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1.2孟德尔豌豆杂交实验（一）课件(共47张PPT)

花匠小妙招
2024-12-30 23:09

资源简介

(共47张PPT)
汉水丑生侯伟作品
基因的发现
基因在哪？
基因是什么？
基因怎么起作用？
基因的变化
基因与进化的关系
第一章遗传因子的发现
第一节孟德尔的豌豆杂交试验一
Dd
D
d
Dd
D
d
DD
dd
Dd
Dd
配子 :
F1 :
F2 :
1.按照上述观点，当红花豌豆与白花豌豆杂交后，子代的豌豆花是什么颜色
人们曾经认为，两个亲本杂交后，双亲的遗传物质会在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状。这种观点也称作融合遗传。
问题探讨：
+
2.你同意上述观点吗你的证据有哪些
不同意。红花豌豆与白花豌豆杂交后，其后代仍出现红花或白花。人的性别遗传说明控制男女性别的遗传物质没有发生混合。
“现代遗传学之父”——孟德尔
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
奥地利人
21岁做修道士
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》
19年后，62岁怀着对遗传学的无限眷恋离开人世。
去世15年，论文发表35年后研究成果重新获得认可。
主要贡献:生物遗传规律
基因的分离定律和基因的自由组合定律。
孟德尔（1822—1884）
雄蕊:成熟的花粉中有精子
雌蕊:提供卵细胞
胚珠
柱头
子房
花柱
花丝
花药
花瓣
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
两性花:一朵花中，同时具有雌蕊和雄蕊
自花传粉:两性花的花粉落到同一朵花雌蕊柱头上的过程;也叫自交
闭花受粉:花在未开放前,已经完成受粉的过程.
使得豌豆在自然状态下为纯种。使结果更可靠和容易分析。
优点一：
自花传粉、闭花受粉
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
玉米雄花的花粉落在同一植株雌花的柱头上,所完成的传粉过程也属于自交。
雌花
雄花
单性花:
一朵花只有雌蕊或只有雄蕊,如:玉米、黄瓜花
花粉和雌蕊来自不同花或不同植株的花。
异花传粉(杂交):
自花传粉
异花传粉
自然状态下很难保证子代是纯种。
雄花
雌花
雌雄同株
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
优点二：
有多对易于区分的性状
相对性状：一种生物同一性状的不同表现类型
性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。
单眼皮
双眼皮
白猫
黑猫
单冠
复冠
长茎
矮茎
种子性状子叶颜色花的颜色豆荚颜色（未成熟）豆荚形状花的位置茎的高度
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
优点二：
有多对易于区分的性状
实验结果易于观察和分析
孟德尔仔细观察，从34个豌豆品种中选择了7对相对性状做杂交实验。
圆滑
皱缩
黄色
绿色
红花
白花
绿色
黄色
不饱满
饱满
腋生
顶生
高茎
矮茎
优点三：
周期短，子代数目多，便于进行统计分析
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
一株豌豆植株上可结出多个果实（豆荚），每个果实中有多粒种子
优点四：
豌豆花大,容易进行杂交实验(人工去雄和传粉)
豌豆花
水稻花
一.豌豆用作遗传实验材料的优点
高茎(或矮茎)豌豆
（母本）
矮茎(或高茎)豌豆
（父本）
采集花粉
高茎豌豆
♀
♂
杂交获得的种子
子代植株
（花蕾期）
（成熟后）
人工授粉的步骤
①去雄
防止自花传粉
②套袋
防止外来花粉的干扰
③人工授粉
(雌蕊成熟时)
④再次套袋
保证杂交种子是人工传粉所结
豌豆在自然状态下不能完成杂交，需要进行人工异花传粉。
二.一对相对性状的杂交实验
一对相对性状的杂交实验
X
高茎
矮茎
高茎
♀
♂
X
高茎
矮茎
高茎
♀
♂
孟德尔发现无论是正交还是反交，子一代都是高茎豌豆，为什么呢？
P：
F1
(子一代)
(亲本)
P：
F1
(子一代)
(亲本)
(母本)
(母本)
(父本)
(父本)
（杂交）
（杂交）
正交和反交是相对而言的，如果把一个亲本组成称为正交，那么仅交换性别的亲本组合就称为反交。
正交
反交
供应花粉
接受花粉
二.一对相对性状的杂交实验
一对相对性状的杂交实验
高茎
