孟德尔的豌豆杂交实验(一)共68张PPT

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•1822-1884)现代遗传学奠基人。奥地利一所修道院的修道士奥地利所修道院的修道士。利用修道院的一小块园地,种植了豌豆,山柳菊,玉米,进行杂交实验。潜心研究8年,豌豆杂交实验非常成功。孟德尔简介一、选择豌豆做实验材料的原因1、豌豆是自花传粉(且闭花授粉)。自花传粉(自交)产生纯种;——实验结果分析容易、可靠2、豌豆花大,易于进行人工杂交;3、具有稳定遗传的、易于区分的相对性状,如高茎、矮茎。4、生活周期短5、后代数量多♂♀××PF1F2亲本子一代子二代父本或雄配子母本或雌配子杂交自交认识遗传符号及专业术语主页选择豌豆做实验材料的原因雄蕊雌蕊花的结构胚珠花柄花的基本结构主页一对相对性状的杂交试验归纳:⑴F1全部为高茎.即髙茎----显性性状⑵F2发生了性状分离。即比例----3:11、图解人工异花授粉示意图1、去雄2、套袋3、授粉4、套袋主页2、人工杂交操作步骤2、人工杂交操作步骤去雄做母本—(花粉未成熟时)套袋—(防止其他花粉的干扰)人工授粉—(采集花粉,授到去雄的柱头上)套袋—(获得真正的杂种)相关概念:杂交:基因型不同的个体间相互交配的过程。去雄:花蕾期除去雄蕊。正交和反交:对于雌雄同体的生物杂交,若甲♀×乙♂为正交,则甲♂×乙♀为反交。高茎矮茎?×本实验选择的相对性状是?豌豆的高茎与矮茎♂♀若设“♀高茎×♂矮茎”为正交,则反交应该是?♂高茎×♀矮茎P:F1:孟德尔一对性状的杂交试验主页F1中显现出来的性状称为________,F1中未显现出来的性状称为________。显性性状隐性性状在杂交后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做________。性状分离3:1的分离比是偶然吗?孟德尔一对性状的杂交试验主页性状:生物体的形态特征和生理特征的总称相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型。例题1:下列各组中,属于相对性状的是A、狗的长毛和羊的短毛B、兔的长毛和白毛C、玉米的黄粒和圆粒D、大麦的高秆与矮秆E、豌豆的红花与大豆的白花D相对性状比例果荚的形状果荚的颜色茎的高度×××882:299428:152787:2772.95:12.82:12.84:1主页相对性状比例×××花的颜色花的位置种子的颜色种子的形状×705:224651:2076022:20013.15:13.14:13.01:15474:18502.96:1主页××××××××××××主页实验方法——数学统计F2出现3:1的性状分离比是偶然的吗?观察实验发现问题F2出现3:1的性状分离比提出假说解释问题生物的性状——遗传因子决定体细胞中遗传因子——成对存在形成配子时——成对的遗传因子分离受精时——雌雄配子随机结合三、对分离现象解释图解例题2:下图为豌豆的一对相对性状的遗传实验过程图解,请仔细阅读图后回答下列问题:(1)该实验的亲本中,父本是________,母本是________。(2)操作①叫________,操作②叫_______;为了确保杂交实验成功,①的操作过程中应注意,时间上_______,操作过程中________,操作后________。矮茎豌豆高茎豌豆去雄授粉在花蕾期要干净、彻底要套袋(3)红花(A)对白花(a)为显性,则杂种种子播下去后,长出的豌豆植株开的花为_____色;(4)若P皆为纯合子,让Fl代进行自交,F2代的性状中,红花与白花之比为________,F2代遗传因子的组成类型有________。且比值为。红3:1AA、Aa、aa1:2:1四、性状分离比的模拟实验1.在♂、♀两个纸杯中放入黄豆、黑豆各100个。2.摇动两个纸杯,使纸杯内的豆子充分混合。3.分别从两个纸杯中随机抓取一颗豆子,组合在一起,记下颜色组合。4.将抓取的豆子放回原来的纸杯内,摇匀,并将步骤3重复做30次。(一)目的要求通过模拟实验,认识和理解遗传因子的分离和配子的随机结合与性状之间的数量关系。