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1、遗传的分离定律遗传的分离定律第1页，共37页，编辑于2022年，星期三遗传与变异：遗传与变异：遗传：生物亲子代间的相遗传：生物亲子代间的相似现象称为遗传。似现象称为遗传。变异：生物亲代与子代变异：生物亲代与子代间或子代间存在差异的间或子代间存在差异的现象称为变异。现象称为变异。第2页，共37页，编辑于2022年，星期三本章学习要点：本章学习要点：简述孟德尔的单因子和双因子的杂交实验过程，简述孟德尔的单因子和双因子的杂交实验过程，以及对实验结构的解释和验证以及对实验结构的解释和验证解释孟德尔分离定律和自由组合定律的实质解释孟德尔分离定律和自由组合定律的实质举例说明有关的遗传学术语举例说明有关的遗
2、传学术语应用孟德尔定律，解决在实践中遗传学问题应用孟德尔定律，解决在实践中遗传学问题第3页，共37页，编辑于2022年，星期三孟德尔的生平简介孟德尔的生平简介奥国人，天主神奥国人，天主神父。主要工作：父。主要工作：1856-1864经过经过8年的杂交试验，年的杂交试验，1865年发表了年发表了植植物杂交试验物杂交试验的的论文。论文。孟德尔孟德尔成功的成功的原因原因第4页，共37页，编辑于2022年，星期三豌豆重要的遗传实验材料豌豆重要的遗传实验材料第5页，共37页，编辑于2022年，星期三为什么选用豌豆作为遗传实验容易成功？为什么选用豌豆作为遗传实验容易成功？第6页，共37页，编辑于2022年
3、，星期三第7页，共37页，编辑于2022年，星期三人工异花授粉示意图人工异花授粉示意图1 1、去雄、去雄2 2、套袋、套袋3 3、授粉、授粉4 4、套袋、套袋第8页，共37页，编辑于2022年，星期三性状性状性状：是指生物的形态、结构和生理性状：是指生物的形态、结构和生理生化等特征的总称生化等特征的总称第9页，共37页，编辑于2022年，星期三图图1耳垂的位置耳垂的位置1、有耳垂、有耳垂 2、无耳垂、无耳垂图图2 卷卷 舌舌1、有卷舌、有卷舌 2、无卷舌、无卷舌图图3前额中央发际有一三角形突出称美人尖前额中央发际有一三角形突出称美人尖1、有美人尖、有美人尖 2、无美人尖、无美人尖图图4 拇指竖
4、起时弯曲情形拇指竖起时弯曲情形1、挺直、挺直 2、拇指向指背面弯曲、拇指向指背面弯曲第10页，共37页，编辑于2022年，星期三相对性状相对性状一种生物的同一性状的不同表现类型。一种生物的同一性状的不同表现类型。:第11页，共37页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验第12页，共37页，编辑于2022年，星期三(一一)豌豆花色杂交试验豌豆花色杂交试验1.1.一对相对性状的分离现象一对相对性状的分离现象第13页，共37页，编辑于2022年，星期三3.3.反交试验及其结果反交试验及其结果第14页，共37页，编辑于2022年，星期三一一对对相相对对性性
5、状状的的杂杂交交实实验验 一对相对性状的分离现象一对相对性状的分离现象反交 白花 连续几代 白花P 红花()白花()F1 红花 F2 红花 白花株数 690 234比例 2.95 ：1 正交 红花 连续几代 红花P 红花()白花()F1 红花 F2 红花 白花株数 705 224比例 3.15 ：1第15页，共37页，编辑于2022年，星期三3.反交试验及其结果n孟德尔后来用白花亲本作为母本、红花亲本作为父本进行杂交试验，即：白花()红花()。通常人们将这两种杂交组合方式之一称为正交，另一种则是反交。n反交试验结果：nF1植株的花色仍然全部为红色；nF2红花植株与白花植株的比例也接近3:1。n
6、反交试验结果与正交完全一致，表明：F1、F2的性状表现不受亲本组合方式的影响，与哪一个亲本作母本无关。第16页，共37页，编辑于2022年，星期三相关符号相关符号 P:P:表示亲本表示亲本(parent)(parent):表示母本表示母本(female parent)(female parent):表示父本表示父本(male parent)(male parent):表示杂交表示杂交,在母本上授上外来的花粉在母本上授上外来的花粉 F(filial generation):F(filial generation):表示杂种后代表示杂种后代 F F1 1:杂种一代杂种一代 F F2 2:杂种二代杂
