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2《分子与细胞》《遗传与进化》《稳态与环境》像科学家一样实验像科学家一样思考像科学家一样研究对《遗传与进化》模块的理解《遗传与进化》第1章遗传因子的发现第2章基因和染色体的关系第3章基因的本质第4章基因的表达第5章基因突变及其他变异第6章从杂交育种到基因工程第7章现代生物进化理论v基因的分离定律基因的自由组合定律基因的连锁与交换定律孟德尔[奥]（1822-1884）遗传学三大定律摩尔根必修二遗传与进化第一章孟德尔定律第1节分离定律Mendel’sLawofSegregation2、认为雄性提供“蓝图”，母体提供物质。1、认为子女更象父方还是更象母方，取决于受孕时哪方的感情更投入、更多些。4、颗粒遗传19世纪前人类对遗传现象的一些看法：3、子代是由亲代雌雄生殖液混合或融合的产物融合遗传红墨水和蓝墨水倒在一起，混合液是另一种颜色，分不清是红是蓝。“融合遗传”那么红菊花与白菊花杂交后，子代的菊花会是什么颜色？孟德尔G.J.Mendel1822-1884◆孟德尔，奥地利人◆21岁当修道士◆29岁大学进修自然科学和数学◆8年的豌豆杂交实验◆43岁宣读了《植物杂交实验》◆62岁怀着对遗传学的无限眷恋离开人世。◆去世16年、论文发表35年后重新获得认可。“我一生充满辛酸，但也有过美好的时光，因而我得感恩。毕竟我可以尽情地完成自然科学的研究。也许没多久，世人就会承认这项研究成果吧。”物理老师是多普勒，数学老师是埃汀豪生，植物老师是翁格尔。32个品种，28000株豌豆1900年3~5月，三位生物学家几乎同时独立发现孟德尔遗传定律德弗里斯（荷兰）HugodeVries1848~1935柯林斯（德国）CarlCorrens1864~1933切马克（奥地利）ErichvonTschermak1871~1962一、提出问题生物的遗传规律从何入手？无形的看不见的抽象的有形的看得见的具体的性状：生物体所表现的形态、结构和生理生化特性等形态、结构：如豌豆种子的颜色、形状；生理生化特征：如人的ABO血型、植物的抗病性、耐寒性。茎的高度：高茎（1.5—2.0m）矮茎（0.3m）相对性状种子形状：圆粒皱粒豌豆的性状豌豆7对相对性状紫色花色相对性状—指同种生物的同一性状的不同表现形式。人的一些相对性状杂交实验的材料——豌豆为什么选择豌豆容易成功？豌豆花剖面图自花传粉（自交）闭花授粉雄蕊（产生雄配子）雌蕊（产生雌配子）自然界中的豌豆几乎都是纯种豌豆花——两性花百合花玉米——单性花二、设计实验杂交实验法孟德尔的研究方法鸟首人身的祭司在给椰枣树的雌花进行人工授粉公元前883—859年母本的花父本的花1、豌豆人工杂交过程自花受粉前去雄套袋传粉套袋PGeneration(true-breedingparents)PurpleflowersWhiteflowersF1Generation(hybrids)AllplantshadpurpleflowersF2Generation显性性状隐性性状性状分离2、单因子杂交实验P:紫花白花紫花紫花白花F1:F2:3:1亲本：P父本：母本：子一代：F1子二代：F2杂交自交♀•亲子代•杂交符号•配子•分离比例•基因型•表现型遗传图解六要素P--亲代parentalgenerationF--子代filialgeneration3.15:1224（白色）705（紫色）花的颜色F2的比例隐性性状显性性状性状2.84:1277（矮）787（高）植株的高度3.14:1207（茎顶）651（叶腋）花的位置2.96:11850（皱缩）5474（圆滑）种子的形状2.95:1299（不饱满）882（饱满）豆荚的形状2.82:1152（黄色）428（绿色）豆荚的颜色3.01:12019（绿色）6022（黄色）子叶的颜色面对这些数据，你信服了吗？那又如何解释试验现象呢？豌豆7对相对性状的杂交实验子二代结果孟德尔对分离现象的解释PCCcc形成配子CcCcF1CcCcF2ccCcCCCc三、提出假说配子中遗传因子？