×
P：
F1
F2
矮茎
（杂交）
（自交）
×
高茎
(子一代)
(亲本)
(子二代)
高茎
×
矮茎
（杂交）
（自交）
×
高茎
正交
反交
为什么子一代没有矮茎的，而子二代又出现了矮茎呢
子一代都是高茎而没有矮茎，是消失还是被隐藏了？
矮茎性状在子一代中只是隐而未现
二.一对相对性状的杂交实验
一对相对性状的杂交实验
高茎
×
P
F1
F2
高茎
矮茎
（杂交）
（自交）
3 ∶ 1
×
一对相对性状的亲本杂交，F1(子一代)显现出来的性状
一对相对性状的亲本杂交，F1(子一代)未显现出来的性状
在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象
性状分离
显性性状
隐性性状
787高茎 277矮茎
Ｆ2中出现3:1的性状分离比是偶然的吗
亲本相对性状杂交 F1 的表现 F2 的表现
显性隐性显性 : 隐性
茎的高度高茎高茎 787 矮茎 277 2.84 : 1
种子的形状圆粒圆粒 5474 皱粒 1850 2.96 : 1
子叶的颜色黄色黄色 6022 绿色 2001 3.01 : 1
种皮的颜色灰色灰色 705 白色 224 3.15 : 1
豆荚的形状饱满饱满 882 不饱满 299 2.95 : 1
豆荚颜色(未成熟) 绿色绿色 428 黄色 152 2.82 : 1
花的位置腋生腋生 651 顶生 207 3.14 : 1
二.一对相对性状的杂交实验
可见F2中出现 3∶1 的性状分离比绝非偶然。
是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢？
三.对分离现象的解释
孟德尔的假说：
①生物的性状是由遗传因子决定的(不融合、不消失)。
②体细胞中,遗传因子是成对存在的。
显性遗传因子(大写字母,如D) 显性性状
隐性遗传因子(小写字母,如d) 隐性性状
决定
决定
纯合子:遗传因子组成相同的个体(如DD,dd)
杂合子:遗传因子组成不同的个体(如Dd)
③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。
④受精时，雌雄配子的结合是随机的。
DD
dd
D
d
Dd
P
配子
F1
高茎
矮茎
高茎
×
Dd
高茎
×
D
d
D
d
DD
Dd
Dd
dd
F2
配子
高茎
高茎
高茎
矮茎
1
2
1
表现型
(1)配子的结合方式：种。
(2)遗传因子组成(基因型)：种，分别为，其比例为。
(3)产生后代的性状表现(表现型)：种，分别为，其比例为。
4
3
DD、Dd、dd
1∶2∶1
2
高茎、矮茎
3∶1
3
基因型
三.对分离现象的解释
1．孟德尔解释的核心是什么？
孟德尔解释的核心是生物体形成配子时，成对的遗传因子彼此分离。
2．F1个体产生的雌、雄配子总数之比也是1∶1吗？
不是，一般雄配子数量远远多于雌配子数量。
(1)子一代个体形成的不同类型的雌配子或雄配子的活力应相同。
(2)雌、雄配子结合的机会相等。
(3)子二代不同遗传因子组成的个体存活率相等。
(4)遗传因子间的显隐性关系是完全显性。
(5)观察的子代样本数目足够多。
3．孟德尔遗传实验结果需要满足的条件有哪些？
思考讨论
三.对分离现象的解释
实践探究：性状分离比的模拟实验
通过模拟实验，理解的分离和的随机结合与
之间的数量关系，体验孟德尔的假说。
实验目的
遗传因子
配子
性状
（1）甲、乙两个小桶分别模拟：。
（2）甲、乙小桶内的彩球分别模拟：。
（3）用不同彩球的随机组合，模拟：。
雌、雄生殖器官
雌雄配子的随机结合
雄、雌配子
实验原理
三.对分离现象的解释
实践探究：性状分离比的模拟实验
操作步骤
5．按步骤3和4重复做30次以上。
1．在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10个。
2．摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合。
3．分别从两个桶内随机抓取一个彩球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。
4．将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀。
模拟雌（雄）配子D:d = 1:1
表示形成配子时，成对的遗传因子分离
重复次数越多,越接近准确的性状分离比,结果更准确。
组合表示雌雄配子形成和随机结合
维持同一性别中配子D:d = 1:1
一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量。
使每种彩球被抓到的机会相同.