7、种二代 F Fn n:杂种杂种n n代代 :自交自交,指同一植株上的自花授粉或同株上的异花授粉。指同一植株上的自花授粉或同株上的异花授粉。第17页，共37页，编辑于2022年，星期三2.试验结果nF F1 1(杂种一代杂种一代)的花色全部的花色全部为红色；为红色；nF F2 2(杂种二代杂种二代)有两种类型有两种类型的植株，一种开红花，一的植株，一种开红花，一种开白花；并且红花植株种开白花；并且红花植株与白花植株的比例接近与白花植株的比例接近3:13:1。P P 红花红花()()白花白花()()F F1 1 红花红花 F F2 2 红花红花 白花白花株数株数 705 224705 224比例比
8、例 3.15 13.15 1?第18页，共37页，编辑于2022年，星期三二、分离现象的解释(一)豌豆花色分离现象解释(二)遗传因子假说(三)遗传因子的分离定律第19页，共37页，编辑于2022年，星期三(一一)豌豆花色分离现象解释豌豆花色分离现象解释n孟德尔利用其遗传因子假说、分离定律对性状分离现象进行解释，认为：孟德尔利用其遗传因子假说、分离定律对性状分离现象进行解释，认为：F F2 2产产生性状分离现象是由于遗传因子的分离与组合。生性状分离现象是由于遗传因子的分离与组合。第20页，共37页，编辑于2022年，星期三两种解释：两种解释：控制白花性状的基因和控制紫花性状的基因已经控制白花性状
9、的基因和控制紫花性状的基因已经融合或消失；融合或消失；控制白花性状的基因效应被控制紫花性状的基控制白花性状的基因效应被控制紫花性状的基因遮盖，没有呈现出来。因遮盖，没有呈现出来。1.1.为什么为什么F F1 1代中只有紫花而没有白花性状？代中只有紫花而没有白花性状？哪种解释是符合实际的，对哪种解释是符合实际的，对F F1 1代的结果本身的分代的结果本身的分析是无法得出答案的。析是无法得出答案的。在哪儿找答案？在在哪儿找答案？在F2F2代的结果中找。代的结果中找。第21页，共37页，编辑于2022年，星期三2.2.为什么为什么F F2 2代中又出现了白花性状？代中又出现了白花性状？自交，表示没有
10、外来基因，也就是说控制白花自交，表示没有外来基因，也就是说控制白花性状的基因不可能来自于外来基因。也就说明控制白性状的基因不可能来自于外来基因。也就说明控制白花性状的基因没有融合或消失，只能是第二种解释符花性状的基因没有融合或消失，只能是第二种解释符合实际情况。合实际情况。3.F3.F2 2代中性状分离比为什么是代中性状分离比为什么是3 3：1 1，或者，或者F F1 1的基因的基因组成是怎么样，或者说组成是怎么样，或者说F F1 1代产生配子的种类和比例是代产生配子的种类和比例是怎么样的？怎么样的？同样，对同样，对F F2 2代的结果本身的分析是无法得出答案的。代的结果本身的分析是无法得出答
11、案的。在哪儿找答案？在在哪儿找答案？在F F3 3代的结果中找。代的结果中找。第22页，共37页，编辑于2022年，星期三705705株株224224株株 3 :13 :1F F1 1F F2 2F F3 3第23页，共37页，编辑于2022年，星期三6464株株3636株株 2:12:1F F3 3显性后代中呈现显性后代中呈现2 2：1 1的比例，也就是说在的比例，也就是说在F2F2代中实代中实际上呈现的是际上呈现的是1 1：2 2：1 1的比例。这个比例符合的比例。这个比例符合(A+a)(A+a)2 2的展开式。的展开式。第24页，共37页，编辑于2022年，星期三(二二)遗传因子假说遗传
12、因子假说孟德尔在试验结果分析基础上提出了孟德尔在试验结果分析基础上提出了遗传因子遗传因子的概念，认为：的概念，认为：生物性状是由遗传因子决定，且每对相对性状由一对遗生物性状是由遗传因子决定，且每对相对性状由一对遗传因子控制；传因子控制；显性性状受显性性状受显性因子显性因子控制，而隐性性状由控制，而隐性性状由隐性因子隐性因子控制；只控制；只要成对遗传因子中有一个显性因子，生物个体就表现显性性要成对遗传因子中有一个显性因子，生物个体就表现显性性状；状；遗传因子在体细胞内成对存在，而在配子中成单存在。体细胞遗传因子在体细胞内成对存在，而在配子中成单存在。体细胞中成对遗传因子分别来自父本和母本。中成对
