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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）（Mendel,1822-1884）遗传学的奠基人----孟德尔八年耕耘源于对科学的痴迷，一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研究的新路，数学统计揭示出遗传的规律。孟德尔生平孟德尔（G.Mendel,1822---1884)是现代遗传学的奠基人，出生于贫苦农民家庭，年轻时进入修道院。1851年被派到维也纳大学学习。1854年返回修道院任职。1857年开始在修道院的花园做豌豆遗传试验。1865年发表了题为“植物杂交实验”的划时代论文。但当时并未引起人们注意。直到1900年才引起遗传学家、育种家的高度重视，现代遗传学迅速发展起来。为什么用豌豆做遗传实验易成功？1、豌豆是自花传粉，闭花受粉植物，自然状态下，永远是纯种。2、豌豆有一些稳定的、易于区分的相对性状。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。性状生物体的形态、结构和生理特性等特征。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：不是是不是去雄传粉孟德尔的豌豆杂交试验高茎(矮茎)的花母本矮茎(或高茎)的花父本人工杂交:去雄授粉套袋套袋(未成熟)(防止外来花粉干扰)(花蕊成熟)(防止外来花粉干扰)播种，获得子代植株，观察性状异花传粉1）父本：♂遗传图解中常用的符号：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：⊙P(亲本)高矮高×一、孟德尔一对相对性状杂交实验F1(子一代)F2P×F1高矮高×高矮787277性状分离隐性性状显性性状3：1277（矮）787（高）茎的高度F2的比隐性性状显性性状性状152（黄色）428（绿色）豆荚颜色299（不饱满）882（饱满）豆荚的形状2001（绿色）6022（黄色）子叶的颜色224（白色）705（灰色）种皮的颜色207（茎顶）651（叶腋）花的位置1850（皱缩）5474（圆滑）种子的形状分离比3:1七对相对性状的遗传试验数据2.96:12.84:13.01:13.15:12.95:12.82:13.14:1对分离现象的解释1）性状由遗传因子决定,每个因子决定着一种特定的性状。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二、对分离现象的解释对分离现象的解释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。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。对分离现象的解释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=3:14）受精时，雌雄配子的结合是随机的。Dd×DdDdDDDdDdddDD×dd高茎矮茎P配子DdF1Dd配子F2高茎高茎高茎矮茎1：2：1遗传图解三、对解释的验证—测交实验DdddDd配子高茎矮茎高茎杂种子一代矮茎隐性纯合子×测交测交后代dDddd1：1在实际的测交操作过程中，得到64株后代，高茎30，矮茎34，比例接近1：1四、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。假说—演绎法观察实验、发现问题分析问题、提出假设根据假说、演绎推理归纳综合、总结规律设计实验、验证假说分离定律选择豌豆作为实验材料杂交实验理论解释（假说）测交验证分离定律内容自花传粉、闭花受粉具有多个易于区分的性状F2性状表现类型及其比例为F2遗传因子组成及其比例高茎∶矮茎=3∶1DD∶Dd∶dd=1∶2∶1子代性状表现类型及其比例为子代遗传因子组成及其比例高茎∶矮茎=1∶1Dd∶dd=1∶1基因表现型基因型等位基因孟德尔的“遗传因子”是指生物个体所表现出来的性状是指与表现型有关的基因组成控制相对性状的基因，如A与a等1900年，孟德尔的遗传规律被重新提出。1909年，丹麦生物学家约翰逊将“遗传因子”改名为“基因”；并提出了表现型和基因型的概念。五、孟德尔遗传规律的再发现六、孟德尔遗传规律的现代解释相关公式亲代子代子代性状比例（1）DD×DD（2）dd×dd（3）DD×dd（4）DD×Dd（5）Dd×Dd（6）Dd×dd→DD→dd→Dd→1DD、1Dd→1DD、2Dd、1dd3:1→1Dd、1dd1:1分离定律在实践中的应用1、杂交育种2、科学推断遗传病1、如果所要选育作物的性状是由显性遗传因子控制的，F1就可能表现出显性性状来，这样的作物能立即推广吗？还需怎样做？2、如果所要选育作物的性状是由隐性基因控制的，F1不会表现出来，能把这样的作物丢掉吗？为什么？3、隐性性状一旦出现，还需要不断选择吗？