三.对分离现象的解释
实践探究：性状分离比的模拟实验
结果分析
请你设计记录表，记录实验结果：
(1)彩球组合类型数量比：DD∶Dd∶dd≈ 。
(2)彩球组合类型之间的数量比代表的是显、隐性性状数量比：
显性∶隐性≈ 。
1∶2∶1
3∶1
次数甲乙组合
1
2
3
……
30
合计次数 D 次 d 次 D 次 d 次 DD 次 Dd 次 dd 次
统计数量比 D：d= D：d= DD：Dd:dd=
分析结果、得出结论
三.对分离现象的解释
实践探究：性状分离比的模拟实验
思考讨论
1.将每个小组的实验结果与全班总的实验结果作比较，你有什么发现如果孟德尔当时只对F 中10株豌豆的性状进行统计，他还能正确地解释性状分离现象吗
很难正确地解释性状分离现象，只对10株豌豆的性状进行统计，会出现较大的误差。实验统计样本数量要足够大才能正确分析。
全班总的实验结果更接近预测的结果，因为实验统计的样本数量越大，越接近统计规律。
2.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
合理。但孟德尔提出的假说是否正确还需要实验来验证。
四.对分离现象解释的验证
F1自交
请同学们思考、讨论以下三种方案，选择最佳实验方案，证明F1的遗传因子组成及其所产生的配子种类和比例，预测实验结果并用遗传图解表示
Dd
dd
Dd
高茎
矮茎
DD
Dd
F1与显性亲本杂交
F1与隐性亲本杂交
高茎
高茎
高茎
X
X
孟德尔以F1自交结果为依据提出假说，因此F1自交不能用于证明假说。
显性亲本为纯合子，后代均为显性个体，无法证明F1的遗传因子组成。
隐性亲本的配子仅携带隐性基因，不会掩盖F1配子中基因的作用。
四.对分离现象解释的验证
高茎
矮茎
×
高茎
矮茎
1 ∶ 1
测交后代：
Dd
D
d
d
Dd
dd
dd
配子 :
测交：
演绎推理
推理结果
比例：
在体细胞中遗传因子成对存在
形成配子时,成对的遗传因子彼此分离
受精时，雌雄配子随机结合
实验结果
1 ∶ 1
87株 ∶ 79株
杂种子一代
隐性纯合子
≈
验证了孟德尔的假说
意义
测定F1的基因型
测定F1配子的种类及比例
判断F1在形成配子基因的行为
五.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。
孟德尔第一定律——
分离定律
产生配子时，成对的遗传因子彼此分离。
核心内容：
适用范围：
（1）真核生物的性状遗传。
（2）有性生殖生物的性状遗传。
（3）细胞核遗传。
（4）一对相对性状的遗传。
细胞质中的遗传因子及原核生物和非细胞生物都不遵循。
具有普遍性
即进行有性生殖的真核生物的一对相对性状的细胞核遗传。
五.分离定律
假说——演绎法
发现问题
作出假说
演绎推理
测交后代分离比为1:1
实验验证
实际测交结果与推理符合，说明假说正确
得出结论
分离定律
性状分离现象：
对分离现象的解释：
预测测交结果：
进行测交实验：
分离定律的发现过程
为什么F1全是高茎，F2出现3:1的性状分离比？
①生物的性状由遗传因子决定。
②体细胞中遗传因子成对存在。
③成对遗传因子在形成配子时分离。
④雌雄配子在受精时随机结合。
若实验结果与预测相符，则假说正确
若实验结果与预测不符，则假说错误
②优良性状为隐性性状：一旦出现就能遗传，便可留种推广使用。
①优良性状为显性性状：利用杂合子选育显性纯合子时，可进行连续自交，直到为止，即可留种推广使用。
③优良性状为杂合子：两个纯合的不同性状个体杂交的后代就是杂合子，但每年都要育种。
不再发生性状分离
稳定
1.农业生产：指导杂交育种
五.分离定律
应用
自交
自交
自交
Aa × Aa
自交
P
F1
F2
Aa连续自交n代，结果如下：
六.总结
F2
自交
自交
自交
F3
自交n代
Fn
六.总结
杂合子(Aa)概率纯合子概率 AA概率 aa概率
Aa连续自交n代，结果如下：
Aa连续自交多代，
①Aa的概率趋近0
②纯合子的概率趋近1
③AA或aa的概率趋近
六.总结
2n
1
2n
1
1－
2
2n
1
1－
2
六.总结
杂合子Aa连续自交，且逐代淘汰隐性个体，
自交n代后，显性个体中，
纯合子=
杂合子=
2n - 1
2n + 1
2
2n + 1
假设你正在一个花卉生产基地工作。有一天，你突然发现一种本来开白花的花卉，出现了开紫花的植株，决定培育这样的花卉新品种。当你知道这种花是自花传粉以后，将这株开紫花的植株的种子种下去，在长出的126株新植株中，却有36株是开白花的。