13、遗传因子分别来自父本和母本。第25页，共37页，编辑于2022年，星期三(三三)遗传因子的分离定律遗传因子的分离定律遗传因子在世代间的传递遵循遗传因子在世代间的传递遵循分离定律分离定律：(性母细胞中性母细胞中)成对的遗传因子在形成配子时彼此成对的遗传因子在形成配子时彼此分离、分配分离、分配到配子中到配子中，配子只含有成对因子中的一个。配子只含有成对因子中的一个。而杂种体细胞中，分别来自父母本的成对遗传因子也各自而杂种体细胞中，分别来自父母本的成对遗传因子也各自独立，互不混杂；在形成配子时彼此分离、互不影响。独立，互不混杂；在形成配子时彼此分离、互不影响。杂种产生含杂种产生含两种两种不同因子不同
14、因子(分别来自父母本分别来自父母本)的配子，并且的配子，并且数数目相等目相等；各种雌雄配子受精结合是；各种雌雄配子受精结合是随机的随机的，即两种遗传，即两种遗传因子是随机结合到子代中。因子是随机结合到子代中。第26页，共37页，编辑于2022年，星期三三、基因型和表现型三、基因型和表现型基因型基因型指生物个体基因组合，表示生物个体的遗传组成；指生物个体基因组合，表示生物个体的遗传组成；表现型表现型指生物个体的性状表现，简称指生物个体的性状表现，简称表型表型。第27页，共37页，编辑于2022年，星期三(一一)基因型与表现型的相互关系基因型与表现型的相互关系基因型是生物性状表现的内在决定因素，基
15、因型决定表现型。基因型是生物性状表现的内在决定因素，基因型决定表现型。如一株豌豆的基因型是如一株豌豆的基因型是CCCC或或CcCc，则该植株会开红，则该植株会开红花，而基因型为花，而基因型为cccc的植株才会开白花。的植株才会开白花。表现型是基因型与环境条件共同作用下的外在表现，往表现型是基因型与环境条件共同作用下的外在表现，往往可以直接观察、测定，而基因型往往只能根据生物性往可以直接观察、测定，而基因型往往只能根据生物性状表现来进行推断。状表现来进行推断。第28页，共37页，编辑于2022年，星期三(二二)纯合与杂合纯合与杂合具有一对相同基因的基因型称为具有一对相同基因的基因型称为纯合基因型
16、纯合基因型，如，如CCCC和和cccc；这类生；这类生物个体称为物个体称为纯合体纯合体。显性纯合体显性纯合体,如：如：CC.CC.隐性纯合体隐性纯合体,如：如：cc.cc.具有一对不同基因的基因型称为具有一对不同基因的基因型称为杂合基因型杂合基因型，如，如CcCc；这类生物个；这类生物个体称为体称为杂合体杂合体。由于纯合体与杂合体的基因组成不同，所以它们所产生的配子及自交由于纯合体与杂合体的基因组成不同，所以它们所产生的配子及自交后代的遗传稳定性均有所不同：后代的遗传稳定性均有所不同：(1)(1)产生配子上的差异；产生配子上的差异；(2)(2)自交后代的遗传稳定性。自交后代的遗传稳定性。第29
17、页，共37页，编辑于2022年，星期三四、分离定律的验证四、分离定律的验证遗传因子仅是一个理论的、遗传因子仅是一个理论的、抽象抽象的概的概念。当时孟德尔不知道遗传因子的物念。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。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遗传因子分离行为仅仅是孟德尔基于豌豆7 7对相对性状杂交试验中所观察到的对相对性状杂交试验中所观察到的F F1 1 、F F2 2个体表现型及个体表现型及F F2 2性状分离现象作出性状分离现象作出的一种的一种假设假设。正因为如此，从孟德尔杂交试验到遗传正因为如此，从孟德尔杂交试验到遗传因子假说是一个高度
18、理论抽象过程。所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。如何对这以当时几乎没有人能够理解。如何对这一假说进行验证呢？一假说进行验证呢？一个正确的理论，一个正确的理论，它首先要能它首先要能解释已知解释已知的现象；的现象；其次要能够对未知其次要能够对未知事物作出理论推断事物作出理论推断(预测未知预测未知)，并通过试，并通过试验来检验推断结果。验来检验推断结果。这是科学理论的一般这是科学理论的一般验证过程。验证过程。遗传因子假说及其遗传因子假说及其分离能够解释豌豆分离能够解释豌豆杂交试验中观察到杂交试验中观察到的性状分离现象。的性状分离现象。第30页，共37页，编辑于2022年，
