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1、第一章 遗传因子的发现 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一) 亲代与子代之间或多或少保存着相似的特征。 “种瓜得瓜,种豆得豆”, “龙生龙,凤生凤,老鼠生儿打地洞 ” 亲代是怎样将自己的某 些性状传给子代的呢? 什么是遗传? 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。 亚里士多德:认为雄性提供“蓝 图”,母体提供物质。 融合遗传:两个亲本杂交后,双 亲的遗传物质会在子代体内发生混和, 使子代表现出介于双亲之间的性状。 但真正的遗传定律是由奥地 利神父孟德尔揭示总结出来。 遗传学奠基人孟德尔简介 孟德尔(18221884) ,奥国人,遗传学的奠 基人。21岁
2、起做修道士 ,29岁起进修自然科学 和数学。主要工作: 1856-1864年经过8年的 杂交试验,1865年发表 了植物杂交试验的 论文。62岁时带着对遗 传学无限的眷恋,回归 了无机世界。 孟德尔的成就 1.提出了遗传单位是:遗传因子 2.发现了遗传的两大基本定律: 孟德尔是遗传学的奠基人。 基因的分离定律 基因的自由组合定律 1、实验材料: 2、先针对一对相对性状进行研究 3、应用统计方法 4、实验程序科学严谨 豌豆 成功原因成功原因 科学理论产生的一般过程 现 象 假 说 (解 释 ) 验 证 理 论 回到140年前 高茎 矮茎 P (杂交) 高茎 F1 (子一代) (亲本)(父本)(母
3、本) 矮茎 高茎 高茎 正交反交 不遵循融合遗传! 高茎 F1 (自交) 高茎矮茎 F2 (子二代 ) 接近 3 1 显性性状 隐性性状 性状分离 787 : 277 重复实验! 解释: P F1 F2 子一代 子二代 亲本 母本 父本 杂交 自交 七对相对性状的遗传实验数据 2.84:1277(矮)787(高)茎的高度 F2的比隐性性状显性性状性状 2.82:1152(黄色)428(绿色)豆荚颜色 2.95:1299(不饱满)882(饱满)豆荚的形状 3.01:12001(绿色)6022(黄色)子叶的颜色 3.15:1224(白色)705(灰色)种皮的颜色 3.14:1207(茎顶)651(
4、叶腋)花的位置 2.96:11850(皱缩)5474(圆滑)种子的形状 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: 遗传因子与生物性状的关系?与显隐性性状的关系 ? 1、生物体性状都是由遗传因子控制的。 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 DD 、体细胞中 ,遗传因子成 对存在。 高茎矮茎 dd P F1 (减数分裂 ) 配子 Dd 、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) Dd 高茎 、受精时, 遗传因子恢复 成对。
5、 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。 Dd 配子DdDd Dd DDDdDddd 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 高茎 豌豆 和矮 茎豌 豆杂 交实 验的 分析 图解 Dd Dd D d DDDdDddd DDdd 高茎矮茎 P 配子 DdF1 Dd 配子 F2 高茎高茎高茎矮茎 1 : 2 : 1 Dd 等位基因等位基因: :位于位于一对同源染色体一对同源染色体的的相同位置相同位置 上,控制着上,控制着相对性状相对性状