(二)材料用具一次性纸杯2个,分别标记为♂、♀;黄豆、黑豆各100个,黑豆代表D,黄豆代表d,设黑色为显性性状,黄色为隐性性状;(三)方法步骤主页(四)注意事项:1.负责抓取小球的同学(甲)要求先闭上眼睛,然后才可以实施抓取任务。2.负责把小球放回原处的同学(丙),要留意每个小球原来的位置,不能放错地方。3.负责统计数据的同学(乙)要认真观察甲每次抓取小球的组合情况,并如实记录,不能主观更改实验数据。(五)、问题探讨:1.为什么每次抓取小球后都必须先放回原位,然后才重新抓取?2.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?(提问:随机抓取10次,请同学们统计结果,是否出现三种基因组合,且性状分离比是否为1:2:1?)答:确保每个小球被抓取的几率相等,数据准确答:不能,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。当对10株豌豆的个体做统计时,会出现较大的误差。.例题3、模拟实验在科学研究中是常用的方法之一,在性状分离比的模拟实验中,相关叙述不正确的是:A.该实验是用来帮助我们认识和理解基因的分离、随机组合与生物性状之间的数量关系的,B.抓取小球前要摇动甲、乙小桶,使桶内小球充分混匀,目的是维持D:d=1:1。C.小球组合DD、Dd、dd的数量比应接近于1:2:1,在生物杂交过程中这是由于基因重组的结果D.从统计数据来看,甲、乙小桶中摸出的D、d数量基本相等。这可表示在减数分裂时,D、d等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中。C相关概念:显性遗传因子(显性基因):控制显性性状的基因,用大写字母来表示,如A、D等隐性遗传因子(隐性基因):控制隐性性状的基因,用小写字母来表示,如a、d等纯合子:由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体。纯合子能稳定地遗传,它的自交后代不会发生性状分离。杂合子:由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体。杂合子不能稳定地遗传,它的自交后代会发生性状分离。基因型:与表现型有关的基因组成,如DD、Dd和dd等。表现型:生物个体表现出来的性状,如豌豆的高茎和矮茎等。表现型是基因型(内因)和环境条件(外因)相互作用的结果。相关概念:五、对分离现象解释的验证——测交1、方法:让F1与隐性纯合子杂交配子后代测交F1高茎矮茎高茎矮茎1:1隐性个体34:302、图解3、作用①测定F1配子种类及比例②测定F1基因型③判定F1在形成配子时基因的行为假说—演绎法:从客观现象或实验结果出发,提出问题,作出假说,然后再设计实验验证假说的研究方法。即:实验→假说→验证→结论孟德尔实验的程序一对相对性状的杂交实验通过实验发现问题对分离现象的解释提出假说对分离现象解释的验证演绎推理实验验证得出分离定律总结规律假说--演绎法归纳:①鉴定某植物是否是纯种的方法:自交(最简便)、测交、花粉鉴定法②鉴定某动物是否是纯种的方法:测交③在一对相对性状中区分显隐性:杂交④检验F1杂种基因型:测交⑤提高某生物品种纯合度:自交⑥一对等位基因的杂合子连续自交,后代中杂合子占:(1/2)n纯合子占:1—(1/2)n六、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1、发生时间:减数第一次分裂后期2、实质:等位基因随同源染色体分开而分离3、适用范围:①进行有性生殖的生物性状遗传②真核生物的性状遗传③细胞核遗传④一对相对性状的遗传4、应用:①指导杂交育种:若选育显性性状的优良品种,则从F2起连续自交,直到不发生性状分离;若选育隐性性状的优良品种,则在F2中选出后选种培育。②在医学实践中的应用:分析遗传病基因型、发病概率。七、基因分离定律的解题规律及方法写出遗传图解粗略图确定显隐形关系确定个体基因组成亲代基因型、表现型及比例子代基因型、表现型及比例类型一:显隐性关系的判断1、根据子代性状判断①不同性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。