鼠(一个白、一个黑)，若这对豚鼠再生2个小豚鼠，一个为黑色，一个为白色的几率是()A.1/4B.7/16C.3/16D.3/8由题可知亲本都为杂合子，则后代出现黑色的概率为3/4，白色的为1/4。此题还要考虑先后出生的问题，其概率为3/4*1/4*2=3/8课后拓展1.豌豆在自然状态下是纯种的原因是（）A．豌豆品种间性状差异大B．豌豆先开花后授粉C．豌豆是闭花自花授粉的植物D．豌豆是自花传粉的植物2.下列各项中属于相对性状的是（）A．玉米的黄粒和圆粒B．家鸡长腿和毛腿C．绵羊的白毛和黑毛D．豌豆的高茎和豆荚的绿色√√3.下列叙述的是A．纯合子测交后代都是纯合子B．纯合子自交后代是纯合子C．杂合子自交后代都是杂合子D．杂合子测交后代都是杂合子√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5.人的卷舌对非卷舌是显性，一对能卷舌的夫妇生了一个不能卷舌的孩子，这对夫妇和孩子的遗传因子型依次是：A．Rr、Rr、rrB．RR、RR、rrC．Rr、rr、RrD．RR、Rr、rr√√6、将具有一对遗传因子的杂合子豌豆逐代自交3次，在F3中纯合子的比例是（）A.1/8B.7/8C.7/16D.9/16√8.一对夫妇均正常，且他们的双亲也都正常，但双方都有一白化病的兄弟，求他们婚后生白化病孩子的几率是多少？解：（1）确定该夫妇的遗传因子及其几率。Aa的几率是2/3，AA的几率是1/3。（2）假设该夫妇为Aa，后代患病可能性为1/4。（3）生白化病小孩的几率是：2/3×2/3×1/4=1/97.豌豆种皮的颜色灰色（A）对白色（a）是显性。要鉴定一株灰色种皮豌豆的遗传因子组成，可用方法鉴定，最简便的方法是。测交自交