6、的基因,叫做等位基因的基因,叫做等位基因 。 下列属于等位基因的是 A. DD B. Dd C. Db D.bb 同源染色体的相同位置上控制 相对性状的基因。 等位基因: 纯合子 ? 杂合子? 纯合子:是由含有相同基因的配子结合成合 子发育而成的个体。 杂合子:是由含有不同基因的配子结合成合 子发育而成的个体。 DDDD dddd DdDd 纯 合 体 杂 合 体 纯合基因型 杂合基因型 下列有关纯合子和杂合子的叙述正确的是 A.纯合子自交,其后代都是纯合子 B.杂合子自交,其后代都是杂合子 C.纯合子与纯合子交配,其后代都是纯合子 D.杂合子是由含不同基因的配子结合而成的 合子发育成的个体。
7、 对分离现象解释的验证 测交实验测交实验 让F1与_杂交隐性纯合子 测交实验测交实验 表现现型高茎矮茎 数量(总总数64)3034 比例约为约为 1 :1 思考思考:为什么这里的比例不是严格的1:1呢? 测交实验应用测交实验应用 有一株高茎豌豆,想知道它的基因型,请 简要叙述程序设计思路? 方法1:测交 方法2:自交(对于一些特殊情况,此方法更简单) 2.2.玉米黄粒是显性性状玉米黄粒是显性性状, ,白粒是隐性性状白粒是隐性性状, ,现有现有 一袋白粒玉米一袋白粒玉米, ,如何确定是纯种还是杂种如何确定是纯种还是杂种? ? ( (直接确定直接确定) ) 1.家兔的黑毛对褐毛是显性,要判断一只黑
8、毛 兔是否是纯合子,选用与它交配的兔最好是 A.纯种黑毛兔 B.褐毛兔 C.杂种黑毛兔 D.A,B,C都不对 B 基因分离定律的实质 在杂合子的细胞中,位于一对同源 染色体上的等位基因,具有一定的独立 性,减数分裂形成配子时,等位基因随 同源染色体的分开而分离,分别进入两 个配子中,独立地随配子遗传给后代。 AaaA 对分离现象的解释对分离现象的解释- -减数分裂减数分裂 a AA aa A A a a 减 间期 染色体复制 减 同源染色体分开 分离定律的适用范围: 是否适合原核生物? 是否适合细胞质基因遗传? 是否适合两对基因的遗传? 一杂合体黑毛豚鼠体内有一杂合体黑毛豚鼠体内有5050万万
9、精原精原 细胞细胞,则产生的精子中含白毛基因的,则产生的精子中含白毛基因的 有有_个个 一杂合体黑毛豚鼠体内有一杂合体黑毛豚鼠体内有5050万万卵原卵原 细胞细胞,则产生的卵细胞中含白毛基因则产生的卵细胞中含白毛基因 的有的有_个个 100100万万 2525万万 表现型和基因型的关系 表现型是基因型和环境共同 作用的结果. 五.基因型与表现型: 基因型 表现型概念 下列有关基因型和表现型的关系,正确的 是: A.表现型相同,基因型一定相同 B.基因型相同,表现型一定相同 C.在相同的环境中,基因型相同表现型一 定相同。 D.在相同的环境中,表现型相同基因型一 定相同。 完全显性:具有一对相对
10、性状的两个纯 合亲本杂交,F1的全部个体,都表现出 显性性状,并且在表现程度上和显性亲 本完全一样. 补充内容: 不完全显性 : F1的性状表 现介于显性 和隐性之间 共显性:两 个亲本的 性状同时 在F1代显 现,而不是 只单一的 表现出中 间性状 基因分离定律的应用 1 、杂交育种 小麦的抗杆锈病(T)对不抗杆锈(t)是显性 ,则要判断抗杆锈病的小麦是否是纯合子 ,有哪些方法?在育种选种中我们采用哪 种方法?为什么? 测交和自交自交 Tt 抗锈病 F1Tt 抗锈病 抗锈病不抗锈病 TTTtTtttF2 F3 Fn TT不再发生性状分离 连续自交 TtTt配子 选育显性 优良性状 从F2代开
11、 始连续自 交选育 如何选 育隐性 优良性 状 2、 遗传疾病发生概率的预测 在医学实践中,人们常常利用基因的分 离定律对遗传病的基因型和发病概率进行 科学的推断。 表现型正常的夫妇生了一个白化病男孩,表现型正常的夫妇生了一个白化病男孩, 则则: : (1)(1)他们再生一个白化病孩子的概率他们再生一个白化病孩子的概率_ (2)(2)他们再生一个白化病男孩的概率他们再生一个白化病男孩的概率_ (3)(3)他们第二胎又生了一个男孩,这个男他们第二胎又生了一个男孩,这个男 孩是白化病的概率孩是白化病的概率_ (4)(4)他们第二胎生了一个正常男孩,这个他们第二胎生了一个正常男孩,这个 男孩是杂合体
