普通高中课程标准实验教科书生物必修

普通高中课程标准实验教科书生物必修人民教育出版社遗传与进化第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）G.J.Mendel1822-1884孟德尔(GregorJ.Mendel,1822-1884)及其杂交试验•从1856-1871年进行了大量植物杂交试验研究；•其中对豌豆(严格自花授粉/闭花授粉)差别明显的7对简单性状进行了长达8年研究，提出遗传因子假说及其分离与自由组合规律(后称Mendel’sLaws)；•1865年2月8日和3月8日先后两次在布尔诺自然科学会例会上宣读发表；•1866年整理成长达45页的《植物杂交试验》一文，发表在《布隆自然科学会志》第4卷上。孟德尔的论文《植物杂交实验》手稿的首页1822年7月22日出生于这座摩拉维亚北部乡村的这座农舍中，从小热爱科学，聪明好学，成绩优异，上了两年大学就辍学进入修道院孟德尔时代的圣汤马斯修道院，被完好保存，并改名为孟德尔纪念馆孟德尔的杂交实验地豌豆自花传粉，且闭花传粉花大，易于进行人工杂交具有稳定遗传的、易于区分的性状●●●人工异花传粉示意图不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫做父本，接收花粉的植株叫做母本。孟德尔在做杂交试验时，先除去未成熟花的全部雄蕊，这叫做去雄。然后，套上纸袋，待花成熟时，再采集另一植株的花粉，撒在去雄花的柱头豌豆具有哪些特点？为什么说孟德尔最成功的杂交实验是豌豆杂交实验？孟德尔是如何揭示生物遗传奥秘的？一对相对性状的分离现象相关背景知识※单位性状与相对性状※豌豆的7个单位性状及其相对性状※孟德尔的豌豆杂交试验1.豌豆杂交试验2.七对相对性状杂交试验结果3.性状分离现象生物体或其组成部分所表现的形态特征和生理特征称为性状孟德尔把植株性状总体区分为各个单位，称为单位性状(unitcharacter)，即：生物某一方面的特征特性。不同生物个体在单位性状上存在不同的表现，这种同一单位性状的相对差异称为相对性状(contrastingcharacter)。单位性状与相对性状豌豆的7对相对性状卷舌长睫毛V型发际大拇指弯曲相对性状植物杂交试验的符号表示P：亲本(parent)，杂交亲本；♀：作为母本，提供胚囊的亲本；♂：作为父本，提供花粉粒的杂交亲本×：表示人工杂交过程F1：表示杂种第一代(firstfilialeneration)；：表示自交，采用自花授粉方式传粉受精产生后代F2：F1代自交得到的种子及其所发育形成的生物个体称为杂种二代，即F2一对相对性状的杂交实验纯种高茎豌豆（♀或♂）×纯种矮茎豌豆（♀或♂）高茎豌豆高茎豌豆787矮茎豌豆2773：1PF1F2想一想为什么子一代表现高茎？矮茎性状消失了吗？※※为什么子二代又出现了矮茎？如果不用数学统计方法分析遗传结果，会发现F2呈现3：1的数量比吗？F1代个体(植株)均只表现亲本之一的性状，而另一个亲本的性状隐藏不表现。相对性状中，在F1代表现出来的相对性状称为显性性状(dominantcharacter)，而在F1中未表现出来的相对性状称为隐性性状(recessivecharacter)F2有两种性状表现类型的植株，一种表现为显性性状，另一种表现为隐性性状；并且表现显性性状的个体数与隐性性状个体数之比接近3:1。隐性性状在F1中并没有消失，只是被掩盖了，在F2代显性性状和隐性性状都会表现出来，这就是性状分离(charactersegregation)现象。豌豆杂交实验结果子二代出现性状分离现象，且显性性状与隐性性状的数量比接近3：1，具有规律性该杂交试验结果说明什么？具有一对相同基因的基因型称为纯合基因型，如CC和cc；这类生物个体称为纯合子(homozygote)。显性纯合子(dominanthomozygote),如：CC隐性纯合子(recessivehomozygote),如：cc具有一对不同基因的基因型称为杂合基因型，如Cc；这类生物个体称为杂合子(heterozygote)纯合子与杂合子孟德尔对分离现象的解释●生物体的性状是由遗传因子决定的，遗传因子之间既不会相互融合，也不会在传递中消失●体细胞中遗传因子是成对存在的●生物体在形成生殖细胞－－配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中●受精时，雌雄配子的结合是随机的高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图解遗传因子仅是一个理论的、抽象的概念。当时孟德尔不知道遗传因子的物质实体是什么，如何实现分离。遗传因子分离行为仅仅是孟德尔基于豌豆7对相对性状杂交试验中所观察到的F1、F2个体表现型及F2性状分离现象作出的一种假设一个正确的理论，它首先要能解释已知的现象；其次要能够对未知事物作出理论推断(预测未知)，并通过试验来检验推断结果。这是科学理论的一般验证过程。正因为如此，从孟德尔杂交试验到遗传因子假说是一个高度理论抽象过程。所以当时几乎没有人能够理解。如何对这一假说进行验证呢？测交(testcross)这种为了测验个体的基因型，用被测个体与隐性个体交配的杂交方式称为测交(testcross)被测个体不仅仅是F1，可以是任一需要确定基因型的生物个体对分离现象解释的验证由于隐性纯合体只能产生一种含隐性基因的配子，它们和含有任何基因的另一种配子结合，其子代将只能表现出另一种配子所含基因的表现型。因此，测交子代表现型的种类和比例正好反映了被测个体所产生的配子种类和比例。所以根据测交所出现表现型种类和比例，可以确定被测验的个体的基因型●测交法的基本原理一对相对性状侧交实验的分析图解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，随配子遗传给后代分离定律是遗传学中最基本的规律，能正确解释生物界的某些遗传现象，而且能够预测杂交后代的类型和各种类型出现的概率，这对于动植物育种实践和医学实践都具有重要的意义分离定律的应用1.说明了生物界由于杂交和分离所出现的变异的普遍性。2.在遗传研究和杂交育种工作中应严格选用合适的遗传材料，才能正确地分析试验资料，获得预期的结果，做出可靠的结论。●理论上的应用※遗传育种●在实践上的应用例如：培育抗锈病小麦※医学实践方面1.遗传病：白化病、并指、色盲等2.血型并指人类遗传病并指其患病基因是显性基因，所以又叫显性遗传病由于控制白化病的基因是隐性基因，所以又叫隐性遗传病白化病※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白化病患者婚配，出生病孩的概率是多少？课学练习分析：由于小李患白化病，所以小李的父亲和母亲均为携带者，小李的妹妹可能是正常纯合子，也可能是携带者，但已经知道她是表现型正常，所以小李妹妹携带隐性基因的概率为2／3。小李的妹妹与白化病患者婚配，只有当小李妹妹是携带者时，生出1／2有病的孩子，又由于小李妹妹携带隐性基因的概率是2／3，所以出生病孩的几率是1／3。小结一对相对性状的杂交实验对分离现象的解释对分离现象解释的验证分离定律的概念和应用