1.1孟德尔豌豆杂交实验(一).ppt
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1、第一节 孟德尔的豌豆杂交 实验(一),第一章遗传因子的发现,教学目标,知识与能力 1、孟德尔对相对性状的遗传试验及其解释和验证 2、基因的分离定律 3、基因型、表现型及环境的关系 4、基因分离定律在实践中的应用 教学重点难点: 基因分离定律的实质;相对性状;杂交方法 教学方法手段 讨论法、讲授法、师生互动法等,遗传:亲代与子代之间能保持性 状的稳定性。,“种瓜得瓜,种豆得豆”, “牛生小犊,山羊生羔,人生娃儿”,亚里士多德:认为雄性提供“蓝图”,母体提供物质。,柏拉图,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,更浓烈些。,但真正的遗传定律是由奥地利神父孟德尔揭示总结出来。,本
2、 节 聚 焦,孟德尔的一对相对性状的杂交实验是怎样 设计的? 孟德尔为解释实验结果作了那些假设?他 又设计了什么实验来验证假设? 分离定律的内容是什么?,(Mendel,1822-1884),奥国人,天主神父。主要工作:1856-1864经过8年的杂交试验,1865年发表了植物杂交试验的论文。,豌 豆,?,孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料, 孟德尔成功的原因, 选取实验材料准确,豌豆:自花传粉,闭花授粉,自花传粉,闭花授粉,孟德尔的杂交试验-人工杂交实验,高茎的花,矮茎的花,去雄,提供花粉父本,接受花粉母本,套袋,孟德尔豌豆杂交操作程序, 人工去雄:除去未成熟的全部雄蕊 套袋隔离:套上纸袋、防
3、止外来花粉干扰 人工授粉:雌蕊成熟时将另一植株花粉撒在去雄蕊的花的雌蕊柱头上 再套袋隔离:保证杂交得到的种子是人工传粉后所结,自交:指来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同基因型(遗传组成)个体间的交配或来自同一无性繁殖系的个体间的交配。 例如植物,雌雄同花植物的自花授粉或雌雄异花的同株授粉均为自交;动物,由于多为雌雄异体,所以基因型相同的个体间交配即为自交,其含意较植物要广泛些。 注意正确区分“自交”、“自由交配” 自由交配不同于自交。自由交配是指种群中的雌雄个体随机交配。 杂交: (1)不同遗传组成生物间交配以产生杂种后代的过程。(2)两种不同细胞的融合。 包括 正交( 甲 乙)和反交(
4、乙 甲), 孟德尔成功的原因, 选取实验材料准确, 先分析一对相对性状,再分析两对或两对以上相对性状,孟德尔发现豌豆许多易于区分的性状,性 状:生物体的形态特征和生理特征 相对性状:同种生物的同一种性状的不同表现类型 例:豌豆的黄色子叶和绿色子叶;羊的白毛和黑毛;人的双眼皮和单眼皮等。 思考:羊的白毛和长毛是不是相对性状?,孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料,找出了七对易于区分的相对性状, 这么多的性状,该如何研究呢? 你是如何思考的?,图1耳垂的位置 1、有耳垂 2、无耳垂,图2 卷 舌 1、有卷舌 2、无卷舌,图3前额中央发际有一三角形突出 称美人尖 1、有美人尖 2、无美人尖,图4 拇指竖
5、起时弯曲情形 1、挺直 2、拇指向指背面弯曲,图5上眼脸有无褶皱 1、双眼皮 2、单眼皮,图6 食指长短 1、食指比无名指长 2、食指比无名指短,图 7 脸颊有无酒窝 1、有酒窝 2、无酒窝,图8 双手手指嵌合 1、右手拇指在上 2、左手拇指在上, 孟德尔成功的原因, 选取试验材料准确, 先分析一对相对性状,再分析两对或两对以上相对性状,简单,复杂, 用统计学的方法对实验结果进行分析, 一对相对性状的杂交实验, 一对相对性状的杂交实验,高茎,矮茎,P,(杂交),高茎,F1,(子一代),(亲本),矮茎,高茎,P,(杂交),高茎,F1,(亲本),(子一代),正交,反交, 一对相对性状的研究,高茎,