12、的概率男孩是杂合体的概率_ (5)(5)他们第二胎生了一个正常男孩,这个他们第二胎生了一个正常男孩,这个 男孩长大后与一个携带者女子结婚,男孩长大后与一个携带者女子结婚, 后代是白化病的概率后代是白化病的概率_ 1/41/4 2/32/3 1/41/4 1/81/8 1/61/6 11、如图所示为某家族中白化病的遗传图谱。请分析并回 答(以A、a表示有关的基因): 1 2 3 45 6 7 8 9 10 注: 女正常 男正常 女患者 男患者 (1).该病致病基因是 性的。(2)5号、9号的基因型分 别是 和 。(3)8号的基因型是 (概率为 )或 (概率为 );10号的基因型是 (概率为 )或
13、 (概率为 )。(4)8号与10号属 关系, 两者不宜结婚,后代中白化病机率将是 。(5)7号的 致病基因直接来自哪些亲体? 。 隐 AaaaAA1/ 3 Aa2/3AA 1/3 Aa2/3近亲 1/9 3号和4号 AA AaAa AA aa AA 表兄妹 此代患病率:1/41/21/2=1/16 达尔文 30岁时与表姐埃玛结婚,生了10个 孩子,其中3个早年夭折,视为掌 上明珠的大女儿安妮也只活到十岁 。其余孩子活下来了,但都患有程 度不同的精神病,以致三女儿一辈 子未出嫁,二女儿埃蒂、大儿子威 廉和四儿子伦拜德终生不育,五儿 子霍勒斯依赖母亲的照顾过着半病 人的生活。 大自然讨厌近亲婚姻!
14、 3、人类的遗传病的预防 并指,单基因控制的显性遗传病。 多指 常染色体上的显性遗传病 巩固练习 基础题 1、大豆的白花和紫花时一对相对性状, 下列四组杂交试验中能判断性状显隐性 关系的是 ( ) A.紫花X紫花 紫花 B.紫花X紫花 301株紫花110株白花 C.紫花X白花 紫花 D.紫花X白花 98株紫花101株白花 B C 3、番茄中红果皮(R)对黄果皮(r)是显 性,如果把黄果植株的花粉授到红果植株 的柱头上,所结果实的颜色和果实中胚的 基因型分别是 A.黄或红,rr B.红,Rr C.红,Rr或rr D.橙黄色,Rr 4 4、豚鼠黑毛、豚鼠黑毛(B)(B)对白毛对白毛(b)(b)是显
15、性,是显性, 两个黑毛杂合体生育四只小豚鼠,两个黑毛杂合体生育四只小豚鼠, 它们的毛色:它们的毛色: A.2A.2黑黑2 2白白 B.3B.3黑黑1 1白白 C. C. 均为黑色均为黑色 D.D.以上都可能以上都可能 D D 5、蜜蜂的体色中,褐色对黑色呈显性,控制这一相对 性状的基因在常染色体上。现有褐色雄蜂与纯合黑色雌 蜂杂交,则子一代蜜蜂体色为: A、全部是褐色 B、褐色:黑色=3:1 C、母蜂和工蜂都是褐色,雄蜂都是黑色 D、母蜂和工蜂都是黑色,雄蜂都是褐色 c 6、将基因型为AA的接穗嫁接到aa的砧木上,接穗成活后 所结果实的: (1)果皮的基因型为: ( ) (2)种子的胚的基因型
16、为:( ) A、AA B、Aa C、aa D、AAa 在人类,正常(A)对白化病(a)是显性,求下面家 系中有关个体出现的几率。 1、9个体患病的几率? 2、7个体为杂合子的几率? 3、10个体为有病男孩的几率? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 正常男女 有病男女 1、下列各对性状中,属于相对性状的是 A.狗的长毛和卷毛 B.棉花的掌状叶和鸡脚叶 C.玉米叶梢的紫色和叶片的绿色 D.豌豆的高茎和蚕豆的矮茎 2、下列几组杂交中,哪组属于纯合子之间的杂交 . . . . 课堂巩固 、下列四组交配中,能验证对分离现象的解释是否正 确的一组是 . . . . 、基因型为的个体与基因型为aa的