例：表现型正常的夫妇生了一个白化病男孩，则:(1)他们再生一个白化病孩子的概率_____(2)他们再生一个白化病男孩的概率_____(3)他们第二胎又生了一个男孩，这个男孩是白化病的概率______(4)他们第二胎生了一个正常男孩，这个男孩是杂合体的概率______(5)他们第二胎生了一个正常男孩，这个男孩长大后与一个携带者女子结婚，后代是白化病的概率______1/42/31/41/81/6例：小李患白化病，但小李的父母及妹妹的表现型正常，问：(1)小李的妹妹携带白化病基因的可能性是多少？(2)如果小李的妹妹与一位正常者婚配，他们生的第一个孩子患此病，问：第二个孩子也患此病的概率是多少？(3)如果小李的妹妹与一位白化病患者婚配，出生病孩的概率是多少？2/31/31/4分离定律的事例分析1.番茄茎的有毛与无毛是一对遗传性状,并且已经知道有毛(H)对无毛(h)是显性。如果让基因型都为Hh的两个亲本杂交，那么，这两个亲本的后代会产生什么样的表现型和基因型呢？你能通过分析，推算出后代的表现型和基因型的概率吗？2.某学校动物饲养室里养有2只黑毛豚鼠和1只白毛豚鼠,其中黑毛雌豚鼠(甲)与白毛雄豚鼠(丙)交配后,共生殖了7窝小豚鼠,其中8只黑毛,6只白毛。另一只黑毛雌豚鼠（乙）与白毛雄豚鼠(丙)交配后,生殖的7窝小豚鼠全部是黑毛豚鼠。已知豚鼠的毛色是由一对等位基因B和b控制的性状。根据以上资料，你能够推算出甲、乙、丙3只豚鼠的基因型吗？基本概念1.交配方式杂交基因型不同的生物体间相互交配的过程判断性状的显隐性关系自交基因型相同的生物体间相互交配，植物体中是指自花受粉和雌雄异花的同株受粉区分纯合子和杂合子；提高纯合子比例测交就是让杂种第一代与隐性个体相交，用来测定F1的基因型鉴定纯合子和杂合子回交杂种与双亲之一交配有利于某些性状的传递正交与反交若甲为父本，乙为母本为正交，则为乙父本，甲为母本为反交检验是细胞核遗传还是细胞质遗传2.性状类性状生物体表现出来的形态特征和生理特性的总称相对性状同种生物同一性状的不同表现类型显性性状具有相对性状的亲本杂交，F1表现出来的那个亲本性状隐性性状具有相对性状的亲本杂交，F1未表现出来的那个亲本性状性状分离杂种自交后代中呈现不同性状的现象显性的相对性具有相对性状的亲本杂交，F1中不分显性和隐性，同时表现出来。即中间性状3.个体类纯合子指由相同基因型的配子结合成合子而发育而成的个体杂合子指由不同基因型的配子结合成合子而发育而成的个体表现型是指生物个体所表现出来的性状。是一定的基因在特定环境条件下的表现基因型是指与表现型有关的基因组成。表现型=基因型+环境。基因型相同，表现型一般相同P亲本×杂交F1杂种子一代×自交4.基因类显性基因控制显性性状的基因隐性基因控制隐性性状的基因等位基因同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因。用同一个英语字母的大小写表示规律性比值在解决遗传性问题的应用后代显性:隐性为1:1，则亲本遗传因子为：AaXaa后代显性：隐性为3:1，则亲本的遗传因子为：AaXAa后代遗传因子为Aa比aa为1:1，则亲本的遗传因子为：AaXaa后代遗传因子为AA:Aa:aa为1:2:1，则亲本的遗传因子为：AaXAa隐性个体在解决遗传题目的运用根据分离规律，某显性性状可能是纯合的，也可能是杂合的，而隐性性状一旦出现，则一定是纯合的，且只能产生一种配子。（1）如果一亲本是隐性个体，则它一定传给子代中每一个个体一个隐性遗传因子，由此可知后代个体的遗传因子。例：人类白化病遗传：（2）子代有隐性个体，则其两个亲本至少有一个隐性遗传因子，由此可推知亲本的遗传因子。如：白色公羊X白色母羊黑色小羊很明显黑色是隐性(用aa来表示)所以两个亲本的遗传因子是Aa判断显性个体是否为纯合子的方法自交法：看后代是否有性状分离有：杂合子无：纯合子后代只有显性性状：纯合子测交法：后代有显性和隐性性状：杂合子概率在遗传学分析中的应用•1、加法定律：当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这样的两个事件称为互斥事件，它们的概率等于各自概率之和。例题1：人体肤色正常（A）对白化（a）是显性。一对夫妇基因型都是Aa，他们所生的孩子中，表现型正常的概率是多少？答案：3/4乘法定律：当一个事件的发生不影响另一事件的发生时，这样的两个独立事件同时出现或相继出现的概率等于各自概率的乘积。•例题2、人类的双眼皮（B）对单眼皮（b）为显性。现有一对夫妇基因型均为Bb,则他们生一个单眼皮男孩的概率是多少？答案：1/4*1/2＝1/8遗传题概率计算的一般步骤：1、确定显、隐性2、写出隐性个体的基因型3、显性性状的个体一定有一个显性基因4、子代的基因一个来自父方，一个来自母方例题：白化病是人类的一种隐性遗传病，控制基因为a，分析下图：123ⅠⅡ12求：（1）Ⅰ1，Ⅰ2，Ⅱ2的基因型；（2）该夫妇再生1个孩子患白化病的概率有多大？（Aa）（Aa）（aa）（AA/Aa）（答案：1/4）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