6、矮茎,P,(杂交),高茎,F1,(子一代),(亲本),为什么子一代中只表现一个亲本的性状(高茎),而不表现另一个亲本的性状或不高不矮?,显性性状:杂种一代表现出来的性状,隐性性状:杂种一代未显现出来的性状, 一对相对性状的研究,高茎,F1,(自交),高茎,矮茎,F2,(子二代),在F1代中,另一个亲本的性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢?,显性性状,隐性性状, 一对相对性状的研究,高茎,F1,(自交),高茎,矮茎,F2,(子二代),3 1,在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象,杂交实验结果,子一代只表现出_,没有表现出_; 子二代出现了_现象,并且显性性状和隐性性状的数量比接近于_
7、,F2中的3:1是不是巧合呢?,显性性状,隐性性状,性状分离,3:1,七对相对性状的遗传试验数据,2.82:1,152(黄色),428(绿色),豆荚颜色,2.95:1,299(不饱满),882(饱满),豆荚的形状,3.01:1,2001(绿色),6022(黄色),子叶的颜色,3.15:1,224(白色),705(灰色),种皮的颜色,3.14:1,207(茎顶),651(叶腋),花的位置,面对这些实验数据,你信服了吗?那又如何解释实验现象呢?,如果假设:性状是由某种物质控制的,将它称为遗传因子的话,那么讨论: 1、遗传因子与生物性状的关系?与显隐性性状的关系?,生物体性状都是由遗传因子控制的。,
8、孟德尔对分离现象的解释,控制显性性状的遗传因子是显性遗传因子,用大写字母(如D)来表示 控制隐性性状的遗传因子是隐性遗传因子,用小写字母(如d)来表示,、体细胞中,遗传因子成对存在。,高茎,矮茎,P,F1,(减数分裂),配子,、配子形成时,成对的遗传因子分离,分别进入不同的配子。,(受精),高茎,、受精时,遗传因子恢复成对。,对分离现象的解释,(纯合子、杂合子),、体细胞中,遗传因子成对存在。,F1,、配子形成时,成对遗传因子分离,分别进入不同的配子。,配子,高茎,高茎,高茎,矮茎,1 2 1,3 1,、受精时,雌雄配子的结合是随机的。,F2,对分离现象的解释,P,DD,dd,F1,Dd,配子
9、,D,d,高,高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验分析图解,F2,Dd,配子,DD,Dd,dd,高 高 高 矮,3 : 1,F1形成的配子种类、比值都相等,配子结合是随机的。 F2性状表现类型及其比例为_ _,遗传因子组成及其比例为_ _。,31,121,高茎矮茎 =,DDDddd =,孟德尔对一相对性状遗传试验的解释,在观察实验过程中思考以下问题: 1、两个小桶代表什么?两个小桶中的D小球和d小球代表什么?,通过模拟实验,来体验孟德尔的假说,两个小桶分别代表精巢和卵巢;D小球和d小球分别代表含 有显性遗传因子和隐性遗传因子的配子,2、分别从两个小桶内抓取一个小球组合在一起的含义是什么?,模拟雌、雄配子
10、的随机结合,3、为什么选择形状、大小、质量等同的彩球?,4、将抓取的小球放回原来的小桶内,摇匀,按步骤(3)重复做50100次的含义是什么?,模拟雌、雄配子结合的机会相等,确保观察样本数目足够多,在观察实验过程中思考以下问题: 1、两个小桶代表什么?两个小桶中的D小球和d小球代表什么?,由这一模拟试验我们知道了随机事件的概率是在数据越大的情况下越接近,所以孟德尔在统计豌豆杂交分离比时是统计了上千株的豌豆。如果只统计10株足得不出这一结论的。同时,通过这一试验,也证明了孟德尔的假设推论是成立的。,如果孟德尔在研究遗传实验时,只统计10株豌豆杂交结果,他还能正确的解释性状分离现象吗?,一个正确的理