17、个体杂交产生 的进行自交,那么中的纯合子占中个体 数的 . . . . 5、在一对相对性状的遗传中,隐性亲本与杂合子亲本相 交,其子代个体中与双亲遗传因子组成都不相同的是 .0 .25 .50 .75 6、分别具有显性和隐性性状的两个亲本杂交,其子代 显性和隐性个体之比为5248。以下哪项推论是正 确的 A.两个亲本都有显性遗传因子 B.两个亲本都有隐性遗传因子 C.一个亲本只有显性遗传因子 D.前三项推论都不正确 7、下列叙述中,正确的是 A.两个纯合子的后代必是纯合子 B.两个杂合子的后代必是杂合子 C.纯合子自交后代都是纯合子 D.杂合子自交后代都是杂合子 8、番茄果实的红色形状对黄色为
18、显性。现有两株红色番 茄杂交,其后代可能出现的的性状正确的一组是 全是红果 全是黄果 红果黄果=11 红果黄果=31 A. B. C. D. 9、一株杂合的红花豌豆自花传粉共结出10粒种子,有9粒 种子生成的植株开红花,第10粒种子长成的植株开红 花的可能性为 A.9/10 B.3/4 C.1/2 D.1/4 10、一对杂合子的黑毛豚鼠交配,生出四只豚鼠。它们的 性状及数量可能是 A.全部黑色或白色 B.三黑一白或一黑三白 C.二黑二白 D.以上任何一种都有可能 6、将一株白粒玉米的花粉授与杂合黄粒玉米(Rr)的 植株,则该黄粒植株所结种子的胚和胚乳细胞的基因分 别为: A、Rr和rrr B、
19、Rr和RRr C、rr和Rrr D、Rr和Rrr 5、一株纯黄粒玉米与一株纯白粒玉米相互授粉,比较 这两株植株结出的种子的胚和胚乳细胞 A、胚和胚乳的基因型都相同 B、胚和胚乳的基因型都不相同 C、胚的基因型相同,胚乳的基因型不同 D、胚的基因型不同,胚乳的基因型相同 B C 隐性个体在解决遗传题目的运用 很明显黑色是隐性(用aa来表示)所以两个亲本的基因型是Aa 黑色小羊 白色公羊 X 白色母羊 (2)子代有隐性个体,则其两个亲本至少有一个隐性基因, 由此可推知亲本的基因型。如: (1)如果一亲本是隐性个体,则它一定传给子代中每一个个 体一个隐性基因,由此可知后代个体的基因型。例:人类白化
20、病遗传: 根据分离规律,某显性性状可能是纯合的,也可能是杂 合的,而隐性性状一旦出现,则一定是纯合的,且只能产生 一种配子 在人类,正常(A)对白化病(a)是显性,求下面家 系中有关个体出现的几率。 1、9个体患病的几率? 2、7个体为杂合子的几率? 3、10个体为有病男孩的几率? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 正常男女 有病男女 2、7个体为正常,正常个体的基 因型和几率为1/3(AA), 1/3(Aa), 1/3(aA),则7个体是杂合子的几率 为:1/3+1/3=2/3(互斥事件)。 在人类,正常(A)对白化病(a)是显性,求下面家 系中有关个体出现的几率。 1、9个体患病的
21、几率? 2、7个体为杂合子的几率? 3、10个体为有病男孩的几率? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 正常男女 有病男女 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? 23 13 牛的黑毛对棕毛是一对相对性状,并且黑 毛(B)对棕毛(b)是显性。已知两只黑毛牛交 配,生了一只棕毛小牛。问 1、这两只黑毛牛的基因型如何?棕毛小牛 的基因型如何? 2、绘出这两只黑毛牛交配产生子一代的遗 传图解(用棋盘法)。 3、这两只黑毛牛是否能生出黑毛小牛?如 果可能,生黑每小牛