显性基因（C）隐性基因（c）CC:Cc:cc(基因型)1:2：1紫花:白花(表现型)3：1杂合子纯合子♀♂出现3:1的性状分离比需要什么前提？Cc等位基因（C与c）对分离现象的解释（假说）1、性状是由遗传因子控制。控制显性性状的为显性基因，控制隐性性状的为隐性基因。2、基因在体细胞内是成对的。其中一个来自母本，另一个来自父本。紫花亲本的基因型是CC，白花亲本的基因型是cc，F1为Cc。4、F1体细胞内有两个不同的基因，但各自独立，互不混杂。3、在形成配子即生殖细胞时，成对的基因彼此分离，分别进入不同的配子中。5、F1产生两种不同的配子，受精时，雌雄配子随机结合，基因又恢复成对。等位基因----位于一对同源染色体相同位置上，控制相对性状的基因。CCorCc?ccIfCCIfCc测交(testcross)是未知基因型的个体（常存在显性表型）和一个纯合隐性基因型的个体杂交来确定基因型。ccccCcCcCccc½紫花½白花ccCCCcCcCcCc全部紫花四、演绎推理及验证♀♂♀♂单因子测交实验基因分离定律•控制一对相对性状的两个不同的等位基因互相独立、互不沾染，在形成配子时彼此分离，分别进入不同的配子中，结果一半的配子带有一种等位基因，另一半配子带有另一种等位基因，随配子遗传给后代。五、得出结论孟德尔遗传实验过程提出问题设计实验提出假说演绎推理及验证得出结论一对相对性状如何遗传？单因子杂交实验对分离现象的解释单因子测交实验设计及验证基因分离定律1．德国的植物学家科尔罗伊德,做了500次以上的实验,发现F1均一，F2、F3发生性状分离;2．他的朋友盖尔特纳用700多种植物10000多次实验,得到了250多个杂交种,F2代比例为3：1。“产生杂种的方法是没有法则的，如果有，那也是非常复杂的。《植物杂交的实验与观察》”3.法国植物学家诺丁也注意到3:1.4.达尔文提出，亲代的遗传“胚芽”或单位，在生殖器官中被武装起来，进入到精子和卵细胞中.遗传研究背景孟德尔成功之处•选材巧妙•从一对相对性状入手•遗传因子的提出•首创测交方法•统计学方法应用•1965年，英国一位进化论专家在庆祝孟德尔上述论文发表100周年的讲话中，说“一门科学完全诞生于一个人的头脑之中，这是惟一的一个例子”。•在同年的另一次演讲中，他更明确地指出：“准确地说出一门科学分支诞生的时间和地点的事是稀奇的，遗传学是个例外，它的诞生归功于一个人：孟德尔。是他于1865年的2月8日和3月8日在布尔诺阐述了遗传学的基本规律。”相交类基因型不同的生物体间相互交配的过程杂交基本概念自交测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。自交是获得纯系的有效方法就是让杂种第一代与隐性个体相交，用来测定F1的基因型正交和反交：父母本互换的杂交方式相对性状性状类显性性状隐性性状性状分离显性的相对性性状生物体表现出来的形态特征和生理特性的总称同种生物同一性状的不同表现类型具有相对性状的亲本杂交，F1表现出来的那个亲本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杂种自交后代中呈现不同性状的现象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。即中间性状同源染色体相同位置上控制某一相对性状的基因。用同一个英语字母的大小写表示表现型等位基因个体类基因类基因型纯合子显性基因隐性基因杂合子控制显性性状的基因。控制隐性性状的基因。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。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。指由相同基因型的配子结合成合子而发育而成的个体。指由不同基因型的配子结合成合子而发育而成的个体。基本概念喜马拉雅白化兔25ºC时在体温较低的部分的毛都是黑色的，其余部分全为白色。但在30ºC以上的环境里长出的毛全为白色。