11、论,不仅要能解释已经得到的试验结果,还应该能预测另一些实验结果。,对分离现象解释的验证,杂种子一代,隐性纯合子,高茎,矮茎,测交,配子,高茎,矮茎,1 1,测交后代, 用来测定F1的基因组合, 证明了F1是杂合子, 证明了F1在形成配子时,成对的基因分离,分别进入不同的配子中,孟德尔对分离现象解释的验证,-测交,让F1与_杂交,隐性纯合子,基因分离定律的验证方法 (1)测交法:杂种 F1 与隐性类型杂交,后代出现两种基因型与表现型的个体,证明杂种 F1 产生了两种配子,即等位基因彼此分离。 (2)自交法:杂种 F1 自交后代 F2 中出现显隐两种表现型的个体,也是由于 F1 产生两种配子。 (
12、3)花粉鉴定法:非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现两种不同的颜色,杂种非糯性水稻的花粉是减数分裂的产物,遇碘呈现两种不同的颜色,且比例为 11,从而证明了杂种水稻非糯性水稻产生花粉的减数分裂过程中,等位基因彼此分离。,假说演绎法,科学实验发现事实,大胆猜测推出假设,演绎推理实验检测,反复实验揭示规律,在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子_,不相_;在形成配子时,成对的遗传因子发生_,_后的遗传因子分别进入不同的配子中,随_遗传给后代,成对存在,融合,分离,分离,配子,分离定律的内容,基因分离定律的适用条件: 真核生物有性生殖时的细胞核遗传。,绘制杂合子、性状分离、相对性状、显隐性性状等概念图。
13、,性状 分离,杂合子,隐性遗传因子,自交,控制,控制,显性 性状,表现,隐性 性状,显性遗传因子,相对 性状,分离 定律,选择豌豆 作为实验材料,杂交实验,理论解释(假说),测交验证,分离定律内容,自花传粉、闭花受粉,具有多个 易于区分的性状,F2性状表现类型及其比例为,F2遗传因子组成及其比例,高茎矮茎 = 31,DDDddd =121,子代性状表现类型及其比例为,子代遗传因子组成及其比例,高茎矮茎 = 11,Dddd =11,遗传图谱中的符号: P: : : : F1: F2:,亲本,母本,父本,杂交,自交(自花传粉,同种类型相交),杂种子一代,杂种子二代,判断性状的显隐性和显性纯合子、杂
14、合子的方法 相对性状的显隐性判断 根据子代性状判断,不同性状亲本杂交后代只出现一种性状该性状为显性性状。 相同性状亲本杂交后代出现不同性状亲本都为杂合子,表现为显性性状。,相关概念: 1、性 状:生物体的形态特征和生理特征。 2、相对性状:一种生物的同一种性状的不同表现类型。 3、显性性状:杂种一代表现出来的性状。 4、隐性性状:杂种一代未显现出来的性状。 5、性状分离:在杂种后代中,同时显现显性性状和隐性性 状的现象。 6、显性基因:控制显性性状的基因。 7、隐性基因:控制隐性性状的基因。 8、表现型: 生物个体表现出来的性状叫表现型。 9、基因型: 与表现型有关的基因组成叫做基因型。 10
15、、纯合子:相同基因的配子结合成的合子发育成的个体 11、杂合子:不同基因的配子结合成的合子发育成的个体,纯合子与杂合子的比较,特别提醒 测交法应用的前提条件是已知生物性状的显隐性。此方法常用于动物遗传因子组成的检测。 植物常用自交法,也可用测交法,但自交法更简便。,若某群体中有基因型 AA、Aa、aa 的个体,自交方式有 AAAA、AaAa、aaaa 三种交配方式,而自由交配方式除上述三种交配方式外,还有 AAAa、AAaa、Aaaa,共六种交配方式。,一对相对性状遗传的各种杂交组合情况,从表中可以总结出以下几个特点:,若后代性状分离比为显性隐性31,则双亲一定是杂,合子(Aa),即 AaAa
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