杂
Bb
90
36
直接无
法区分
种子按株收，每一株的种子种在一起
不性状分离
性状分离
两种
BB
Bb
五.分离定律
怎样才能获得开紫花的纯种植株呢？
F1 :
F2 :
P:
五.分离定律
2.医学实践
遗传系谱图
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
1
2
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
显性基因控制的遗传病，只要有一个致病基因，就能表现出病症
隐性基因导致的遗传病，必须同时存在两个致病基因时，才能够表现病症
分析单基因遗传病的基因型和发病率；为禁止和__________提供理论依据。
近亲结婚
遗传咨询
六.总结
1.正交与反交（这是一个相对概念）
（♀）高茎×（♂）矮茎
若：（♀）甲×（♂）乙为正交
则：（♀）乙×（♂）甲为反交
（♀）矮茎×（♂）高茎
相互印证，相互对照
应用：判断基因的位置
2.杂交
一般指基因型不同的生物个体间相互交配的过程。
如：Aa×aa Aa×AA AA×aa
3.自交
基因型相同的生物个体间的相互交配的过程。
如：Aa×Aa AA×AA aa×aa
指两性花的花粉落到同一朵花的雌蕊的柱头上完成授粉的过程，即自花传粉，也叫做自交。
(1)狭义的自交：
(2)广义的自交：
4.测交
（1）狭义上测交：
是指未知基因型的个体与隐性纯合子杂交的，以确定该个体的基因型。
是指F1（Aa）与隐性纯合子（aa）杂交。
（2）广义上测交：
如： A_×aa
六.总结
5.自由交配
种群中所有个体随机交配。
如：一个群体有 DD和 Dd，自由交配情况如下：
1/9DD
× ×( DD, Dd)
× ×( DD, Dd)
× ×( DD, Dd, dd)
（2）方法2:配子法
4/9DD
2/9Dd
2/9Dd
1/9dd
（1）方法1:棋盘法
六.总结
（1）由亲代推断子代的基因型、表现型（正推法）
亲本组合子代基因型及比例子代表现型及比例
①AA × AA
②AA × Aa
③AA × aa
④Aa × Aa
⑤Aa × aa
⑥aa × aa
AA
AA:Aa=1:1
Aa
AA:Aa:aa=1:2:1
Aa:aa=1:1
aa
全是显性
全是显性
全是隐性
全是显性
显性：隐性=1:1
显性：隐性=3:1
3显：1隐
3A_:1aa
1显：1隐
【表现型和基因型的一般推断】：
六.总结
（2）由子代推断亲代的基因型、表现型（反推法）
后代表现型亲本基因组合亲本表现型
AA×_ _（AA、Aa、aa）
aa×aa
Aa×aa
Aa×Aa
一定有一个是显性纯合子
双亲为隐性纯合子
均为显性杂合子
显性杂合子、
隐性纯合子
【表现型和基因型的一般推断】：
全显
全隐
显：隐=1：1
显：隐=3：1
六.总结
3A ∶1aa
1Aa∶1aa
六.总结
验证基因的分离定律的方法
②自交法：
①测交法：
具相对性状的纯合
性状分离比为3∶1
杂合子
隐性纯合子
1∶1
③花粉鉴定法：
杂合子
两
1∶1
直链淀粉
支链淀粉
水稻
思路
分离定律
Dd
D
d
性状分离
导致
看不见
看得见
六.总结
杂合子和纯合子的判断
思路
纯合子能稳定遗传，自交后代不发生性状分离；杂合子不能稳定遗传，自交后代往往会发生性状分离。
1.自交法
显性
DD
DD
×
显性
Dd
DD、Dd、dd
×
显性
隐性
2.测交法
Dd
Dd dd
×
显性
隐性
dd
DD
Dd
×
显性
dd
3.花粉鉴别法
杂合子的某些性状可以从花粉的比例直接鉴定
后代发生性状分离为杂合子
后代不发生性状分离为纯合子
后代只有1种类型为纯合子
后代有2种类型为杂合子
六.总结
1.判断显隐性
遗传学的解题步骤
现有一对相对性状高茎和矮茎矮茎，如何设计实验判断其显隐性？
杂交法
高茎
矮茎
ⅹ
高茎
则高茎为显性，矮茎为隐性。
自交法
高茎
高茎
ⅹ
高茎、矮茎
则高茎为显性，矮茎为隐性。
相对性状杂交，子代只表现一个性状的为显性。
混合法
相同性状杂交，子代中新出现的性状为隐性。
高茎
矮茎
ⅹ
高茎、矮茎
ⅹ
矮茎
高茎对矮茎为显性。
P
F1
P
F1
P
F1
F2
“不见的、新出现的都是隐性”
“无中生有为隐性” “有中生无为显性”
六.总结