亲本：P父本：母本：子一代：F1子二代：F2杂交自交♀•亲子代•杂交符号•配子•分离比例•基因型•表现型遗传图解六要素P--亲代parentalgenerationF--子代filialgeneration•1、一对等位基因——6种交配类型•（设A对a为显性）•亲本组合后代基因型后代表现型•AA×AAAA全为显性•AA×AaAA：Aa=1：1全为显性•AA×aaAa全为显性•Aa×AaAA:Aa:aa=1:2:1显性：隐性=3：1•Aa×aaAa:aa=1:1显性：隐性=1：1aa×aaaa全为隐性典型习题解析:基因分离定律应用解题思路：先判断显隐性，后代全显，亲代至少有一个显性纯合子；“无中生有”为隐性，根据后代分离比若后代显：隐=3：1，则一定为杂合子自交；若后代性状比=1：1，则双亲一定是测交类型；•已知父母本基因型或表现型，推断子代。•例：一只白色公羊和一只白色母羊生下一只黑色公羊。假如再生一只小羊，该羊是黑色的概率为（）•A、1/8B、1/6C、1/4D、1/2•根据后代推断亲代基因型•例：牛的毛色有黑色和棕色，如果两头黑牛交配，产下了一头棕色子牛。则这两头黑牛生一只黑色子牛的几率是，判断其所生子牛为杂合子还是纯合子的最好办法是3/4与棕色牛交配C豚鼠的黑毛是对白毛的显性，如果一对杂合子的黑毛豚鼠交配，产生子代4仔，它们的表现型（）A全部黑毛B三黑一白C一黑三白D以上任何一种D如何确定显性性状为纯合子还是杂合子？1、测交法：多用于动物2、自交法：多用于雌雄同花或同株植物一如何用最简单的方法鉴定高杆小麦是纯种还是杂种？如果需要留种呢？在一个配种季节里完成栗色雄马是否基因纯种的鉴定，如何进行？自交该马与多匹白色雌马交配3、花粉鉴定法：杂合子植物鉴定•2、遗传病判断：•无中生有为隐性，有中生无为显性。（致病基因）•符号：□男性○女性■男患者●女患者•□○■●•●○•人类白化病－－隐性基因遗传病•多指、先天性软骨发育不全－－显性基因遗传病人类的显性遗传性状——多指一个患先天性软骨发育不全症(侏儒症)的男孩显性遗传病一个患有白化病的印第安霍皮人女孩(中)概率在遗传学中的应用：加法原理和乘法原理(1)分类:加法原理一步做,做一件事，完成它可以有n类办法，在第一类办法中有m1种不同的方法，在第二类办法中有m2种不同的方法，……，在第n类办法中有mn种不同的方法，那么完成这件事共有N＝m1＋m2＋m3＋…＋mn种不同方法．(2)分步:乘法原理几步做,做一件事，完成它需要分成n个步骤，做第一步有m1种不同的方法，做第二步有m2种不同的方法，……，做第n步有mn种不同的方法，那么完成这件事共有N＝m1×m2×m3×…×mn种不同的方法．•例1：一对正常的夫妇，男方的父亲是白化病患者，女方的弟弟也是白化病患者，但女方父母性状都正常，这对夫妇生出白化病孩子的概率是（）•A2/3•B1/2•C1/3•D1/6D注意比例范围性状正常计算概率时则不包含患病基因型在内•例2：•两只白羊生了2只白羊和一只黑羊，它们再生一只白羊的概率？•生2只黑羊1只白羊的概率？（1）杂合子Aa（定位第0代）连续自交至第n代将具有一对等位基因的杂合子，逐代自交3次，F3代中纯合子比例为7/83、连续自交的概率显性纯合子=隐性纯合子占（1-1/2n）/2显性性状个体占1/2+1/2n+1隐性性状个体占（1-1/2n）/2其中杂合子占1/2n，纯合子占1-1/2n被子植物花的结构花蕊胚囊雄蕊雌蕊花药柱头、花柱子房花丝子房壁胚珠卵细胞珠被极核花粉囊花粉粒精子卵细胞＋精子受精卵极核极核＋精子受精极核被子植物双受精的过程子房子房壁胚珠珠被受精卵受精极核2极核+精子果皮种皮胚胚乳种子果实卵细胞、极核、精子均为减数分裂的产物，染色体数为体细胞的一半。4、被子植物不同结构基因型判断•母本AA父本aa，判断下列基因型•则种皮•胚•子叶•胚乳•果皮•果肉AaAAAAaAAAA即种皮、果皮取决于母本。胚、胚乳取决于亲本双方,卵细胞与极核基因型一致Aa若母本为Aa胚Aa胚乳AAa或胚aa胚乳aaa嫁接不影响基因组成，与原来母本一致番茄中红果