孟德尔的豌豆杂交实验(一)分离定律

遗传与进化必修2第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）孟德尔，奥地利人。利用豌豆、山柳菊、玉米等植物进行杂交实验，潜心研究8年。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。两性花的花粉，落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。自花传粉闭花传粉花未开放时，已经完成受粉的过程。异花传粉两朵花之间的传粉过程。豌豆是自花传粉，闭花受粉植物。原因一：为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？豌豆有一些稳定的、易于区分的性状。原因二：为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？相对性状一种生物的同一种性状的不同表现类型。性状如：茎的高度、花的颜色及种子性状等。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（）请判断下列性状是否为相对性状：不是是不是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父本异花传粉时，供应花粉的植株。母本异花传粉时，接受花粉的植株。去雄除去未成熟花的全部雄蕊.一对相对性状的杂交实验异花传粉父本母本去雄常用符号：1）父本：♂一对相对性状的杂交实验2）母本：♀3）亲本：P6）杂种后代：F4）杂交：×7）杂种子一代：F18）杂种子二代：F25）自交：⊙•实验过程：一对相对性状的杂交实验P纯高茎×纯矮茎F1高茎高茎⊙F2高茎矮茎显性性状在杂种子一代(F1)中显现出来的性状。隐性性状性状分离在杂种子二代(F2)中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。(高茎)在杂种子一代(F1)中未显现出的性状。(矮茎)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。高杆矮杆想一想•实验结果：一对相对性状的杂交实验P纯高茎×纯矮茎F1高茎高茎⊙F2高茎矮茎787277植株统计比值3:1孟德尔做了豌豆七对相对性状的杂交试验，并用统计学方法对结果进行分析，都得出了惊人相似的结果，即F2代的显性:隐性=3:1。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？1）性状由遗传因子决定,每个因子决定着一种特定的性状。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对分离现象的解释杂交两个具有不同遗传因子组成的个体间雌雄配子的结合。互交杂交时，父本母本相互交换。分为正交和反交。自交（自花传粉）对分离现象的解释2）体细胞中遗传因子成对存在。如：纯高茎遗传因子是DD，纯矮茎遗传因子是dd。孟德尔提出假说：遗传因子组成相同的个体。如：纯高茎DD，纯矮茎dd。遗传因子组成不同的个体。如：F1中的高茎Dd。纯合子杂合子隐性个体一定是纯合子纯合子的性状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。孟德尔提出假说D对d有显性作用，F1(Dd)只表现为高茎。对分离现象的解释4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。孟德尔提出假说：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，雌雄配子随机结合性状分离比的模拟实验•如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，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10株豌豆的个体做统计，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合的，出现了3∶1的结果。但证明某一假说还需实验验证。对分离现象解释的验证杂种子一代×隐性纯合子→测定F1的基因型•测交试验：测交后代ddDd高茎矮茎1:1测交结果符合预期设想：1）证实F1是杂合子；2）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。测交结果：高茎:矮茎=30:34≈1:1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→假说错误分离定律在生物的体细胞中，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。（五）相关公式亲代子代子代性状比例（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、1aa3:1→Aa、aa1:1练习1）下列几组植物杂交中，其实验结果可以用分离规律加以解释的是（）A、抗病×早熟→F1→F2B、杂高×纯矮→F1→F2C、高杆×抗病→F1→F2D、纯高×纯高→F1→F2B练习2）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×ddCB练习3）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D练习4）下列个体中属于纯合子的是（）A、aaBBB、AABbC、AaBBD、aaBbA练习5）下列哺乳动物细胞中，一般不存在成对遗传因子的细胞（）A、精子细胞B、合子C、受精卵D、神经元A练习6）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、1/4BA练习7）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练习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=1/9P5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3∶1的性状分离比。3.（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1∶1。（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。（3）2。4.（1）白色；黑色。（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。