2.确定基因型，写出遗传图解
则为纯合子(aa)
则为A_，纯合或杂合
若为隐性
若为显性
①自交法
②测交法
③花粉鉴定法
若子代
全为显性
若子代
全为隐性
若子代
显:隐=3:1
若子代
显:隐=1:1
则亲本为
AA × __
则亲本为
aa × aa
则亲本为
Aa × Aa
则亲本为
Aa × aa
（1）乘法定理：独立事件同时出现的概率
3.依据概率的运算法则解题
41
一个事件A的发生，不影响另一个事件B的发生
独立事件
P(AB)=P(A)·P(B)
六.总结
两个独立事件同时或相继出现的概率是它们各自出现概率的乘积(p×q)。如：生男孩和生女孩的概率各为1/2，由于第一胎不论是男孩还是女孩都不影响第二胎所生孩子的性别，因此属于两个独立事件，一对夫妇连续生两胎都是女孩的概率是。
1/2×1/2＝1/4
（2）加法定理：互斥事件同时出现的概率
3.依据概率的运算法则解题
六.总结
一对夫妇连生两胎，求两胎一男一女的概率。
当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这种互斥事件出现的概率，是它们各自概率之和(p+q)。
1/4+1/4=1/2
分步相乘，分类相加
六.总结
分离定律在特殊情况下的应用
1. 致死情况
致死问题
配子致死
合子致死
概念
致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有活力的配子现象。
实例
A基因时雄配子致死，则Aa自交后代只能产生一种成活的的雄配子a，两种雌配子A和a，形成的后代两种遗传因子组成Aa：aa=1:1。
概念
显性致死
致死基因在胚胎时期或幼体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体的现象。
又分为显性纯合致死和显性杂合致死，若为显性纯合致死，杂合子自交后代显：隐 = 2：1。
隐性纯合致死，则后代性状全为显性。如镰刀型细胞贫血症，植物的白化基因等。
隐性致死
六.总结
分离定律在特殊情况下的应用
2.不完全显性
具有相对性状的纯合亲本杂交后，F1显现中间类型的现象。如等位基因A和a分别控制红花和白花。
Aa自交后代中红花：白花=3:1
类型
完全显性时
不完全显性时
Aa自交后代中红花(AA)：粉红花(Aa)：白花(a)=1:2:1
3.从性遗传
从性遗传
指由常染色体上的基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象，又称性控遗传。
由于性别的差异而表现出男、女（雌、雄性）分布比例上或表现程度上的差别，如：牛、羊角的遗传，人类秃顶。
表现型= 基因型+环境条件（性激素种类及含量差异）
概念
表现
本质
六.总结
分离定律在特殊情况下的应用
4. 复等位基因
复等位基因是指一对同源染色体的同一位置上的基因有多个。复等位基因尽管有多个，但遗传时仍符合分离定律，彼此之间有显隐性关系，表现特定的性状，最常见的如人类ABO血型的遗传。因为IA对i是显性，IB对i是显性，IA和IB是共显性，所以基因型与表现型的关系只能见下表：
基因型表现型
IAIA、IAi A型血
IBIB、IBi B型血
IAIB AB型血
ii O型血
六.总结
分离定律在特殊情况下的应用
5. 表型模拟问题
表现型 = 基因型 +
环境
由于受环境影响，导致表现型与基因型不符合的现象。例如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响，其表现型、基因型与环境的关系如下表：
25℃（正常温度） 35℃
基因型
温度
表
现
型
V V、Vv
v v
长翅
残翅
残翅
六.总结
分离定律在特殊情况下的应用
6.自交不亲和
自交不亲和
概念
雌雄同株的植物或雌雄同体的低等动物，它们能同时产生两性配子。其中有些生物正常进行自花传粉或自体受精，但是，有些生物的自交是不育的，即自交不亲和。
实例
高等植物烟草是自交不育的，已知至少有15种自交不亲和的相关基因，它们是S1、S2、S3、...、S15构成一个复等位基因系列。
基因型S1S2的植株的花粉受到基因S1S2的花柱的抑阻，不能参加受精，但是基因型S1S3的花粉落到S1S2的柱头上时，S1的花粉受阻，而S3的花粉不被阻止而参与受精，生成S1S3和S2S3的合子。
自然状态下，自交不亲和的生物没有纯合子
结果