如:高茎×矮茎→高茎,则高对矮是显性性状,矮是隐性性状。可用公式表示为A×B→A,A为显性性状、B为隐性性状。②相同性状的亲本杂交⇒子代出现不同性状⇒子代所出现的新的性状为隐性性状。如:高茎×高茎→高茎、矮茎,则矮茎是隐性性状。可用公式表示为A×A→A、B,B为隐性性状2、根据子代的性状分离比判断类型一:显隐性关系的判断具有一对相对性状的亲本杂交⇒F2性状分离比为3:1⇒分离比例大的性状为显性性状。3、根据遗传系谱图进行判断在遗传系谱图中,“无中生有为隐性”即双亲都正常,其子代中有患病的,此致病性状为隐性遗传病(如图A);“有中生无为显性”即双亲都患病,其子代中有正常的,此致病性状为显性遗传病(如图B)。AB类型二、纯合子与杂合子的判断1、自交法:主要用于植物,是最简便的方法自交若后代无性状分离,则为纯合子待测个体若后代出现性状分离,则为杂合子2、测交法:待测对象若为雄性动物,应与多个隐性雌性个体交配。若后代无性状分离,则为纯合子若后代出现性状分离,则为杂合子待测个体×隐形纯合子3、单倍体育种法:此方法只适用于植物。秋水仙素处理纯合子植株若只有一种类型植株,则为纯合子待测个体花药离体培养单倍体若有两种类型植株,则为杂合子4、花粉鉴定法:非糯性与糯性水稻的花粉遇碘液呈现不同颜色。如果花粉有两种,且比例为1∶1,则被鉴定的亲本为杂合子;如果花粉只有一种,则被鉴定的亲本为纯合子。此法只适用于一些特殊的植物。类型三、基因型与表现型的判断1、正推法。亲代基因型→双亲配子类型及其比例→子代基因型及其比例→子代表现型及其比例。也可依据遗传图解进行推导。2、逆推法。①若子代中有隐性纯合子(aa),则其中一个a基因来自父方,另一个a基因来自母方。双亲都至少有一个a基因。②依据子代的分离比:由子代的表现型及其比例→双亲交配类型→双亲基因型→双亲的表现型。类型四、分离定律的概率计算方法1.用经典公式计算概率=×100%某性状或遗传因子组合数总组合数2.根据分离比推理计算AA、aa出现的概率都是1/4,Aa出现的概率是1/2;显性性状出现的概率是3/4,隐性性状出现的概率是1/4。3.根据配子的概率计算先计算出亲本产生每种配子的概率,再根据题目要求用相关的两种配子的概率相乘,即可得出某一遗传因子组成个体的概率;计算表现型概率时,再将相同表现型个体的概率相加。类型五.一对相对性状遗传的特殊情况1、不完全显性(共显性):F1的性状表现介于显性和隐性的亲本之间的显性表现形式,如紫茉莉的花色遗传中,红色花(RR)与白色花(rr)杂交产生的F1为粉红花(Rr),F1自交后代有3种表现型:红花、粉红花、白花,性状分离比为1∶2∶1。2、致死现象3.果皮、种皮、胚、胚乳的基因型分析(1)果皮(包括豆荚)、种皮分别由子房壁、珠被(母本体细胞)发育而来,基因型都与母本相同。(2)胚(由胚轴、胚根、胚芽、子叶组成)由受精卵发育而来,基因型与子代相同。(3)胚乳由受精极核发育而来,基因组成为两倍的雌配子基因加上雄配子的基因。类型一:显隐性关系的判断例题4、豌豆花腋生和顶生是一对相对性状,受一对基因B、b控制,下列是下列是几组杂交实验结果.根据以下实验结果,分析回答:杂交组合亲本表现型后代腋生顶生一顶生×顶生0804二腋生×腋生651207三顶生×腋生295265(1)根据组合可判断出豌豆花腋生和顶生中,显性性状是(顶生,腋生)。二腋生(2)组合二亲本的基因型分别是、,其后代腋生中杂合子比例为.(3)组合三亲本的基因型分别是、,其后代的腋生豌豆中杂合子占.杂交组合亲本表现型后代腋生顶生一顶生×顶生0804二腋生×腋生651207三顶生×腋生295265BbBb2/3bbBb100%例题5、老鼠毛色有黑色和黄色之分,这是一对相对性状。请根据下面三组交配组合,判断四个亲本是纯合子的是交配组合子代表现型及数目①甲(黄色)×乙(黑色)5(黑)、1(黄)②甲(黄色)×丙(黑色)8(黑)、9(黄)③甲(黄色)×丁(黑色)全为黑色A.甲和乙B.甲和丁C.乙和丙D.丙和丁B例题6、番茄果实的颜色由一对基因A、a控制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