19、星期三分离定律的验证方法分离定律的验证方法(一一)测交法测交法(二二)F F1 1花粉鉴定法花粉鉴定法第31页，共37页，编辑于2022年，星期三测交测交(test cross)(test cross)的概念与作用的概念与作用测交法，是把被测验的个体与隐性纯合的亲本杂交。测交法，是把被测验的个体与隐性纯合的亲本杂交。根据测交子代根据测交子代FtFt所出现的表现型种类和比例，可以确所出现的表现型种类和比例，可以确定被测个体的基因型。定被测个体的基因型。被测个体不仅仅是被测个体不仅仅是F F1 1，可以是任一需要确定基因型的，可以是任一需要确定基因型的生物个体。生物个体。因为隐性纯合体只能产生一种
20、含隐性基因的配子，它因为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某一种配子结合，其子代将只能们和含有任何基因的某一种配子结合，其子代将只能表现出那一种配子所含基因的表现型。所以表现出那一种配子所含基因的表现型。所以测交子代测交子代的表现型的种类和比例正好反映了被测个体所产生的的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配子种类和比例。(一一)测交法测交法第32页，共37页，编辑于2022年，星期三1.1.杂种杂种F F1 1的基因型及其测交结果的推测的基因型及其测交结果的推测1)1)杂种杂种F F1 1的表现型与红花亲本的表现型与红花亲本(CC)(CC)一致
21、，但根据孟一致，但根据孟德尔的解释，其基因型是杂合的，即为德尔的解释，其基因型是杂合的，即为CcCc；因此杂种因此杂种F F1 1减数分裂应该产生两种类型的配子，分减数分裂应该产生两种类型的配子，分别含别含C C和和c c，并且比例为，并且比例为1:11:1。2)2)白花植株的基因型是白花植株的基因型是cccc，只产生含，只产生含c c的一种配子。的一种配子。推测：如果用杂种推测：如果用杂种F F1 1与白花植株与白花植株(cc)(cc)杂交，后代应杂交，后代应该有两种基因型该有两种基因型(Cc(Cc和和cc)cc)，分别表现为红花和白花，分别表现为红花和白花，且比例为且比例为1:11:1。第
22、33页，共37页，编辑于2022年，星期三红花红花F F1 1的测交结果推测的测交结果推测第34页，共37页，编辑于2022年，星期三2.2.测交试验结果测交试验结果MendelMendel用杂种用杂种F F1 1与白花亲本测交，结果表明：与白花亲本测交，结果表明：在在166166株测交后代中：株测交后代中：8585株开红花，株开红花，8181株开白花；株开白花；其比例接近其比例接近1:11:1。结论：分离定律对杂种结论：分离定律对杂种F F1 1基因型基因型(Cc)(Cc)及其分离及其分离行为的推测是正确的。行为的推测是正确的。第35页，共37页，编辑于2022年，星期三测测交交后后代代85
23、85株株8181株株1 1：1 1第36页，共37页，编辑于2022年，星期三现象的观察与思考现象的观察与思考七对相对性状的遗传试验数据七对相对性状的遗传试验数据2.84:12.84:1277277（矮）（矮）787787（高）（高）茎的高度茎的高度F F2 2的比的比隐性性状隐性性状显性性状显性性状性状性状2.82:12.82:1152152（黄色）（黄色）428428（绿色）（绿色）豆荚颜色豆荚颜色2.95:12.95:1299299（不饱满）（不饱满）882882（饱满）（饱满）豆荚的形状豆荚的形状3.01:13.01:120012001（绿色）（绿色）60226022（黄色）（黄色）子叶的颜色子叶的颜色3.15:13.15:1224224（白色）（白色）705705（灰色）（灰色）种皮的颜色种皮的颜色3.14:13.14:1207207（茎顶）（茎顶）651651（叶腋）（叶腋）花的位置花的位置2.96:2.96:1 118501850（皱缩）（皱缩）54745474（圆滑）（圆滑）种子的形状种子的形状面对这些实验数据，你信服了吗？你能找出其中的规律吗？第37页，共37页，编辑于2022年，星期三