22、的概率是多少? 2. 亲代 Bb Bb 子代 配子1/2B1/2b 1/2B 1/4BB 黑毛 1/4Bb 黑毛 1/2b 1/4Bb 黑毛 1/4bb 棕毛 3. 能生出黑毛小牛,概率是:3/4 苯丙酮尿症(PKU)是由隐性基因a控制的, 使得人不能产生将苯丙酮转化为酪氨酸的酶 ,这种情况下苯丙酮在人体内含量较高,尿 中可检出,可导致智力低下和易发生癫痫病 。如果两个正常男女婚配,却生下一个有此 病的男孩。请分析说明: 1、这对夫妇的基因型是 。 2、男孩的基因型是 。 3、若再生一个孩子,是正常女孩的可能性是 ,是有病男孩的可能性是 。 4、这种情况往往是由于 婚配的情况下 发生。 AaA
23、a aa 3/81/8 近亲 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、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 12、等位基因:位于同源染色体同一位置,控制
24、相 对性状的基因。 返回 为什么用豌豆做遗传实验易成功? 1.豌 豆 自花传粉 闭花受粉 自然状态下, 永远是纯种 2.具有易区分的相对 性状 1 人工异花授粉示意图 1、去雄 2、套袋 3、授粉 4、套袋 1.相对性状: 同种生物同一性状的不同表现类型。 例1.下列属于相对性状的是 A.豌豆的高茎和水稻的矮茎 B.兔子的长毛与兔子的卷毛 C.豌豆种子的黄色与豌豆豆荚的绿色 D.豌豆的高茎与豌豆的矮茎 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
25、指在上 1 基因与性状的概念系统图 基因基因型等位基因 显性基因 隐性基因 性状相对性状 显性性状 隐性性状 性状分离 纯合子 杂合子 表现型 发 生决 定决 定控 制控 制 控 制 自交:进行自花传粉或自体受精的 过程或基因型相同的生物体间相互 交配的类型。 杂交:基因型不同的生物体间相互交配 的类型。 .下列属于纯合子的是 A. AABb B. AABBD C. AABBcc .下列有关纯合子和杂合子的叙述正确的是 A.纯合子自交,其后代都是纯合子 B.杂合子自交,其后代都是杂合子 C.纯合子与纯合子交配,其后代都是纯合子 D.杂合子是由含不同基因的配子结合而成的 合子发育成的个体。 2.
26、2.玉米黄粒是显性性状玉米黄粒是显性性状, ,白粒是隐性性状白粒是隐性性状, ,现有现有 一袋白粒玉米一袋白粒玉米, ,如何确定是纯种还是杂种如何确定是纯种还是杂种? ? ( (直接确定直接确定) ) 1.家兔的黑毛对褐毛是显性,要判断一只黑毛 兔是否是纯合子,选用与它交配的兔最好是 A.纯种黑毛兔 B.褐毛兔 C.杂种黑毛兔 D.A,B,C都不对 B 测交作用: 测定F1配子及比例 测定F1基因型 判断F1在形成配子基因的行为 基因型 表现型 基因 性状 等位基因 相对性状 显性基因 隐性基因 基因、性状的概念和关系 控制 控制控制 显性性状 隐性性状 例题:番茄的有毛(H)对无毛(h)是显
27、形.现有基因型 为Hh和Hh的两个亲本,问他们的后代可以产生哪几 种表现型和基因型,这几种表现型和基因型的概率 各是多少? Hh HhP 子 代 配子 H H h h Hh HhHH hh 1/2 1/2 1/21/2 1/41/4 1/41/4 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 在A、B、C、D四支试管内都加入一定量的 水和ATP,都加入若干种酶,另外: A加入DNA、脱氧核苷酸 B加入RNA、脱氧核苷酸 C加入DNA、核糖核苷酸 D加入RNA、核糖核苷酸 请根据实验结果回答下列问题: (1)据分析,A、B管内产物相同,但A管内是 _过程;B管内是 过程。 (2)据分析,C、D管内产物相同,但C管内是 _过程;D管内是 过程。 (3)加入C管内DNA有60对碱基,那么,C管内 产物中最多含有 个碱基,有密码子 个。 (4)B与A相比,必须有 酶。 DNA复制 逆转录 转录RNA复制 60 20 逆转录
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